JPH10226877A - This film forming method and equipment therefor - Google Patents

This film forming method and equipment therefor

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JPH10226877A
JPH10226877A JP3503597A JP3503597A JPH10226877A JP H10226877 A JPH10226877 A JP H10226877A JP 3503597 A JP3503597 A JP 3503597A JP 3503597 A JP3503597 A JP 3503597A JP H10226877 A JPH10226877 A JP H10226877A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw materials
solid raw
substrate
pair
thin film
Prior art date
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Pending
Application number
JP3503597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Obara
隆 小原
Mutsuki Yamazaki
六月 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3503597A priority Critical patent/JPH10226877A/en
Publication of JPH10226877A publication Critical patent/JPH10226877A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently form a film, having uniform thickness and characteristics, on both sides of a base material by disposing at least a couple of solid raw materials with a base material between and irradiating these solid raw materials with a laser beam simultaneously or successively. SOLUTION: The inside of a chamber 1 is regulated so that partial pressure of oxygen becomes about 0.2Torr, and a couple of solid raw materials 2, 3 are rotated at a prescribed speed. Two excimer laser generators 4, 5 output laser beams simultaneously or successively by means of a laser control device 10. The outside peripheral surface of the solid raw material 2 is irradiated with the pulsed laser beam from the laser generator 4, and the outside peripheral surface of the solid raw material 3 is irradiated with the beam from the laser generator 5, and the solid raw materials 2, 3 are evaporated by the laser energies, respectively, and vapor deposition regions are formed in the positions at the prescribed distances, respectively. A loop-shaped silver tape 11 is moved by means of guide rollers 12 to 17 into the above state, heated by lamp heaters 18, 19, and then passed through the above vapor deposition region, by which films are formed on both sides of the loop-shaped silver tape 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基体上に超電導薄
膜を積層した超電導線材の製造、又は高周波機器への適
用、さらには様々な機能性薄膜を基板上に積層した電子
部材の製造に適用されるもので、固体原料にレーザビー
ムを照射してそのエネルギーにより固体原料を蒸発させ
て基体に薄膜を作製する薄膜の作製方法及びその装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applied to the production of superconducting wires having a superconducting thin film laminated on a substrate, or to the application to high-frequency equipment, and to the production of electronic members having various functional thin films laminated on a substrate. The present invention relates to a method and an apparatus for producing a thin film, in which a solid material is irradiated with a laser beam, and the energy is used to evaporate the solid material to produce a thin film on a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】超電導線材を利用したものとして、例え
ば、体内の異常な細胞を検知するのに使用される医療機
器の一つに核磁気共鳴診断装置(MRI:Magnetic Res
onanceImaing )がある。このMRIは、水素の原子核
が磁場中で特定の周波数の電磁波を吸収して共鳴する現
象を利用したもので、共鳴のシグナルをMHz帯の高周
波信号として検知しコンピュータで画像処理している。
このときの高周波信号は、人体付近に設置したアンテナ
を用いて受信している。
2. Description of the Related Art As a device using a superconducting wire, for example, one of medical devices used for detecting abnormal cells in the body is a nuclear magnetic resonance diagnostic device (MRI: Magnetic Resin).
onanceImaing). The MRI utilizes a phenomenon in which a hydrogen nucleus absorbs an electromagnetic wave of a specific frequency in a magnetic field and resonates, and detects a resonance signal as a high-frequency signal in a MHz band and performs image processing by a computer.
The high frequency signal at this time is received using an antenna installed near the human body.

【0003】このアンテナは、銅などの導電性の高い金
属を用いていたが、心臓などの常に動いている臓器など
をリアルタイムで観察する場合、或いは1テスラ以下の
低磁場で観察する場合などでは、アンテナの感度を上
げ、さらに信号電流の減衰をできるだけ少なくすること
が必要であり、このために銅などの金属では対応できな
かった。そこで、アンテナを超電導体で作製する試みが
なされており、冷却コストが低い点で酸化物超電導体を
用いようとしている。
[0003] This antenna uses a highly conductive metal such as copper. However, in the case of observing a constantly moving organ such as the heart in real time or in the case of observing with a low magnetic field of 1 Tesla or less, etc. Therefore, it is necessary to increase the sensitivity of the antenna and to reduce the attenuation of the signal current as much as possible. For this reason, metals such as copper cannot cope. Therefore, attempts have been made to fabricate an antenna with a superconductor, and an oxide superconductor is being used because of its low cooling cost.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この酸
化物超電導体の材料は、セラミクスであるためMRI等
に適用するのに長尺化が困難であり、多くの場合、銀の
チューブにBi系の超電導体を詰めて延伸、圧延などの
工程を経て長尺化している。
However, since the material of this oxide superconductor is a ceramic, it is difficult to lengthen the material for application to MRI or the like. In many cases, Bi-based materials are used for silver tubes. Superconductors are packed and elongated through processes such as stretching and rolling.

【0005】ところが、このような方法で長尺化した超
電導体の線材は、超電導体が銀で外包されているため、
高周波信号はシールド(遮蔽)されてしまう不具合があ
る。そこで、他の適当な方法がないため、銀を一部剥離
し、さらにそれを2枚張り合わせてアンテナを作製して
いた。しかし、この方法では、生産性が悪く、作製され
たアンテナの特性は実用に足りるものでない。
However, the length of the superconductor wire elongated by such a method is because the superconductor is enveloped in silver,
There is a problem that high-frequency signals are shielded. Therefore, since there is no other suitable method, a part of silver was peeled off, and two silver sheets were laminated to produce an antenna. However, with this method, the productivity is poor, and the characteristics of the manufactured antenna are not sufficient for practical use.

【0006】一方、身体に最も近いところで使用される
MRI用アンテナは、エンドレスのループ形状をしてい
るものがある。このようなエンドレスのアンテナを上述
の線材で作製するには、線材の両端を半田等で接続しな
ければならず、その接続部分は超電導にならず、この部
分で信号電流が減少するという不具合も生じる。
On the other hand, some MRI antennas used closest to the body have an endless loop shape. In order to manufacture such an endless antenna with the above-mentioned wire, both ends of the wire must be connected by solder or the like, and the connection portion does not become superconducting, and the signal current decreases at this portion. Occurs.

【0007】又、エンドレスのアンテナを作製する場合
には、基体の両面に超電導の薄膜を形成する必要がある
が、現状の方法では基体の両面に均一に薄膜を形成する
ことは困難である。そこで本発明は、基体の両面に厚さ
及び特性の均一な膜を効率よく作製できる薄膜の作製方
法及びその装置を提供することを目的とする。
When an endless antenna is manufactured, it is necessary to form a superconducting thin film on both sides of the base. However, it is difficult to form a thin film uniformly on both sides of the base with the current method. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a thin film and an apparatus therefor, which can efficiently produce a film having a uniform thickness and characteristics on both surfaces of a substrate.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1によれば、固体
原料にレーザビームを照射してそのエネルギーにより固
体原料を蒸発させ、これを基体に堆積させて薄膜を作製
する薄膜の作製方法において、少なくとも一対の固体原
料を基体を挟んで配置し、これら固体原料にレーザビー
ムを同時に又は順次に照射して、基体に薄膜を作製する
薄膜の作製方法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a thin film forming method for irradiating a solid raw material with a laser beam to evaporate the solid raw material by the energy of the laser beam and depositing the solid raw material on a substrate to form a thin film. This is a method of producing a thin film in which at least a pair of solid raw materials are arranged with a substrate interposed therebetween, and the solid raw materials are irradiated with a laser beam simultaneously or sequentially to form a thin film on the substrate.

【0009】請求項2によれば、請求項1記載の薄膜の
作製方法において、長尺又は無端の基体を一対の固体原
料の間に移動させる。請求項3によれば、請求項1記載
の薄膜の作製方法において、円盤状又は円筒状の基体を
自転させながら一対の固体原料の間に移動させる。
According to a second aspect, in the method for producing a thin film according to the first aspect, a long or endless substrate is moved between a pair of solid raw materials. According to the third aspect, in the method for producing a thin film according to the first aspect, the disk-shaped or cylindrical substrate is moved between a pair of solid raw materials while rotating.

【0010】請求項4によれば、請求項3記載の薄膜の
作製方法において、円盤状の基体の中心を、一対の固体
原料の中心間を結ぶラインよりも所定距離だけ離して配
置させて、基体を一対の固体原料の間に移動させる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for producing a thin film according to the third aspect, the center of the disk-shaped substrate is disposed at a predetermined distance from a line connecting the centers of the pair of solid raw materials. The substrate is moved between a pair of solid raw materials.

【0011】請求項5によれば、請求項1記載の薄膜の
作製方法において、基体に対する成膜を、酸素分圧が
0.05Torr 以上1.0Torr 以下、かつ酸素流量が
200SCCM以上2000SCCM以下の酸素雰囲気
中で行う。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a thin film according to the first aspect, the film formation on the substrate is performed by using an oxygen partial pressure of 0.05 Torr to 1.0 Torr and an oxygen flow rate of 200 SCCM to 2,000 SCCM. Perform in an atmosphere.

【0012】請求項6によれば、反応ガスの循環するチ
ャンバと、このチャンバ内に配置された少なくとも一対
の固体原料と、この一対の固体原料の間に移動する基体
と、一対の固体原料にそれぞれ同時に又は順次レーザビ
ームを照射してそのエネルギーにより固体原料を蒸発さ
せ、これを基体の両面に堆積させて薄膜を作製するため
の前記レーザビームを出力するパルスレーサ発振器と、
を備えた薄膜の作製装置である。
According to claim 6, a chamber for circulating the reaction gas, at least one pair of solid raw materials disposed in the chamber, a substrate moving between the pair of solid raw materials, and a pair of solid raw materials. A pulsed laser oscillator that simultaneously or sequentially irradiates a laser beam to evaporate a solid material by its energy and deposits the solid material on both surfaces of a substrate to output the laser beam for producing a thin film,
This is an apparatus for producing a thin film comprising:

【0013】請求項7によれば、請求項6記載の薄膜の
作製装置において、基体が無端の場合、この基体を一対
の固体原料の間に移動させる複数のガイドローラを備え
た。請求項8によれば、請求項6記載の薄膜の作製装置
において、基体が円盤状の場合、基体を回転自在に保持
するホルダーと、このホルダーが一対の固体原料の間を
移動することにより、ホルダーに保持されている基体を
自転させる自転用機構とを備えた。
According to a seventh aspect of the present invention, in the thin film manufacturing apparatus according to the sixth aspect, when the substrate is endless, a plurality of guide rollers for moving the substrate between a pair of solid raw materials are provided. According to claim 8, in the thin film production apparatus according to claim 6, when the base is a disk, a holder for rotatably holding the base and the holder move between a pair of solid raw materials, A rotation mechanism for rotating the base held by the holder.

【0014】請求項9によれば、請求項6記載の薄膜の
作製装置において、チャンバ内は、反応ガスとして酸素
分圧が0.05Torr 以上1.0Torr 以下、かつ酸素
流量が200SCCM以上2000SCCM以下の酸素
雰囲気とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the thin film manufacturing apparatus according to the sixth aspect, the inside of the chamber has an oxygen partial pressure of 0.05 Torr to 1.0 Torr as a reaction gas and an oxygen flow rate of 200 SCCM to 2,000 SCCM. Oxygen atmosphere.

【0015】請求項10によれば、請求項6記載の薄膜
の作製装置において、基体を一対の固体原料の間に移動
させる前に、基体の両面に対して高周波加熱を行う高周
波加熱手段を付加した。
According to a tenth aspect, in the thin film manufacturing apparatus according to the sixth aspect, a high frequency heating means for performing high frequency heating on both surfaces of the substrate before moving the substrate between the pair of solid raw materials is added. did.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(1) 以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参
照して説明する。本発明の薄膜の作製方法は、固体原料
にレーザビームを照射してそのエネルギーにより固体原
料を蒸発させ、これを基体に堆積させて薄膜を作製する
薄膜の作製方法において、少なくとも一対の固体原料を
前記基体を挟んで配置し、これら固体原料にレーザビー
ムを同時に又は順次照射して、基体に薄膜を作製するも
のである。
(1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the method for producing a thin film of the present invention, a solid material is irradiated with a laser beam to evaporate the solid material by its energy, and the thin material is deposited on a substrate to produce a thin film. The substrate is disposed with the substrate interposed therebetween, and the solid material is irradiated with a laser beam simultaneously or sequentially to form a thin film on the substrate.

【0017】図1はかかる薄膜の作製装置の構成図であ
る。チャンバ1内には、一対の固体原料(ターゲット)
2、3が配置されている。この一対の固体原料2、3
は、Y,Ba,Cuにより例えば直径100mm、厚さ
10mmの円盤状に形成されている。
FIG. 1 is a block diagram of such an apparatus for producing a thin film. In the chamber 1, a pair of solid raw materials (targets)
A few are arranged. This pair of solid raw materials 2, 3
Is made of Y, Ba, and Cu, for example, in a disk shape with a diameter of 100 mm and a thickness of 10 mm.

【0018】これら固体原料2、3は、それぞれ回転軸
2a、3aに設けられて所定の速度で回転するものとな
っている。又、チャンバ1外には、2台のエキシマレー
ザ発振器4、5が配置されている。これらエキシマレー
ザ発振器4、5のうち一方のエキシマレーザ発振器4の
光路上には、図2に示すようにミラー6及びレンズ7が
配置され、エキシマレーザ発振器4から出力されたパル
スのレーザビームが固体原料2の外周面に照射されるよ
うになっている。
These solid raw materials 2 and 3 are provided on rotating shafts 2a and 3a, respectively, and rotate at a predetermined speed. Outside the chamber 1, two excimer laser oscillators 4, 5 are arranged. A mirror 6 and a lens 7 are arranged on the optical path of one of the excimer laser oscillators 4 and 5, as shown in FIG. 2, and the laser beam of the pulse output from the excimer laser oscillator 4 is solid-state. The outer peripheral surface of the raw material 2 is irradiated.

【0019】又、他方のエキシマレーザ発振器5の光路
上には、回転ミラー8及びレンズ9が配置され、エキシ
マレーザ発振器5から出力されたパルスのレーザビーム
が固体原料3の外周面に照射されるようになっている。
A rotating mirror 8 and a lens 9 are arranged on the optical path of the other excimer laser oscillator 5, and a laser beam of a pulse output from the excimer laser oscillator 5 is applied to the outer peripheral surface of the solid material 3. It has become.

【0020】なお、1台のエキシマレーザ発振器5のみ
が配置されている場合には、回転ミラー8を回転駆動す
ることにより、エキシマレーザ発振器5から出力された
レーザビームを、レンズ9を通して固体原料3に照射
し、又ミラー6及びレンズ7を通して固体原料2に照射
することを繰り返してもよい。
When only one excimer laser oscillator 5 is provided, the laser beam output from the excimer laser oscillator 5 is driven through the lens 9 by rotating the rotating mirror 8. And the irradiation of the solid raw material 2 through the mirror 6 and the lens 7 may be repeated.

【0021】これらエキシマレーザ発振器4、5は、レ
ーザ制御装置10が接続され、それぞれ一対の固体原料
2、3に対して同時に又は順次レーザビームを出力する
ように制御されている。
The excimer laser oscillators 4 and 5 are connected to a laser controller 10 and controlled to output laser beams to a pair of solid raw materials 2 and 3 simultaneously or sequentially.

【0022】又、これらエキシマレーザ発振器4、5
は、それぞれミラー6及びレンズ7、又は回転ミラー8
及びレンズ9を通して一対の固体原料2、3に照射され
るレーザビームのフルーエンスが1J/cm2 以上にな
るように調整されている。
The excimer laser oscillators 4, 5
Are respectively the mirror 6 and the lens 7 or the rotating mirror 8
The fluence of the laser beam applied to the pair of solid materials 2 and 3 through the lens 9 is adjusted to be 1 J / cm 2 or more.

【0023】より具体的には、各エキシマレーザ発振器
4、5は、それぞれミラー6及びレンズ7、又は回転ミ
ラー8及びレンズ9を通して一対の固体原料2、3に照
射されるレーザビームの幅が1mm、長さが10mm、
平均のフルーエンスが1J/cm2 、繰り返し周波数5
0Hzに調整されている。
More specifically, each of the excimer laser oscillators 4 and 5 has a width of 1 mm for irradiating the pair of solid materials 2 and 3 through the mirror 6 and the lens 7 or the rotating mirror 8 and the lens 9 respectively. , Length 10mm,
Average fluence is 1 J / cm 2 , repetition frequency 5
It is adjusted to 0 Hz.

【0024】又、一対の固体原料2、3の間には、後述
するようにループ状の基体11(ループ状の銀テープ)
が移動するが、この場合、例えばループ状の基体11の
幅20mm以下であれば、一対の固体原料2、3には、
図3に示すように円盤状の固体原料2、3の厚さと同一
か、又は僅かに長いレーザビームQa を照射する。
A loop-shaped substrate 11 (loop-shaped silver tape) is provided between the pair of solid raw materials 2 and 3 as described later.
In this case, for example, if the width of the loop-shaped base 11 is 20 mm or less, the pair of solid raw materials 2 and 3 include:
Thickness and either the same disk-shaped solid material 2,3 as shown in FIG. 3, or slightly irradiating a long laser beam Q a.

【0025】これよりもループ状の基体11の幅が広い
場合には、図4に示すように固体原料2、3の厚さを薄
くし、幅がこの厚さと同一か、又は僅かに広い縦長のレ
ーザビームQb を照射する。
When the width of the loop-shaped substrate 11 is wider than this, as shown in FIG. 4, the thickness of the solid raw materials 2 and 3 is reduced, and the width thereof is the same as this thickness or slightly longer. irradiating a laser beam Q b.

【0026】ところで、このようにレーザビームの照射
される一対の固体原料2、3は、平板に形成してループ
状の基体11の両側を平行移動すればよいが、これが出
来ず長時間使用するには少なくとも25mmR以上、好
ましくは50mmR以上、さらに好ましくは100mm
R以上の曲率の薄い円盤を用いるのがよい、この理由
は、レーザビームの形状が縦長であるため曲面に照射し
た場合、焦点からずれる部分が必ず発生するが、曲率が
小さいとずれはより大きくなり、そこでのフルーエンス
が不足するからである。
By the way, the pair of solid raw materials 2 and 3 to be irradiated with the laser beam may be formed in a flat plate and may be moved in parallel on both sides of the loop-shaped base member 11. At least 25 mmR or more, preferably 50 mmR or more, more preferably 100 mmR
It is better to use a thin disk with a curvature of R or more because the laser beam has a vertically long shape, so that when irradiating a curved surface, a part deviating from the focus always occurs, but when the curvature is small, the deviation is larger. Fluence there.

【0027】一対の固体原料2、3の間には、上記の如
くループ状の基体11が移動するものとなっている。こ
のループ状の基体11は、銀或いは多結晶のYSZ又は
表面にYSZ、STO、CeO2 等の超電導体と基体1
1との反応を抑制し、かつ結晶を配向させる補助的役割
を果たす中間層を積層した金属基板からなるものであ
る。
The loop-shaped substrate 11 moves between the pair of solid raw materials 2 and 3 as described above. The loop-shaped base 11 is made of silver or polycrystalline YSZ or a superconductor such as YSZ, STO, CeO 2 or the like on the surface and the base 1.
1 is a metal substrate on which an intermediate layer that plays a supplementary role of suppressing the reaction with 1 and orienting the crystal is laminated.

【0028】このループ状の基体11は、両端を溶接し
た無端(エンドレス)とするとともに、例えば表面粗さ
が1S以下になるように研磨したもので、直径1m、幅
20mm、厚さ1mmの銀テープである。以下、基体1
1をループ状銀テープ11と称する。
This loop-shaped substrate 11 is made of an endless material having both ends welded and polished so as to have a surface roughness of 1 S or less, and has a diameter of 1 m, a width of 20 mm and a thickness of 1 mm. It is a tape. Hereinafter, the base 1
1 is referred to as a loop-shaped silver tape 11.

【0029】このループ状銀テープ11は、各ガイドロ
ーラ12〜17により保持され、かつこれらガイドロー
ラ12〜17の駆動により一対の固体原料2、3の間を
一定の速度、例えば30mm/分の速度で矢印(イ)方
向、すなわち一対の固体原料2、3の配置方向に対して
垂直方向に移動するものとなっている。
The loop-shaped silver tape 11 is held by each of the guide rollers 12 to 17, and is driven at a constant speed, for example, 30 mm / min. It moves in the direction of the arrow (a) at a speed, that is, in the direction perpendicular to the arrangement direction of the pair of solid raw materials 2 and 3.

【0030】又、チャンバ1内には、2つのランプヒー
タ18、19が配置されている。これらランプヒータ1
8、19は、一対の固体原料2、3の上流側にループ状
銀テープ11を挟んで対向配置され、ループ状銀テープ
11の両面を例えば650〜700℃程度の温度に加熱
するものである。なお、これらランプヒータ18、19
には、それぞれ電源20、21が接続されている。
In the chamber 1, two lamp heaters 18 and 19 are arranged. These lamp heaters 1
Numerals 8 and 19 are disposed opposite to each other on the upstream side of the pair of solid raw materials 2 and 3 with the loop-shaped silver tape 11 interposed therebetween, and heat both sides of the loop-shaped silver tape 11 to a temperature of, for example, about 650 to 700 ° C. . The lamp heaters 18, 19
Are connected to power supplies 20 and 21, respectively.

【0031】一方、チャンバ1の内部は、反応ガスとし
て酸素雰囲気となっている。チャンバ1内での成膜時の
酸素分圧及び酸素流量は、ループ状銀テープ11に形成
される膜の結晶配向性及び超電導特性に影響を及ぼすの
で、応用に適したTcが高く、表面性の良好なc軸配向
膜を得るには、これらパラメータを注意深く制御しなけ
ればならない。
On the other hand, the inside of the chamber 1 is in an oxygen atmosphere as a reaction gas. Since the oxygen partial pressure and the oxygen flow rate during the film formation in the chamber 1 affect the crystal orientation and superconductivity of the film formed on the loop-shaped silver tape 11, the Tc suitable for the application is high, and the surface property is high. In order to obtain a c-axis oriented film having a good value, these parameters must be carefully controlled.

【0032】具体的には、酸素分圧を低くするとc軸配
向膜が得られるがTcが低下しやすいし、又酸素分圧を
高くするとTcの高い膜が得られるがa軸配向粒が混在
しやすくなり表面性は悪くなる。
Specifically, when the oxygen partial pressure is reduced, a c-axis oriented film can be obtained, but Tc tends to decrease. When the oxygen partial pressure is increased, a film having a high Tc can be obtained, but a-axis oriented grains are mixed. And the surface properties deteriorate.

【0033】又、酸素流量は、少ない方がc軸配向膜は
得られやすいがTcが低下しやすく、流量を多くすると
Tcの高い膜は得られやすくなるがa軸配向粒が混在し
やすくなる。
When the flow rate of oxygen is lower, a c-axis oriented film can be easily obtained, but Tc tends to be reduced. When the flow rate is increased, a film having a higher Tc can be easily obtained, but a-axis oriented grains are more likely to be mixed. .

【0034】従って、酸素分圧及び酸素流量の各適性領
域は、図5の膜の配向性及びTcの酸素分圧依存性、図
6の膜の配向性及びTcの酸素流量依存性にそれぞれ示
す。ただし、適性な酸素流量は、チャンバ1の大きさに
比例する。
Therefore, the appropriate regions of the oxygen partial pressure and the oxygen flow rate are shown in the orientation of the film and the oxygen partial pressure dependence of Tc in FIG. 5, and the orientation of the film and the oxygen flow rate dependence of Tc in FIG. 6, respectively. . However, an appropriate oxygen flow rate is proportional to the size of the chamber 1.

【0035】例えば、100リットルのチャンバ1の場
合、20〜200SCCMの流量が適性であるが、20
0リットルのチャンバ1の場合には40〜400SCC
Mの流量が適性となる。
For example, in the case of a 100-liter chamber 1, a flow rate of 20 to 200 SCCM is appropriate,
40-400 SCC for 0 liter chamber 1
The flow rate of M is appropriate.

【0036】従って、ここに示した酸素流量は、チャン
バ1の容積を1m3 として規格化している。これらの結
果に基づき、酸素分圧は0.05Torr 以上1.0Tor
r 以下、好ましくは0.1Torr 以上0.8Torr 以下
であることが望まれ、かつ酸素流量は200SCCM以
上2000SCCM以下、好ましくは300SCCM以
上2000SCCM以下であることが望まれる。或いは
酸素流量のチャンバー体積に対する比であらわすと2×
10-4以上2×10-3以下、好ましくは3×10-4以上
2×10-3であることが望まれる。又、言い換えれば、
1分間に流した酸素が1気圧20℃において占める体積
のチャンバー容積に対する比が2×10-4以上2×10
-3以下となることが必要である。すなわち、チャンバー
の容積が2m3であれば適性流量は2倍になり、0.5
3 であれば2分の1になる。
Therefore, the oxygen flow rate shown here is normalized with the volume of the chamber 1 being 1 m 3 . Based on these results, the oxygen partial pressure was 0.05 Torr or more and 1.0 Torr.
r, preferably 0.1 Torr or more and 0.8 Torr or less, and an oxygen flow rate of 200 SCCM or more and 2000 SCCM or less, preferably 300 SCCM or more and 2000 SCCM or less. Alternatively, the ratio of the oxygen flow rate to the chamber volume is 2 ×
It is desired that the concentration be 10 −4 or more and 2 × 10 −3 or less, preferably 3 × 10 −4 or more and 2 × 10 −3 . Also, in other words,
The ratio of the volume occupied at 1 atmosphere and 20 ° C. by the oxygen flowing per minute to the chamber volume is 2 × 10 −4 or more and 2 × 10 4
It must be less than -3 . That is, if the volume of the chamber is 2 m 3 , the appropriate flow rate is doubled,
If m 3 becomes one-half.

【0037】ここで、チャンバ1には、例えば容器体積
1m3 に対して酸素を1000SCCMの流量で供給
し、かつ酸素分圧を0.2Torr になるように排気速度
を調整している。
Here, for example, oxygen is supplied to the chamber 1 at a flow rate of 1000 SCCM with respect to a container volume of 1 m 3 , and the exhaust speed is adjusted so that the oxygen partial pressure becomes 0.2 Torr.

【0038】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。チャンバ1内は、例えば容器体積1m3
に対して酸素が1000SCCMの流量で供給され、か
つ酸素分圧が0.2Torr になるように排気により調整
されている。
Next, the operation of the above-configured device will be described. The chamber 1 has a container volume of, for example, 1 m 3.
Oxygen is supplied at a flow rate of 1000 SCCM, and the exhaust gas is adjusted so that the oxygen partial pressure becomes 0.2 Torr.

【0039】このチャンバ1内において、Y,Ba,C
uの化合物から形成される一対の固体原料2、3は、そ
れぞれ回転軸2a、3aにより一定の速度で回転され
る。一方、2台のエキシマレーザ発振器4、5は、レー
ザ制御装置10による発振制御により同時に又は順次レ
ーザビームを出力する。
In the chamber 1, Y, Ba, C
The pair of solid raw materials 2 and 3 formed from the compound u are rotated at a constant speed by the rotating shafts 2a and 3a, respectively. On the other hand, the two excimer laser oscillators 4 and 5 output laser beams simultaneously or sequentially under the oscillation control by the laser control device 10.

【0040】このときのレーザビーム出力の繰り返し周
波数は50Hzに調整され、かつ一対の固体原料2、3
に照射されるレーザビームの幅が1mm、長さが10m
m、平均のフルーエンスが1J/cm2 に調整されてい
る。
At this time, the repetition frequency of the laser beam output is adjusted to 50 Hz, and a pair of solid raw materials 2, 3
1mm width and 10m length laser beam
m, the average fluence was adjusted to 1 J / cm 2 .

【0041】このうち一方のエキシマレーザ発振器4か
ら出力されたパルスのレーザビームは、図2に示すよう
にミラー6、レンズ7を通して固体原料2の外周面に照
射され、他方のエキシマレーザ発振器5から出力された
パルスのレーザビームは、回転ミラー8、レンズ9を通
して固体原料3の外周面に照射される。
The laser beam of the pulse output from one of the excimer laser oscillators 4 irradiates the outer peripheral surface of the solid material 2 through the mirror 6 and the lens 7 as shown in FIG. The output pulse laser beam is applied to the outer peripheral surface of the solid raw material 3 through the rotating mirror 8 and the lens 9.

【0042】このように各円盤状の固体原料2、3にそ
れぞれレーザビームが照射されると、そのレーザエネル
ギーにより各円盤状の固体原料2、3は蒸発し、これら
固体原料2、3から所定距離の位置において蒸着領域が
形成される。
When each of the disk-shaped solid raw materials 2 and 3 is irradiated with a laser beam as described above, each of the disk-shaped solid raw materials 2 and 3 evaporates due to the laser energy, and the solid raw materials 2 and 3 are separated from the solid raw materials 2 and 3 by a predetermined amount. An evaporation region is formed at a distance.

【0043】このとき、一対の円盤状の固体原料2、3
は、それぞれ回転軸2a、3aにより一定の速度で回転
し、かつ2台のエキシマレーザ発振器4、5から同時に
又は順次レーザビームが出力されることにより、各円盤
状の固体原料2、3の外周面には、それぞれ各レーザビ
ームが走査される。
At this time, a pair of disk-shaped solid raw materials 2 and 3
Are rotated at a constant speed by the rotating shafts 2a and 3a, respectively, and the laser beams are simultaneously or sequentially output from the two excimer laser oscillators 4 and 5, so that the outer periphery of each disk-shaped solid raw material 2 and 3 Each surface is scanned by each laser beam.

【0044】又、各円盤状の固体原料2、3にそれぞれ
レーザビームが照射したときの蒸着領域は、レーザビー
ムの照射領域の面積に対して例えば10倍以上に広が
る。このように一対の円盤状の固定原料2、3に対して
レーザビームを同時又は順次照射することで、ループ状
銀テープ11の両側にそれぞれ帯状に広い蒸着領域が得
られる。
The laser beam is applied to each of the disk-shaped solid raw materials 2 and 3, and the deposition area is, for example, 10 times or more the area of the laser beam irradiation area. By irradiating the pair of disk-shaped fixed raw materials 2 and 3 with a laser beam simultaneously or sequentially in this manner, a wide vapor deposition region is obtained on both sides of the loop-shaped silver tape 11 in a strip shape.

【0045】この状態に、ループ状銀テープ11は、各
ガイドローラ12〜17により移動され、先ずは各ラン
プヒータ18、19により両面が例えば650〜700
℃程度の温度に加熱される。
In this state, the loop-shaped silver tape 11 is moved by each of the guide rollers 12 to 17, and first, both sides of the loop-shaped silver tape 11 are, for example, 650 to 700 by the respective lamp heaters 18 and 19.
Heated to about ℃.

【0046】この加熱されたループ状銀テープ11は、
一対の固体原料2、3の間に得られた蒸着領域中に例え
ば30mm/分の速度で通過し、これにより基体11の
両面にYBCO超電導膜の成膜が行われる。
The heated loop-shaped silver tape 11 is
For example, the YBCO superconducting film is formed on both surfaces of the substrate 11 through the deposition region obtained between the pair of solid materials 2 and 3 at a speed of, for example, 30 mm / min.

【0047】このように上記第1の実施の形態において
は、一対の固体原料2、3をループ状銀テープ11を挟
んで配置し、これら固体原料2、3にレーザビームを同
時に又は順次照射し、そのエネルギーにより一対の固体
原料2、3を蒸発させ、これをループ状銀テープ11す
なわち銀テープの両面に堆積させて薄膜を作製するよう
にしたので、ループ状銀テープ11の両面に、厚さ及び
特性の均一な超電導膜を効率よく作製できる。
As described above, in the first embodiment, a pair of solid raw materials 2 and 3 are arranged with the loop-shaped silver tape 11 interposed therebetween, and the solid raw materials 2 and 3 are simultaneously or sequentially irradiated with a laser beam. The energy is used to evaporate the pair of solid raw materials 2 and 3 and deposit them on both sides of the loop-shaped silver tape 11, that is, the silver tape to form a thin film. A superconducting film having uniformity and characteristics can be efficiently produced.

【0048】このように銀テープの両面に形成された超
電導膜は、Tcが高く、かつ表面性に優れたYBCO超
電導体として成膜できる。そして、このYBCO超電導
体を成膜した銀テープすなわちループ状超電導テープを
例えばMRI用信号受信コイルとして使用したところ、
高いSN比が得られ、強い磁場を用いることなくリアル
タイムで例えば心臓などの常に動いている臓器などの観
察が可能となった。 (2) 次に本発明の第2の実施の形態について説明する。
なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい
説明は省略する。
The superconducting films thus formed on both sides of the silver tape can be formed as YBCO superconductors having a high Tc and excellent surface properties. When the silver tape on which the YBCO superconductor was formed, that is, the loop-shaped superconducting tape was used as a signal receiving coil for MRI, for example,
A high signal-to-noise ratio can be obtained, and it is possible to observe a constantly moving organ such as a heart in real time without using a strong magnetic field. (2) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0049】図7は薄膜の作製装置の構成図である。チ
ャンバ1内には、Y,Ba,Cuにより成る一対の固体
原料2、3に加えて、これら固体原料2、3のループ状
銀テープ11の移動する下流側に、SrとTiから成る
一対の固体原料30、31が配置されている。
FIG. 7 is a configuration diagram of an apparatus for producing a thin film. In the chamber 1, in addition to a pair of solid raw materials 2 and 3 made of Y, Ba, and Cu, a pair of solid raw materials 2 and 3 made of Sr and Ti Solid raw materials 30 and 31 are arranged.

【0050】これら一対の固体原料30、31は、例え
ば固体原料2、3と同様に、直径100mm、厚さ10
mmの円盤状に形成されている。そして、これら固体原
料30、31は、それぞれ回転軸30a、31aに設け
られて所定の速度で回転するものとなっている。
The pair of solid raw materials 30 and 31 have a diameter of 100 mm and a thickness of 10 mm, for example, like the solid raw materials 2 and 3.
mm. These solid raw materials 30 and 31 are provided on rotating shafts 30a and 31a, respectively, and rotate at a predetermined speed.

【0051】又、チャンバ1外には、2台のエキシマレ
ーザ発振器4、5の他に、2台のエキシマレーザ発振器
32、33が配置されている。これらエキシマレーザ発
振器32、33のうち一方のエキシマレーザ発振器32
から出力されたパルスのレーザビームは、図2に示す光
学系と同様の光学系を通して固体原料30の外周面に照
射され、他方のエキシマレーザ発振器33から出力され
たパルスのレーザビームも上記同様の光学系を通して固
体原料33の外周面に照射されるようになっている。
Outside the chamber 1, two excimer laser oscillators 32 and 33 are arranged in addition to the two excimer laser oscillators 4 and 5. One of these excimer laser oscillators 32 and 33 is an excimer laser oscillator 32
The laser beam of the pulse output from is irradiated onto the outer peripheral surface of the solid raw material 30 through an optical system similar to the optical system shown in FIG. 2, and the laser beam of the pulse output from the other excimer laser oscillator 33 is also the same as described above. The outer peripheral surface of the solid raw material 33 is irradiated through an optical system.

【0052】これらエキシマレーザ発振器32、33
は、レーザ制御装置10が接続され、それぞれ一対の固
体原料30、31に対して同時に又は順次レーザビーム
を出力するように制御されている。
These excimer laser oscillators 32 and 33
Is connected to a laser controller 10 and controlled so as to output a laser beam to the pair of solid raw materials 30 and 31 simultaneously or sequentially.

【0053】又、これらエキシマレーザ発振器32、3
3は、それぞれ一対の固体原料30、31に照射される
レーザビームのフルーエンスが1J/cm2 以上になる
ように調整されている。例えば、これらエキシマレーザ
発振器32、33は、それぞれ一対の固体原料30、3
1に照射されるレーザビームの幅が1mm、長さが10
mm、平均のフルーエンスが1J/cm2 、繰り返し周
波数50Hzに調整されている。
The excimer laser oscillators 32, 3
3 is adjusted so that the fluence of the laser beam applied to the pair of solid raw materials 30 and 31 is 1 J / cm 2 or more. For example, these excimer laser oscillators 32 and 33 are a pair of solid materials 30 and 3 respectively.
The width of the laser beam irradiated to 1 is 1 mm and the length is 10
mm, the average fluence is adjusted to 1 J / cm 2 , and the repetition frequency is adjusted to 50 Hz.

【0054】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。チャンバ1内は、例えば容器体積1m3
に対して酸素が1000SCCMの流量で供給され、か
つ酸素分圧が0.2Torr になるように排気により調整
されている。
Next, the operation of the device configured as described above will be described. The chamber 1 has a container volume of, for example, 1 m 3.
Oxygen is supplied at a flow rate of 1000 SCCM, and the exhaust gas is adjusted so that the oxygen partial pressure becomes 0.2 Torr.

【0055】このチャンバ1内において、Y,Ba,C
uの化合物から形成される一対の固体原料2、3は、そ
れぞれ回転軸2a、3aにより一定の速度で回転され、
かつSrとTiから成る一対の固体原料30、31もそ
れぞれ回転軸30a、31aにより一定の速度で回転し
ている。
In this chamber 1, Y, Ba, C
A pair of solid raw materials 2 and 3 formed from the compound u are rotated at constant speeds by rotating shafts 2a and 3a, respectively.
Further, the pair of solid raw materials 30 and 31 made of Sr and Ti are also rotated at a constant speed by the rotating shafts 30a and 31a, respectively.

【0056】一方、2台のエキシマレーザ発振器4、5
は、それぞれ同時に又は順次レーザビームを出力する。
このうち一方のエキシマレーザ発振器4から出力された
パルスのレーザビームは、上記同様に固体原料2の外周
面に照射され、他方のエキシマレーザ発振器5から出力
されたパルスのレーザビームは、固体原料3の外周面に
照射される。
On the other hand, two excimer laser oscillators 4, 5
Output laser beams simultaneously or sequentially.
The pulse laser beam output from one of the excimer laser oscillators 4 is applied to the outer peripheral surface of the solid raw material 2 in the same manner as described above, and the pulse laser beam output from the other excimer laser oscillator 5 is the solid laser 3. Is irradiated on the outer peripheral surface of the light emitting element.

【0057】このように各円盤状の固体原料2、3にそ
れぞれレーザビームが照射されると、そのレーザエネル
ギーにより各円盤状の固体原料2、3は蒸発し、これら
固体原料2、3から所定距離の位置において蒸着領域が
形成される。
When each of the disk-shaped solid raw materials 2 and 3 is irradiated with a laser beam as described above, each of the disk-shaped solid raw materials 2 and 3 evaporates due to the laser energy, and a predetermined amount of the solid raw materials 2 and 3 is generated. An evaporation region is formed at a distance.

【0058】これと共に、他の2台のエキシマレーザ発
振器32、33もそれぞれ同時に又は順次レーザビーム
を出力する。このうち一方のエキシマレーザ発振器32
から出力されたパルスのレーザビームは、固体原料30
の外周面に照射され、他方のエキシマレーザ発振器33
から出力されたパルスのレーザビームは、固体原料31
の外周面に照射される。
At the same time, the other two excimer laser oscillators 32 and 33 output laser beams simultaneously or sequentially. One of the excimer laser oscillators 32
The pulsed laser beam output from the
And the other excimer laser oscillator 33
The pulsed laser beam output from the
Is irradiated on the outer peripheral surface of the light emitting element.

【0059】このように各円盤状の固体原料30、31
にそれぞれレーザビームが照射されると、そのレーザエ
ネルギーにより各円盤状の固体原料30、31は蒸発
し、これら固体原料30、31から所定距離の位置にお
いて蒸着領域が形成される。
As described above, each of the disk-shaped solid raw materials 30, 31
Is irradiated with a laser beam, the respective solid-state raw materials 30, 31 evaporate due to the laser energy, and an evaporation region is formed at a position at a predetermined distance from the solid-state raw materials 30, 31.

【0060】この状態に、ループ状銀テープ11は、各
ガイドローラ12〜17により移動され、先ずは各ラン
プヒータ18、19により両面が例えば650〜700
℃程度の温度に加熱される。
In this state, the loop-shaped silver tape 11 is moved by the guide rollers 12 to 17, and firstly, both sides of the silver tape are, for example, 650 to 700 by the lamp heaters 18 and 19.
Heated to about ℃.

【0061】この加熱されたループ状銀テープ11は、
先ず、Y,Ba,Cuにより成る一対の固体原料2、3
の間に得られた蒸着領域中に例えば30mm/分の速度
で通過し、これによりループ状銀テープ11の両面には
YBCO超電導膜が成膜される。
The heated loop-shaped silver tape 11 is
First, a pair of solid raw materials 2, 3 made of Y, Ba, Cu
For example, the YBCO superconducting film is formed on both surfaces of the loop-shaped silver tape 11 by passing through the deposition region obtained at a speed of, for example, 30 mm / min.

【0062】続いて、ループ状銀テープ11は、Srと
Tiとから成る一対の固体原料30、31の間に得られ
た蒸着領域中に例えば30mm/分の速度で通過し、こ
れによりループ状銀テープ11の両面のYBCO超電導
膜上にはSrTiO3 が成膜される。
Subsequently, the loop-shaped silver tape 11 passes at a speed of, for example, 30 mm / min into the deposition region obtained between the pair of solid raw materials 30 and 31 composed of Sr and Ti, thereby forming a loop-shaped silver tape. SrTiO 3 is formed on the YBCO superconducting film on both sides of the silver tape 11.

【0063】このように上記第2の実施の形態において
は、Y,Ba,Cuにより成る一対の固体原料2、3及
びSrとTiとから成る一対の固体原料30、31をル
ープ状銀テープ11を挟んで配置し、これら固体原料
2、3及び固体原料30、31にそれぞれレーザビーム
を同時に又は順次照射し、そのエネルギーにより各一対
の固体原料2、3及び固体原料30、31を蒸発させ、
これをループ状銀テープ11の両面に堆積させて先ずY
BCO超電導膜薄膜を成膜し、このYBCO超電導膜薄
膜上にSrTiO3 を成膜するようにしたので、上記第
1の実施の形態と同様に、ループ状銀テープ11の両面
に、厚さ及び特性の均一な超電導膜を効率よく作製でき
る。
As described above, in the second embodiment, the pair of solid raw materials 2 and 3 made of Y, Ba and Cu and the pair of solid raw materials 30 and 31 made of Sr and Ti are combined with the loop-shaped silver tape 11. The solid raw materials 2 and 3 and the solid raw materials 30 and 31 are respectively irradiated with a laser beam simultaneously or sequentially, and the pair of solid raw materials 2 and 3 and the solid raw materials 30 and 31 are evaporated by the energy thereof,
This is deposited on both sides of the loop-shaped silver tape 11 to
Since a BCO superconducting film thin film was formed and SrTiO 3 was formed on the YBCO superconducting film thin film, the thickness and the thickness of both sides of the loop-shaped silver tape 11 were changed in the same manner as in the first embodiment. A superconducting film having uniform characteristics can be efficiently produced.

【0064】さらに、YBCO超電導体は酸や水に弱く
耐環境性に問題があり、又結晶中の酸素の脱離が起こり
やすく、その場合は特性が劣化するという不具合がある
が、YBCO超電導膜の表面をSrTiO3 膜で被覆す
ることにより、上記不具合は解決し、長時間使用しても
特性の劣化が起こらない。
Furthermore, YBCO superconductors are susceptible to acid and water and have a problem in environmental resistance. In addition, there is a problem that oxygen in a crystal is easily desorbed, in which case the characteristics are deteriorated. By coating the surface with a SrTiO 3 film, the above problem is solved, and the characteristics do not deteriorate even if used for a long time.

【0065】一方、ループ状銀テープ11の両面にYB
CO超電導体を成膜しながら、もう一対配置したSrと
Tiから成る固体原料30、31にレーザビームを照射
して、YBCO超電導体上にSrTiO3 膜を積層する
場合、ループ状銀テープ11のどちらかの面の超電導体
は各ガイドローラ12〜17と接触する。
On the other hand, YB
In the case where the SrTiO 3 film is laminated on the YBCO superconductor by irradiating a laser beam to the solid raw materials 30 and 31 made of Sr and Ti arranged in pairs while forming the CO superconductor, the loop-shaped silver tape 11 The superconductor on either side contacts each of the guide rollers 12-17.

【0066】このとき、ループ状銀テープ11の温度が
高いと、各ガイドローラ12〜17の材質によっては、
反応が起こり、超電導体が劣化することがある。仮に温
度が低く反応しなかったとしても、超電導体の硬度はあ
まり高くないので表面に傷が付きやすい。
At this time, if the temperature of the loop-shaped silver tape 11 is high, depending on the material of each of the guide rollers 12 to 17,
A reaction may occur and the superconductor may deteriorate. Even if the reaction does not react at a low temperature, the surface of the superconductor is easily damaged because the hardness of the superconductor is not so high.

【0067】ところが、YBCO超電導体上にSrTi
3 膜を連続して積層することで、YBCO超電導体の
表面を保護することができ、YBCO超電導体からの酸
素の脱離がなくなり、そのうえ各ガイドローラ12〜1
7との反応も起こらず、又傷が付くこともなくなる。
However, on the YBCO superconductor, SrTi
By continuously laminating O 3 films, the surface of the YBCO superconductor can be protected, oxygen is not desorbed from the YBCO superconductor, and each of the guide rollers 12 to 1 can be protected.
There is no reaction with 7 and no damage.

【0068】SrTiO3 膜は、基板が導電性の場合、
超電導体が成膜された端から積層してもよいが、超電導
体が閉ループとなるためには端に僅かで構わないが、S
rTiO3 膜による保護膜の積層されていない部分を設
けておくほうがよい。この部分が一周移動した際に、再
度超電導体が積層されて閉ループを形成した後、この上
にも上記保護膜を積層するとよい。 (3) 次に本発明の第3の実施の形態について説明する。
なお、図7と同一部分には同一符号を付してその詳しい
説明は省略する。
When the substrate is conductive, the SrTiO 3 film
The superconductor may be laminated from the end where the film is formed. However, in order for the superconductor to form a closed loop, it may be slightly at the end.
It is better to provide a portion where the protective film of the rTiO 3 film is not laminated. When this portion has moved once, the superconductor may be laminated again to form a closed loop, and then the protective film may be laminated thereon. (3) Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0069】図8は薄膜の作製装置の構成図であり、長
尺銀テープ40の両面にYBCO超電導体を成膜し、Y
BCO超電導体上にSrTiO3 膜を成膜するようにし
たものである。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a thin film manufacturing apparatus, in which a YBCO superconductor is formed on both sides of a long silver tape 40, and
An SrTiO 3 film is formed on a BCO superconductor.

【0070】すなわち、Y,Ba,Cuにより成る一対
の固体原料2、3にそれぞれレーザビームが照射される
と、そのレーザエネルギーにより各円盤状の固体原料
2、3は蒸発し、これら固体原料2、3から所定距離の
位置において蒸着領域が形成される。
That is, when a pair of solid raw materials 2 and 3 made of Y, Ba and Cu are irradiated with a laser beam, each of the disk-shaped solid raw materials 2 and 3 is evaporated by the laser energy, and these solid raw materials 2 and 3 are evaporated. A vapor deposition region is formed at a position at a predetermined distance from 3.

【0071】これと共に、SrとTiとから成る一対の
固体原料30、31にそれぞれレーザビームが照射され
ると、そのレーザエネルギーにより各円盤状の固体原料
30、31は蒸発し、これら固体原料30、31から所
定距離の位置において蒸着領域が形成される。
At the same time, when a pair of solid raw materials 30 and 31 composed of Sr and Ti are irradiated with a laser beam, the disk-shaped solid raw materials 30 and 31 are evaporated by the laser energy, and these solid raw materials 30 and 31 are evaporated. , 31 at a predetermined distance from each other.

【0072】この状態に、長尺銀テープ40が各ランプ
ヒータ18、19により両面が例えば650〜700℃
程度の温度に加熱され、先ず、一対の固体原料2、3の
間に得られた蒸着領域中に例えば30mm/分の速度で
通過すると、長尺銀テープ40の両面にはYBCO超電
導膜の成膜が行われる。
In this state, the long silver tape 40 is heated on both sides by, for example, 650 to 700 ° C. by the respective lamp heaters 18 and 19.
Is heated to about the temperature, and firstly, at a speed of, for example, 30 mm / min, through a deposition region obtained between the pair of solid raw materials 2 and 3, a YBCO superconducting film is formed on both surfaces of the long silver tape 40. The membrane is made.

【0073】続いて、長尺銀テープ40は、一対の固体
原料30、31の間に得られた蒸着領域中に例えば30
mm/分の速度で通過すると、長尺銀テープ40の両面
のYBCO超電導膜上に例えば約1μmのSrTiO3
が成膜される。
Subsequently, the long silver tape 40 is placed, for example, in the vapor deposition region obtained between the pair of solid raw materials 30 and 31.
When passing through the YBCO superconducting film on both sides of the long silver tape 40, for example, about 1 μm of SrTiO 3
Is formed.

【0074】このように上記第3の実施の形態において
は、Y,Ba,Cuにより成る一対の固体原料2、3及
びSrとTiとから成る一対の固体原料30、31を長
尺銀テープ40を挟んで配置し、これら固体原料2、3
及び固体原料30、31にそれぞれレーザビームを同時
に又は順次照射し、そのエネルギーにより各一対の固体
原料2、3及び固体原料30、31を蒸発させ、これを
長尺銀テープ40の両面に堆積させて先ずYBCO超電
導膜薄膜を成膜し、このYBCO超電導膜薄膜上にSr
TiO3 を成膜するようにしたので、長尺銀テープ40
の両面に、厚さ及び特性の均一な超電導膜を効率よく作
製できる。
As described above, in the third embodiment, the pair of solid raw materials 2 and 3 made of Y, Ba and Cu and the pair of solid raw materials 30 and 31 made of Sr and Ti are combined with the long silver tape 40. And these solid raw materials 2, 3
And a laser beam is simultaneously or sequentially irradiated onto the solid raw materials 30 and 31, respectively, and the energy is used to evaporate each pair of the solid raw materials 2 and 3 and the solid raw materials 30 and 31, and deposit them on both surfaces of the long silver tape 40. First, a YBCO superconducting thin film is formed, and Sr is formed on the YBCO superconducting thin film.
Since a TiO 3 film was formed, a long silver tape 40
A superconducting film having a uniform thickness and properties can be efficiently produced on both surfaces of the film.

【0075】又、YBCO超電導膜薄膜上にSrTiO
3 を成膜するので、YBCO超電導体の酸や水に対する
耐環境性が向上し、かつ長尺銀テープ40を連続的に巻
き取ってコイルにした場合でも、SrTiO3 を絶縁層
として機能させることができる。
Further, SrTiO 3 was deposited on the YBCO superconducting thin film.
Since the film 3 is formed, the environmental resistance of the YBCO superconductor to acid and water is improved, and even when the long silver tape 40 is continuously wound into a coil, the SrTiO 3 functions as an insulating layer. Can be.

【0076】なお、本発明において、YBCO上に積層
される材料は、SrTiO3 に限らず、絶縁性、湿度や
温度などの耐環境性に優れた材料であれば広く適用でき
る。 (4) 次に本発明の第4の実施の形態について説明する。
なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい
説明は省略する。
In the present invention, the material laminated on the YBCO is not limited to SrTiO 3 , but can be widely applied as long as the material is excellent in insulation, environmental resistance such as humidity and temperature. (4) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0077】図9は薄膜の作製装置の構成図である。一
対の固体原料2、3の間には、基体として円盤状の3枚
の基板50がホルダー51により保持され、かつそれぞ
れ自転されながら一対の固体原料2、3の外周面に対し
て平行移動、すなわち矢印(イ)方向に一定の速度で移
動するものとなっている。
FIG. 9 is a configuration diagram of an apparatus for producing a thin film. Between the pair of solid raw materials 2 and 3, three disk-shaped substrates 50 are held as holders by a holder 51, and move in parallel with the outer peripheral surfaces of the pair of solid raw materials 2 and 3 while rotating. That is, it moves at a constant speed in the direction of the arrow (a).

【0078】これら基板50は、それぞれ例えば直径が
50mmに形成されたLaAlO3基板である。図10
は円盤状の基板50を保持するホルダー51の構成図で
あり、図11は同ホルダーを移動方向にから見た構成図
である。
These substrates 50 are LaAlO 3 substrates each having a diameter of, for example, 50 mm. FIG.
Is a configuration diagram of a holder 51 for holding a disk-shaped substrate 50, and FIG. 11 is a configuration diagram of the holder as viewed from the moving direction.

【0079】このホルダー51は、平板状に形成され、
その長手方向に沿って各基板50を保持するための中心
に孔の開いたリング状の各自転用ローラ(又は歯車)5
2a〜52cが取り付けられている。
The holder 51 is formed in a flat plate shape.
Each ring-shaped rotation roller (or gear) 5 having a hole at the center for holding each substrate 50 along its longitudinal direction.
2a to 52c are attached.

【0080】そして、これら自転用ローラ52a〜52
cは、ホルダー51に取り付けられた各ベアリング53
a〜53cにより回転可能に保持されている。このうち
各自転用ローラ52a〜52cの一部は、ホルダー51
の上部からはみ出ている。
The rotation rollers 52a-52
c denotes each bearing 53 attached to the holder 51.
a to 53c so as to be rotatable. A part of each of the rotation rollers 52a to 52c is
Protruding from the top of the

【0081】ホルダー51の上部には、自転用バー54
が固定され、この自転用バー54に対してホルダー51
からはみ出ている各自転用ローラ52a〜52cの一部
分が接触している。
A rotation bar 54 is provided above the holder 51.
Is fixed, and the holder 51 is
A part of each of the rotation rollers 52a to 52c protruding is in contact with each other.

【0082】この自転用バー54の各自転用ローラ52
a〜52cと接触する部分は、摩擦係数の高くなる処理
が施されたり、又は歯車と噛み合うような凹凸54aが
形成されている。
Each rotation roller 52 of this rotation bar 54
The portions that come into contact with a to 52c are subjected to a process for increasing the friction coefficient, or are formed with irregularities 54a that mesh with the gears.

【0083】又、ホルダー51の底部にも、摩擦係数が
高くなる処理が施されているか、又は歯車と噛み合うよ
うな凹凸55が形成されている。そして、このホルダー
51の底部には、各ローラ56a〜56cが回転自在に
設けられ、ホルダー51の底部の凹凸55に対して接触
している。
The bottom of the holder 51 is also subjected to a treatment for increasing the friction coefficient, or formed with irregularities 55 so as to mesh with the gears. Each roller 56 a to 56 c is rotatably provided on the bottom of the holder 51 and is in contact with the unevenness 55 on the bottom of the holder 51.

【0084】従って、ホルダー51が矢印(イ)方向に
平行移動すると、各自転用ローラ52a〜52cは自転
用バー54との接触により回転し、これに応動して3枚
の基板50は、それぞれ矢印(ロ)方向に自転するよう
になっている。なお、これら基板50の自転速度は、ホ
ルダー51の平行移動速度に応じて決まる。
Therefore, when the holder 51 moves in the direction of the arrow (a) in parallel, the rotation rollers 52a to 52c rotate by contact with the rotation bar 54, and in response to this, the three substrates 50 are respectively moved by the arrows. (B) It rotates in the direction. The rotation speed of these substrates 50 is determined according to the translation speed of the holder 51.

【0085】又、図9に示すように一対の固体原料2、
3の各回転軸2a、3aの軸方向と各基板50の移動方
向(イ)とが同じ場合には、図11に示すように各基板
50の中心hを、一対の固体原料2、3の間を結ぶ中心
ラインfよりも所定距離Lだけ離して配置させ、各基板
50を一対の固体原料2、3の間に移動させるように設
定する。
As shown in FIG. 9, a pair of solid raw materials 2,
In the case where the axial direction of each of the rotation shafts 2a, 3a and the moving direction (a) of each substrate 50 are the same, the center h of each substrate 50 is set to the pair of solid raw materials 2, 3 as shown in FIG. The substrate 50 is set apart from the center line f connecting them by a predetermined distance L, and is set so as to move each substrate 50 between the pair of solid raw materials 2 and 3.

【0086】すなわち、一対の固体原料2、3は、各基
板50との距離が最も近くなる場所が基板50の中心と
対向しないように設置するものである。このような一対
の固体原料2、3と基板50との配置関係とすることに
より、各基板50の両面には、厚さ及び特性の均一な膜
をその全面に作製することができる。
That is, the pair of solid raw materials 2 and 3 are arranged such that the location where the distance from each substrate 50 is the shortest does not face the center of the substrate 50. With such a positional relationship between the pair of solid raw materials 2 and 3 and the substrate 50, a film having a uniform thickness and characteristics can be formed on both surfaces of each substrate 50.

【0087】この場合、所定距離Lは、各基板50の半
径の40%以上80%以下、好ましくは50%以上70
%以下とする。なお、一対の固体原料2、3と基板50
との配置関係が上記所定距離Lの範囲からずれて基板5
0の中心hが中心ラインfに近くなると、各基板50の
中心の膜厚が厚くなり、遠くなると各基板50の中心の
膜厚が薄くなるので好ましくない。
In this case, the predetermined distance L is between 40% and 80% of the radius of each substrate 50, preferably between 50% and 70%.
% Or less. The pair of solid raw materials 2 and 3 and the substrate 50
Is displaced from the range of the predetermined distance L,
When the center h of 0 is closer to the center line f, the film thickness at the center of each substrate 50 increases, and when the center h increases, the film thickness at the center of each substrate 50 decreases, which is not preferable.

【0088】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。チャンバ1内は、例えば容器体積1m3
に対して酸素が1000SCCMの流量で供給され、か
つ酸素分圧が0.2Torr になるように排気により調整
されている。
Next, the operation of the device configured as described above will be described. The chamber 1 has a container volume of, for example, 1 m 3.
Oxygen is supplied at a flow rate of 1000 SCCM, and the exhaust gas is adjusted so that the oxygen partial pressure becomes 0.2 Torr.

【0089】このチャンバ1内において、Y,Ba,C
uの化合物から形成される一対の固体原料2、3は、そ
れぞれ回転軸2a、3aにより一定の速度で回転され
る。一方、2台のエキシマレーザ発振器4、5は、レー
ザ制御装置10による発振制御により同時に又は順次レ
ーザビームを出力し、このうち一方のエキシマレーザ発
振器4から出力されたパルスのレーザビームは、固体原
料2の外周面に照射され、他方のエキシマレーザ発振器
5から出力されたパルスのレーザビームは、固体原料3
の外周面に照射される。
In this chamber 1, Y, Ba, C
The pair of solid raw materials 2 and 3 formed from the compound u are rotated at a constant speed by the rotating shafts 2a and 3a, respectively. On the other hand, the two excimer laser oscillators 4 and 5 simultaneously or sequentially output laser beams under the oscillation control of the laser control device 10, and the laser beam of the pulse output from one of the excimer laser oscillators 4 is a solid material. The laser beam of the pulse applied to the outer peripheral surface of the solid material 2 and output from the other excimer laser oscillator 5 is
Is irradiated on the outer peripheral surface of the light emitting element.

【0090】なお、このときのレーザビーム出力の繰り
返し周波数は、上記同様に、50Hzに調整され、かつ
そのレーザビームの幅は1mm、長さが10mm、平均
のフルーエンスは1J/cm2 に調整されている。
The repetition frequency of the laser beam output at this time is adjusted to 50 Hz, and the width of the laser beam is adjusted to 1 mm, the length is adjusted to 10 mm, and the average fluence is adjusted to 1 J / cm 2. ing.

【0091】このように各円盤状の固体原料2、3にそ
れぞれレーザビームが照射されると、そのレーザエネル
ギーにより各円盤状の固体原料2、3は蒸発し、これら
固体原料2、3から所定距離の位置において帯状に広い
蒸着領域が形成される。
When each of the disk-shaped solid raw materials 2 and 3 is irradiated with a laser beam as described above, each of the disk-shaped solid raw materials 2 and 3 evaporates due to the laser energy, and a predetermined amount of the solid raw materials 2 and 3 is generated. At the position of the distance, a wide evaporation region is formed in a band shape.

【0092】この状態に、3枚の円盤状の基板50は、
ホルダー51に保持され、かつこのホルダー51が矢印
(イ)方向に平行移動することにより、各自転用ローラ
52a〜52cと自転用バー54との接触による回転に
応動し、それぞれ矢印(ロ)方向に自転する。
In this state, the three disc-shaped substrates 50 are
By being held by the holder 51 and moving in parallel in the direction of the arrow (a), the holder 51 responds to the rotation caused by the contact between the rotation rollers 52a to 52c and the rotation bar 54, and moves in the direction of the arrow (b), respectively. Rotate.

【0093】このように3枚の円盤状の基板50がホル
ダー51に保持され、かつ自転しながら、先ず、2つの
ランプヒータ18、19の間を通過することにより、各
基板50の両面が例えば650〜800℃程度の温度に
加熱される。
As described above, the three disk-shaped substrates 50 are held by the holder 51, and while rotating, first pass between the two lamp heaters 18 and 19, so that both surfaces of each substrate 50 are, for example, It is heated to a temperature of about 650-800 ° C.

【0094】続いて、これら加熱された各基板50は、
一対の固体原料2、3の間に得られた蒸着領域中に例え
ば30mm/分の速度で通過し、これにより各基板50
の両面にYBCO超電導膜の成膜が行われる。
Subsequently, each of these heated substrates 50 is
It passes through the deposition region obtained between the pair of solid raw materials 2 and 3 at a speed of, for example, 30 mm / min.
A YBCO superconducting film is formed on both surfaces of the substrate.

【0095】このように上記第4の実施の形態において
は、一対の固体原料2、3にレーザビームを同時に又は
順次照射し、そのエネルギーにより一対の固体原料2、
3を蒸発させ、かつこれに固体原料2、3の間にホルダ
ー51に保持しかつ自転させた各円盤状の基板50を通
過させて、これら基板の両面に薄膜を作製するようにし
たので、これら基板50の両面に、厚さ及び特性の均一
な超電導膜を効率よく作製できる。これら基板50の両
面に形成された超電導膜は、Tcが高く、かつ表面性に
優れたYBCO超電導体として成膜できる。 (5) 次に本発明の第5の実施の形態について説明する。
なお、図9〜図11と同一部分には同一符号を付してそ
の詳しい説明は省略する。
As described above, in the fourth embodiment, a pair of solid raw materials 2 and 3 are irradiated with a laser beam simultaneously or sequentially, and the energy of the laser beam is applied to the pair of solid raw materials 2 and 3.
3 was evaporated and passed through each disc-shaped substrate 50 held and rotated by the holder 51 between the solid raw materials 2 and 3 to form thin films on both surfaces of these substrates. A superconducting film having a uniform thickness and characteristics can be efficiently formed on both surfaces of the substrate 50. The superconducting films formed on both surfaces of the substrate 50 can be formed as YBCO superconductors having high Tc and excellent surface properties. (5) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
9 to 11 are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

【0096】図12は薄膜の作製装置の構成図である。
一対の固体原料2、3は、その各回転軸2a、3aがホ
ルダー51の移動方向(イ)に対して垂直方向に配置さ
れている。すなわち、これら固体原料2、3の外周面が
ホルダー51を介して対向配置されている。
FIG. 12 is a configuration diagram of an apparatus for producing a thin film.
The rotating shafts 2a, 3a of the pair of solid raw materials 2, 3 are arranged in a direction perpendicular to the moving direction (a) of the holder 51. That is, the outer peripheral surfaces of these solid raw materials 2 and 3 are arranged to face each other via the holder 51.

【0097】一方、2台のエキシマレーザ発振器4、5
のうち一方のエキシマレーザ発振器4の光路上には、ミ
ラー60及びレンズ61が配置され、エキシマレーザ発
振器4から出力されたパルスのレーザビームが固体原料
2の外周面に照射されるようになっている。
On the other hand, two excimer laser oscillators 4, 5
A mirror 60 and a lens 61 are arranged on the optical path of one of the excimer laser oscillators 4 so that the laser beam of the pulse output from the excimer laser oscillator 4 is applied to the outer peripheral surface of the solid material 2. I have.

【0098】又、他方のエキシマレーザ発振器5の光路
上には、ミラー62及びレンズ63が配置され、エキシ
マレーザ発振器5から出力されたパルスのレーザビーム
が固体原料3の外周面に照射されるようになっている。
On the optical path of the other excimer laser oscillator 5, a mirror 62 and a lens 63 are arranged so that the laser beam of the pulse output from the excimer laser oscillator 5 is applied to the outer peripheral surface of the solid material 3. It has become.

【0099】又、一対の固体原料2、3の各回転軸2
a、3aの軸方向と各基板50の移動方向(イ)とが垂
直の場合には、図13に示すように各基板50の中心h
を、一対の固体原料2、3の間を結ぶ中心ラインgより
も所定距離La だけ離して配置させ、各基板50を一対
の固体原料2、3の間に移動させるように設定する。
Further, each rotating shaft 2 of the pair of solid raw materials 2 and 3
In the case where the axial directions of a and 3a are perpendicular to the moving direction (a) of each substrate 50, as shown in FIG.
Are arranged at a predetermined distance La from a center line g connecting the pair of solid raw materials 2 and 3, and each substrate 50 is set to be moved between the pair of solid raw materials 2 and 3.

【0100】これは上記同様に、一対の固体原料2、3
は、各基板50との距離が最も近くなる場所が基板50
の中心と対向しないように設置するものである。このよ
うな一対の固体原料2、3と基板50との配置関係とす
ることにより、各基板50の両面には、厚さ及び特性の
均一な膜をその全面に作製することができる。
This is similar to the above, and a pair of solid raw materials 2, 3
Means that the location closest to each substrate 50 is the substrate 50
It is installed so as not to face the center of. With such a positional relationship between the pair of solid raw materials 2 and 3 and the substrate 50, a film having a uniform thickness and characteristics can be formed on both surfaces of each substrate 50.

【0101】この場合、上記所定距離La は、各基板5
0の半径の30%以上80%以下とする。次に上記の如
く構成された装置の作用について説明する。
[0102] In this case, the predetermined distance L a, each substrate 5
30% or more and 80% or less of the radius of 0. Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.

【0102】チャンバ1内は、例えば容器体積1m3
対して酸素が1000SCCMの流量で供給され、かつ
酸素分圧が0.2Torr になるように排気により調整さ
れ、かつこのチャンバ1内において、一対の固体原料
2、3は、それぞれ回転軸2a、3aにより一定の速度
で回転される。
In the chamber 1, for example, oxygen is supplied at a flow rate of 1000 SCCM with respect to a container volume of 1 m 3 , and the oxygen partial pressure is adjusted by evacuation so as to be 0.2 Torr. Are rotated at a constant speed by rotating shafts 2a and 3a, respectively.

【0103】一方、2台のエキシマレーザ発振器4、5
は、レーザ制御装置10による発振制御により同時に又
は順次レーザビームを出力し、このうち一方のエキシマ
レーザ発振器4から出力されたパルスのレーザビーム
は、固体原料2の外周面に照射され、他方のエキシマレ
ーザ発振器5から出力されたパルスのレーザビームは、
固体原料3の外周面に照射される。
On the other hand, two excimer laser oscillators 4, 5
Output laser beams simultaneously or sequentially under the oscillation control of the laser control device 10. Among them, the laser beam of the pulse output from one excimer laser oscillator 4 is applied to the outer peripheral surface of the solid raw material 2, and the other excimer laser is used. The pulsed laser beam output from the laser oscillator 5 is
The outer peripheral surface of the solid raw material 3 is irradiated.

【0104】このように各円盤状の固体原料2、3にそ
れぞれレーザビームが照射されると、そのレーザエネル
ギーにより各円盤状の固体原料2、3は蒸発し、これら
固体原料2、3から所定距離の位置において帯状に広い
蒸着領域が形成される。
As described above, when each of the disk-shaped solid raw materials 2 and 3 is irradiated with a laser beam, each of the disk-shaped solid raw materials 2 and 3 evaporates due to the laser energy, and a predetermined amount of the solid raw materials 2 and 3 is generated. At the position of the distance, a wide evaporation region is formed in a band shape.

【0105】この状態に、3枚の円盤状の基板50は、
ホルダー51に保持され、かつこのホルダー51が矢印
(イ)方向に平行移動することにより、各自転用ローラ
52a〜52cと自転用バー54との接触による回転に
応動し、それぞれ矢印(ロ)方向に自転する。
In this state, the three disc-shaped substrates 50 are
By being held by the holder 51 and moving in parallel in the direction of the arrow (a), the holder 51 responds to the rotation caused by the contact between the rotation rollers 52a to 52c and the rotation bar 54, and moves in the direction of the arrow (b), respectively. Rotate.

【0106】このように3枚の円盤状の基板50がホル
ダー51に保持され、かつ自転しながら、先ず、2つの
ランプヒータ18、19の間を通過することにより、各
基板50の両面が例えば650〜800℃程度の温度に
加熱される。
As described above, the three disk-shaped substrates 50 are held by the holder 51, and while rotating, first pass between the two lamp heaters 18 and 19, so that both surfaces of each substrate 50 are, for example, It is heated to a temperature of about 650-800 ° C.

【0107】続いて、これら加熱された各基板50は、
一対の固体原料2、3の間に得られた蒸着領域中に例え
ば30mm/分の速度で通過し、これにより各基板50
の両面にYBCO超電導膜の成膜が行われる。
Subsequently, each of the heated substrates 50 is
It passes through the deposition region obtained between the pair of solid raw materials 2 and 3 at a speed of, for example, 30 mm / min.
A YBCO superconducting film is formed on both surfaces of the substrate.

【0108】このように上記第5の実施の形態において
は、ホルダー51に保持された各基板50の移動方向に
対して回転軸2a、3aを垂直方向に配置した一対の固
体原料2、3の間に、自転させた各円盤状の基板50を
通過させて、これら基板50の両面に薄膜を作製するよ
うにしたので、これら基板50の両面に、厚さ及び特性
の均一な超電導膜を効率よく作製できる。これら基板5
0の両面に形成された超電導膜は、Tcが高く、かつ表
面性に優れたYBCO超電導体として成膜できる。 (6) 次に本発明の第6の実施の形態について説明する。
なお、図12と同一部分には同一符号を付してその詳し
い説明は省略する。
As described above, in the fifth embodiment, the pair of solid raw materials 2 and 3 in which the rotating shafts 2a and 3a are arranged in the direction perpendicular to the moving direction of each substrate 50 held by the holder 51 is used. In the meantime, each disk-shaped substrate 50 which has been rotated is passed through, and thin films are formed on both surfaces of these substrates 50. Thus, a superconducting film having a uniform thickness and characteristics is formed on both surfaces of these substrates 50 efficiently. Can be manufactured well. These substrates 5
The superconducting films formed on both sides of the layer 0 can be formed as a YBCO superconductor having a high Tc and excellent surface properties. (6) Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
The same parts as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0109】図14は薄膜の作製装置の構成図である。
チャンバ1内には、2つの高周波加熱装置70、71が
対向配置され、かつこれら高周波加熱装置70、71の
対向方向に2枚の熱輻射板72、73が配置されてい
る。
FIG. 14 is a configuration diagram of an apparatus for producing a thin film.
In the chamber 1, two high-frequency heating devices 70 and 71 are arranged to face each other, and two heat radiation plates 72 and 73 are arranged in a direction in which the high-frequency heating devices 70 and 71 face each other.

【0110】これら熱輻射板72、73は、それぞれ高
周波加熱装置70、71からの熱を受け、その輻射熱を
これら熱輻射板72、73の間に通過する各基板50に
与えて加熱、例えば750℃まで加熱するもので、それ
ぞれ基板50の通過する位置から例えば10mm以下、
好ましくは5mm以下、さらに好ましくは1mm以下離
れた位置に配置されている。
The heat radiating plates 72 and 73 receive heat from the high frequency heating devices 70 and 71, respectively, and apply the radiant heat to the respective substrates 50 passing between the heat radiating plates 72 and 73 to heat them, for example, 750. ° C, for example, 10 mm or less from the position where the substrate 50 passes,
It is preferably located at a distance of 5 mm or less, more preferably 1 mm or less.

【0111】なお、高周波加熱は、導電性材料しか加熱
できないので、SUS等の金属性のホルダー51を加熱
し、このホルダー51からの熱伝導で基板50を加熱す
るようにしてもよい。上記のように熱輻射板72、73
を用いたのも高周波加熱が導電性材料しか加熱できない
ことによる。
Since high-frequency heating can heat only a conductive material, a metal holder 51 such as SUS may be heated, and the substrate 50 may be heated by heat conduction from the holder 51. As described above, the heat radiation plates 72 and 73
Is used because high frequency heating can only heat conductive materials.

【0112】又、ホルダ51の移動方向(イ)における
一対の固体原料2、3よりも僅かに下流側には、2つの
補助ヒータ74、75が配置されている。これら補助ヒ
ータ74、75は、一対の固体原料2、3による蒸着領
域を通過する各基板50の温度が低下しないように各基
板50を加熱するものである。従って、これら補助ヒー
タ74、75は、一対の固体原料2、3に近接して配置
する必要がある。
Further, two auxiliary heaters 74 and 75 are arranged slightly downstream of the pair of solid raw materials 2 and 3 in the direction of movement (a) of the holder 51. These auxiliary heaters 74 and 75 heat the respective substrates 50 so that the temperatures of the respective substrates 50 passing through the deposition region formed by the pair of solid raw materials 2 and 3 do not decrease. Therefore, these auxiliary heaters 74 and 75 need to be arranged close to the pair of solid raw materials 2 and 3.

【0113】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。チャンバ1内は、例えば容器体積1m3
に対して酸素が1000SCCMの流量で供給され、か
つ酸素分圧が0.2Torr になるように排気により調整
されている。
Next, the operation of the device configured as described above will be described. The chamber 1 has a container volume of, for example, 1 m 3.
Oxygen is supplied at a flow rate of 1000 SCCM, and the exhaust gas is adjusted so that the oxygen partial pressure becomes 0.2 Torr.

【0114】このチャンバ1内において、Y,Ba,C
uの化合物から形成される一対の固体原料2、3は、そ
れぞれ回転軸2a、3aにより一定の速度で回転され、
かつ2台のエキシマレーザ発振器4、5は、レーザ制御
装置10による発振制御により同時に又は順次レーザビ
ームを出力し、このうち一方のエキシマレーザ発振器4
から出力されたパルスのレーザビームは、固体原料2の
外周面に照射され、他方のエキシマレーザ発振器5から
出力されたパルスのレーザビームは、固体原料3の外周
面に照射される。
In this chamber 1, Y, Ba, C
A pair of solid raw materials 2 and 3 formed from the compound u are rotated at constant speeds by rotating shafts 2a and 3a, respectively.
The two excimer laser oscillators 4 and 5 simultaneously or sequentially output laser beams under the oscillation control of the laser control device 10, and one of the excimer laser oscillators 4 and 5 outputs the laser beam.
The laser beam of the pulse output from is irradiated on the outer peripheral surface of the solid raw material 2, and the pulse laser beam output from the other excimer laser oscillator 5 is irradiated on the outer peripheral surface of the solid raw material 3.

【0115】なお、このときのレーザビーム出力の繰り
返し周波数は、上記同様に、50Hzに調整され、かつ
そのレーザビームの幅は1mm、長さが10mm、平均
のフルーエンスは1J/cm2 に調整されている。
The repetition frequency of the laser beam output at this time is adjusted to 50 Hz, the width of the laser beam is adjusted to 1 mm, the length is adjusted to 10 mm, and the average fluence is adjusted to 1 J / cm 2. ing.

【0116】このように各円盤状の固体原料2、3にそ
れぞれレーザビームが照射されると、そのレーザエネル
ギーにより各円盤状の固体原料2、3は蒸発し、これら
固体原料2、3から所定距離の位置において帯状に広い
蒸着領域が形成される。
When each of the disk-shaped solid raw materials 2 and 3 is irradiated with a laser beam as described above, each of the disk-shaped solid raw materials 2 and 3 evaporates due to the laser energy, and a predetermined amount of the solid raw materials 2 and 3 is generated. At the position of the distance, a wide evaporation region is formed in a band shape.

【0117】この状態に、3枚の円盤状の基板50は、
ホルダー51に保持され、かつこのホルダー51が矢印
(イ)方向に平行移動することにより、各自転用ローラ
52a〜52cと自転用バー54との接触による回転に
応動し、それぞれ矢印(ロ)方向に自転する。
In this state, the three disk-shaped substrates 50 are
By being held by the holder 51 and moving in parallel in the direction of the arrow (a), the holder 51 responds to the rotation caused by the contact between the rotation rollers 52a to 52c and the rotation bar 54, and moves in the direction of the arrow (b), respectively. Rotate.

【0118】このように3枚の円盤状の基板50がホル
ダー51に保持され、かつ自転しながら、先ず、2枚の
熱輻射板72、73の間を通過する。これら熱輻射板7
2、73は、2台の高周波加熱装置70、71により加
熱されているので、その輻射熱を受けて、各基板50の
両面は、例えば650〜700℃程度の温度に加熱され
る。
As described above, the three disc-shaped substrates 50 are held by the holder 51, and first pass between the two heat radiation plates 72 and 73 while rotating. These heat radiation plates 7
2 and 73 are heated by the two high-frequency heating devices 70 and 71, so that both surfaces of each substrate 50 are heated to a temperature of, for example, about 650 to 700 ° C. by receiving the radiant heat.

【0119】これら加熱された各基板50は、ホルダー
51の移動とともに、一対の固体原料2、3の間に得ら
れた蒸着領域中に、例えば30mm/分の速度で通過
し、これにより各基板50の両面にYBCO超電導膜の
成膜が行われる。
Each of the heated substrates 50 passes through the deposition region obtained between the pair of solid raw materials 2 and 3 at a speed of, for example, 30 mm / min. The YBCO superconducting film is formed on both sides of the 50.

【0120】このとき、これら基板は、各補助ヒータ7
4、75により加熱され、蒸着領域を通過するときの温
度が低下しないようにされる。このように上記第6の実
施の形態においては、一対の固体原料2、3にレーザビ
ームを同時に又は順次照射し、そのエネルギーにより一
対の固体原料2、3を蒸発させ、かつこれら固体原料
2、3の間に、ホルダー51に保持されて自転し、そし
て高周波加熱により加熱された各円盤状の基板50を通
過させ、このときに補助ヒータ74、75により各基板
50の温度を低下しないようにしたので、各基板50の
両面に、厚さ及び特性の均一な超電導膜を効率よく作製
でき、そのうえこれら基板50の両面に形成された超電
導膜は、Tcが高く、かつ表面性に優れたYBCO超電
導体として成膜できる。
At this time, these substrates are connected to the auxiliary heaters 7.
4, 75, so as not to lower the temperature when passing through the deposition area. As described above, in the sixth embodiment, the pair of solid raw materials 2 and 3 are simultaneously or sequentially irradiated with the laser beam, and the energy is used to evaporate the pair of solid raw materials 2 and 3. 3, each disk-shaped substrate 50, which is rotated by being held by the holder 51 and heated by high-frequency heating, is passed therethrough. At this time, the temperatures of the respective substrates 50 are not reduced by the auxiliary heaters 74 and 75. As a result, a superconducting film having a uniform thickness and characteristics can be efficiently formed on both surfaces of each substrate 50. In addition, the superconducting films formed on both surfaces of these substrates 50 have a high Tc and excellent surface properties. It can be formed as a superconductor.

【0121】そして、例えば、基板50の片面の超電導
体を所定パターンに加工してストリップライン型のマイ
クロ波共振器を作製すると、このマイクロ波共振器は、
超電導体のに表面抵抗が低いので、極めて高いQ値を示
した。
Then, for example, when the superconductor on one side of the substrate 50 is processed into a predetermined pattern to produce a stripline type microwave resonator, this microwave resonator becomes
Since the surface resistance of the superconductor was low, the Q value was extremely high.

【0122】なお、本発明は、上記第1〜第6の実施の
形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよい。
例えば、上記第1〜第6の実施の形態では、主にYBC
O超電導体について説明したが、その他のBi系或いは
Tl系酸化物超電導体を成膜するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the first to sixth embodiments, but may be modified as follows.
For example, in the first to sixth embodiments, mainly the YBC
Although the O superconductor has been described, other Bi-based or Tl-based oxide superconductors may be formed.

【0123】又、金属の酸化物、窒化物、炭化物(Si
34 、SiC、TiN、TiC、BN、BC等)、さ
らにSrTiO3 、BaTiO3 、PZT等の酸化物の
誘電体膜及びAu、Ag、Cu等の金属膜を作製するこ
とにも広く応用できる。
In addition, metal oxides, nitrides and carbides (Si
3 N 4, SiC, TiN, TiC, BN, BC , etc.), further SrTiO 3, BaTiO 3, dielectric film and Au of oxides such as PZT, Ag, broadly applicable to making a metal film such as Cu it can.

【0124】又、各エキシマレーザ発振器4、5を用い
ているが、これに代ってYAGレーザ発振器等の他のレ
ーザ発振器から出力されたレーザビームを固体原料2、
3に照射するようにしてもよい。
Further, each of the excimer laser oscillators 4 and 5 is used. Instead of this, a laser beam output from another laser oscillator such as a YAG laser oscillator is
3 may be irradiated.

【0125】[0125]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、基
体の両面に厚さ及び特性の均一な膜を効率よく作製でき
る薄膜の作製方法及びその装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method and an apparatus for manufacturing a thin film capable of efficiently forming a film having a uniform thickness and characteristics on both surfaces of a substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる薄膜の作製装置の第1の実施の
形態を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a thin film manufacturing apparatus according to the present invention.

【図2】同装置における円盤状の一対の固体原料にレー
ザビームを照射する光学系を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an optical system in the apparatus for irradiating a pair of disk-shaped solid raw materials with a laser beam.

【図3】一対の固体原料に照射するレーザビームの形状
を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a shape of a laser beam applied to a pair of solid raw materials.

【図4】一対の固体原料に照射するレーザビームの形状
を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a shape of a laser beam applied to a pair of solid raw materials.

【図5】膜の配向性及びTcの酸素分圧依存性を示す
図。
FIG. 5 is a diagram showing the orientation of a film and the oxygen partial pressure dependence of Tc.

【図6】膜の配向性及びTcの酸素流量依存性を示す
図。
FIG. 6 is a view showing the orientation of a film and the oxygen flow rate dependence of Tc.

【図7】本発明に係わる薄膜の作製装置の第2の実施の
形態を示す構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a second embodiment of a thin film manufacturing apparatus according to the present invention.

【図8】本発明に係わる薄膜の作製装置の第3の実施の
形態を示す構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a third embodiment of a thin film manufacturing apparatus according to the present invention.

【図9】本発明に係わる薄膜の作製装置の第4の実施の
形態を示す構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of an apparatus for producing a thin film according to the present invention.

【図10】同装置における円盤状の基板を保持するホル
ダーの構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram of a holder for holding a disk-shaped substrate in the apparatus.

【図11】一対の固体原料に対する基板の配置を示す
図。
FIG. 11 is a diagram showing an arrangement of substrates for a pair of solid raw materials.

【図12】本発明に係わる薄膜の作製装置の第5の実施
の形態を示す構成図。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of a thin film manufacturing apparatus according to the present invention.

【図13】一対の固体原料に対する基板の配置を示す
図。
FIG. 13 is a view showing an arrangement of substrates for a pair of solid raw materials.

【図14】本発明に係わる薄膜の作製装置の第6の実施
の形態を示す構成図。
FIG. 14 is a configuration diagram illustrating a thin film manufacturing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…チャンバ、 2,3…一対の固体原料(Y,Ba,Cu)、 4,5,32,33…エキシマレーザ発振器、 11…ループ状銀テープ、 12〜17…ガイドローラ、 18,19…ランプヒータ、 30,31…一対の固体原料(Sr,Ti)、 40…長尺銀テープ、 50…円盤状の基板、 51…ホルダー、 70,71…高周波加熱装置、 72,73…熱輻射板、 74,75…補助ヒータ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Chamber, 2, 3 ... A pair of solid raw material (Y, Ba, Cu), 4, 5, 32, 33 ... Excimer laser oscillator, 11 ... Loop-shaped silver tape, 12-17 ... Guide roller, 18, 19 ... Lamp heater 30, 31: A pair of solid raw materials (Sr, Ti), 40: Long silver tape, 50: Disc-shaped substrate, 51: Holder, 70, 71: High frequency heating device, 72, 73: Heat radiation plate , 74, 75 ... Auxiliary heater.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体原料にレーザビームを照射してその
エネルギーにより前記固体原料を蒸発させ、これを基体
に堆積させて薄膜を作製する薄膜の作製方法において、 少なくとも一対の前記固体原料を前記基体を挟んで配置
し、これら固体原料に前記レーザビームを同時に又は順
次に照射して、前記基体に薄膜を作製することを特徴と
する薄膜の作製方法。
1. A method for producing a thin film by irradiating a solid material with a laser beam, evaporating the solid material by its energy, and depositing the solid material on a substrate to produce a thin film. And irradiating the solid material with the laser beam simultaneously or sequentially to form a thin film on the substrate.
【請求項2】 長尺又は無端の前記基体を一対の前記固
体原料の間に移動させることを特徴とする請求項1記載
の薄膜の作製方法。
2. The method according to claim 1, wherein the long or endless substrate is moved between a pair of the solid raw materials.
【請求項3】 円盤状又は円筒状の前記基体を自転させ
ながら一対の前記固体原料の間に移動させることを特徴
とする請求項1記載の薄膜の作製方法。
3. The method for producing a thin film according to claim 1, wherein said disk-shaped or cylindrical substrate is moved between a pair of said solid raw materials while rotating.
【請求項4】 円盤状の前記基体の中心を、前記一対の
固体原料の中心間を結ぶラインよりも所定距離だけ離し
て配置させて、前記基体を前記一対の固体原料の間に移
動させることを特徴とする請求項3記載の薄膜の作製方
法。
4. The method according to claim 1, wherein a center of the disk-shaped substrate is disposed at a predetermined distance from a line connecting centers of the pair of solid raw materials, and the substrate is moved between the pair of solid raw materials. 4. The method for producing a thin film according to claim 3, wherein:
【請求項5】 前記基体に対する成膜を、酸素分圧が
0.05Torr 以上1.0Torr 以下、かつ酸素流量が
200SCCM以上2000SCCM以下の酸素雰囲気
中で行うことを特徴とする請求項1記載の薄膜の作製方
法。
5. The thin film according to claim 1, wherein the film is formed on the substrate in an oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.05 Torr or more and 1.0 Torr or less and an oxygen flow rate of 200 SCCM or more and 2000 SCCM or less. Method of manufacturing.
【請求項6】 反応ガスの循環するチャンバと、 このチャンバ内に配置された少なくとも一対の固体原料
と、 この一対の固体原料の間に移動する基体と、 前記一対の固体原料にそれぞれ同時に又は順次レーザビ
ームを照射してそのエネルギーにより前記固体原料を蒸
発させ、これを前記基体の両面に堆積させて薄膜を作製
するための前記レーザビームを出力するパルスレーサ発
振器と、を具備したことを特徴とする薄膜の作製装置。
6. A chamber for circulating a reaction gas, at least a pair of solid raw materials disposed in the chamber, a substrate moving between the pair of solid raw materials, and a pair of solid raw materials simultaneously or sequentially. A pulsed laser oscillator for irradiating a laser beam to evaporate the solid material by its energy, depositing the solid material on both surfaces of the substrate, and outputting the laser beam for producing a thin film. Thin film production equipment.
【請求項7】 前記基体が無端の場合、この基体を前記
一対の固体原料の間に移動させる複数のガイドローラを
備えたことを特徴とする請求項6記載の薄膜の作製装
置。
7. The thin film producing apparatus according to claim 6, further comprising a plurality of guide rollers for moving the substrate between the pair of solid raw materials when the substrate is endless.
【請求項8】 前記基体が円盤状の場合、前記基体を回
転自在に保持するホルダーと、 このホルダーが前記一対の固体原料の間を移動すること
により、前記ホルダーに保持されている前記基体を自転
させる自転用機構と、を備えたことを特徴とする請求項
6記載の薄膜の作製装置。
8. When the substrate is disk-shaped, the holder rotatably holds the substrate, and the holder moves between the pair of solid raw materials, thereby moving the substrate held by the holder. The apparatus for producing a thin film according to claim 6, further comprising a rotation mechanism for rotating the thin film.
【請求項9】 前記チャンバ内は、前記反応ガスとして
酸素分圧が0.05Torr 以上1.0Torr 以下、かつ
酸素流量が200SCCM以上2000SCCM以下の
酸素雰囲気とすることを特徴とする請求項6記載の薄膜
の作製装置。
9. The reaction chamber according to claim 6, wherein the reaction gas has an oxygen partial pressure of 0.05 Torr to 1.0 Torr and an oxygen flow rate of 200 SCCM to 2,000 SCCM. Thin film production equipment.
【請求項10】 前記基体を前記一対の固体原料の間に
移動させる前に、前記基体の両面に対して高周波加熱を
行う高周波加熱手段を付加したことを特徴とする請求項
6記載の薄膜の作製装置。
10. The thin film as claimed in claim 6, wherein high-frequency heating means for performing high-frequency heating on both surfaces of the substrate is added before the substrate is moved between the pair of solid raw materials. Production equipment.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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