JPH1117237A - Ｙｂｃｏ薄膜の製造方法および製造装置 - Google Patents
Ｙｂｃｏ薄膜の製造方法および製造装置Info
- Publication number
- JPH1117237A JPH1117237A JP9166743A JP16674397A JPH1117237A JP H1117237 A JPH1117237 A JP H1117237A JP 9166743 A JP9166743 A JP 9166743A JP 16674397 A JP16674397 A JP 16674397A JP H1117237 A JPH1117237 A JP H1117237A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- target
- ybco
- laser beam
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ドロップレットおよびＢａＣｕＯｘ等析出物が
少ない平坦なＹＢＣＯ薄膜のレーザアブレーション法に
よる製造方法および製造装置の提供。 【解決手段】（１）レーザアブレーション法によるＹＢ
ＣＯ薄膜の製造方法であって、ＹＢＣＯ薄膜表面にエネ
ルギー密度０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 のレーザ光を照
射する方法を含むＹＢＣＯ薄膜の製造方法。 （２）レーザアブレーション法に用いる成膜チャンバで
あって、ターゲットにレーザ光を照射させること、およ
びターゲットへのレーザ光の照射を停止し基板表面付近
に０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 のレーザ光を照射するこ
ととが交互にできる反射ミラーおよびその可動機構を備
えるＹＢＣＯ薄膜の製造装置。
少ない平坦なＹＢＣＯ薄膜のレーザアブレーション法に
よる製造方法および製造装置の提供。 【解決手段】（１）レーザアブレーション法によるＹＢ
ＣＯ薄膜の製造方法であって、ＹＢＣＯ薄膜表面にエネ
ルギー密度０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 のレーザ光を照
射する方法を含むＹＢＣＯ薄膜の製造方法。 （２）レーザアブレーション法に用いる成膜チャンバで
あって、ターゲットにレーザ光を照射させること、およ
びターゲットへのレーザ光の照射を停止し基板表面付近
に０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 のレーザ光を照射するこ
ととが交互にできる反射ミラーおよびその可動機構を備
えるＹＢＣＯ薄膜の製造装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種のエレクトロ
ニクスデバイス、なかでも微量磁束を測定できるＳＱＵ
ＩＤ（超伝導量子干渉デバイス）、移動体通信機の高周
波域フィルタ等に使用する酸化物超伝導体薄膜の製造方
法に関する。
ニクスデバイス、なかでも微量磁束を測定できるＳＱＵ
ＩＤ（超伝導量子干渉デバイス）、移動体通信機の高周
波域フィルタ等に使用する酸化物超伝導体薄膜の製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の携帯電話の普及に伴い、移動体通
信分野への応用を目的に超伝導体薄膜の性能向上に関す
る研究が盛んに行われている。なかでも、酸化物超伝導
体ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏx （以下、「ＹＢＣＯ」と記す）の薄
膜は良好な結晶配向を得やすいために有望視されてい
る。ＹＢＣＯ薄膜は、通常、スパッタリング法、レーザ
アブレーション法など、一般的な成膜方法で作製される
が比較的簡単な方法としてレーザアブレーション法がよ
く用いられる。
信分野への応用を目的に超伝導体薄膜の性能向上に関す
る研究が盛んに行われている。なかでも、酸化物超伝導
体ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏx （以下、「ＹＢＣＯ」と記す）の薄
膜は良好な結晶配向を得やすいために有望視されてい
る。ＹＢＣＯ薄膜は、通常、スパッタリング法、レーザ
アブレーション法など、一般的な成膜方法で作製される
が比較的簡単な方法としてレーザアブレーション法がよ
く用いられる。
【０００３】レーザアブレーション法はターゲット上に
レーザ光を集光することによりターゲットを構成する成
分が放出され、ターゲットと対向して設置した基板上に
目的の膜を成膜する薄膜作製法である。ターゲットを構
成する成分と同じ成分が放出されるためには、レーザ光
のエネルギー密度がある程度以上高いことが必要とされ
る。
レーザ光を集光することによりターゲットを構成する成
分が放出され、ターゲットと対向して設置した基板上に
目的の膜を成膜する薄膜作製法である。ターゲットを構
成する成分と同じ成分が放出されるためには、レーザ光
のエネルギー密度がある程度以上高いことが必要とされ
る。
【０００４】そのようなエネルギー密度のレーザ光を照
射しうる光源を備えることを前提として、レーザアブレ
ーション法は、下記の特徴を有するために酸化物薄膜の
作製に広く利用されている。
射しうる光源を備えることを前提として、レーザアブレ
ーション法は、下記の特徴を有するために酸化物薄膜の
作製に広く利用されている。
【０００５】ターゲット組成とのずれの少ない薄膜が
容易に作製できる。
容易に作製できる。
【０００６】成膜速度が速い。
【０００７】酸化雰囲気中での作製が容易である。
【０００８】ＹＢＣＯ薄膜も、このレーザアブレーショ
ン法により超伝導特性の良好なものが作製されている。
ン法により超伝導特性の良好なものが作製されている。
【０００９】しかしながら、この方法で作製したＹＢＣ
Ｏ薄膜には、ドロップレットと呼ばれる粒子が表面に多
数生成し、このため薄膜表面が粗くなる傾向がある。ま
た、ＢａＣｕＯｘ等の析出物が表面に生成し、平坦なＹ
ＢＣＯ薄膜表面が得られないことが多い。走査型電子顕
微鏡の視野内で、ドロップレットは球状であり、また、
ＢａＣｕＯｘ等の析出物は滑らかでない周縁部、すなわ
ち角張ったコーナー部等を有する。
Ｏ薄膜には、ドロップレットと呼ばれる粒子が表面に多
数生成し、このため薄膜表面が粗くなる傾向がある。ま
た、ＢａＣｕＯｘ等の析出物が表面に生成し、平坦なＹ
ＢＣＯ薄膜表面が得られないことが多い。走査型電子顕
微鏡の視野内で、ドロップレットは球状であり、また、
ＢａＣｕＯｘ等の析出物は滑らかでない周縁部、すなわ
ち角張ったコーナー部等を有する。
【００１０】このようなＹＢＣＯ薄膜の平坦性の欠如
は、積層膜の作製、集積回路の形成、高周波デバイス、
とくに移動体通信機器に用いられる高周波域フィルタの
作製に際して大きな問題となる。この問題を解決するた
めに、レーザアブレーション法によって作製したＹＢＣ
Ｏ薄膜表面のドロップレットおよびＢａＣｕＯｘをフッ
酸水溶液のエッチングによって選択的に除去する方法が
提案された（服部、佐藤：1996年春期応用物理学関係連
合講演会予稿集No.1 28p-ZH-3「YBCO薄膜中のBaCuOx析
出物の低減化」）。
は、積層膜の作製、集積回路の形成、高周波デバイス、
とくに移動体通信機器に用いられる高周波域フィルタの
作製に際して大きな問題となる。この問題を解決するた
めに、レーザアブレーション法によって作製したＹＢＣ
Ｏ薄膜表面のドロップレットおよびＢａＣｕＯｘをフッ
酸水溶液のエッチングによって選択的に除去する方法が
提案された（服部、佐藤：1996年春期応用物理学関係連
合講演会予稿集No.1 28p-ZH-3「YBCO薄膜中のBaCuOx析
出物の低減化」）。
【００１１】しかしながら、湿式のエッチングを行った
場合、ＢａＣｕＯx ばかりでなく、ＹＢＣＯ自体も少な
からずエッチングされてしまうこと、およびエッチング
液（フッ酸水溶液）によるＹＢＣＯ薄膜の超伝導特性の
劣化などの問題が生じる。
場合、ＢａＣｕＯx ばかりでなく、ＹＢＣＯ自体も少な
からずエッチングされてしまうこと、およびエッチング
液（フッ酸水溶液）によるＹＢＣＯ薄膜の超伝導特性の
劣化などの問題が生じる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、表面
にドロップレットおよびＢａＣｕＯｘが少ない平坦なＹ
ＢＣＯ薄膜のレーザアブレーション法による製造方法お
よび製造装置を提供することにある。具体的には、ドロ
ップレットおよびＢａＣｕＯｘ等析出物の表面での面積
占有率が３％以下のＹＢＣＯ薄膜の製造方法および製造
装置を提供することにある。
にドロップレットおよびＢａＣｕＯｘが少ない平坦なＹ
ＢＣＯ薄膜のレーザアブレーション法による製造方法お
よび製造装置を提供することにある。具体的には、ドロ
ップレットおよびＢａＣｕＯｘ等析出物の表面での面積
占有率が３％以下のＹＢＣＯ薄膜の製造方法および製造
装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者は、エッチング
法を含めてＹＢＣＯ表面に生成したドロップレットを除
去する各種方法を試行したところ、レーザ光照射の効果
について下記の事項を確認することができた。
法を含めてＹＢＣＯ表面に生成したドロップレットを除
去する各種方法を試行したところ、レーザ光照射の効果
について下記の事項を確認することができた。
【００１４】（ａ）レーザアブレーション法におけるレ
ーザ光のエネルギー密度を蒸着に適した値より小さくし
ていくと、ターゲットからＹＢＣＯよりも蒸気圧の低い
成分が放出されるようになる。その結果、薄膜の組成が
ターゲットの全体の組成、すなわち、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕ＝
１：２：３（モル比）からずれてくる。
ーザ光のエネルギー密度を蒸着に適した値より小さくし
ていくと、ターゲットからＹＢＣＯよりも蒸気圧の低い
成分が放出されるようになる。その結果、薄膜の組成が
ターゲットの全体の組成、すなわち、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕ＝
１：２：３（モル比）からずれてくる。
【００１５】（ｂ）ドロップレットおよびＢａＣｕＯｘ
等の析出物は、ＹＢＣＯよりも結合が弱いので、低いエ
ネルギー密度のレーザ光の照射により蒸発し除去され
る。さらに、レーザ光のエネルギー密度を調整すること
によりドロップレットおよびＢａＣｕＯｘ等の析出物は
蒸発させるが、薄膜を構成するＹＢＣＯは蒸発させず、
かつＹＢＣＯの超伝導特性は劣化させない範囲が存在す
る。
等の析出物は、ＹＢＣＯよりも結合が弱いので、低いエ
ネルギー密度のレーザ光の照射により蒸発し除去され
る。さらに、レーザ光のエネルギー密度を調整すること
によりドロップレットおよびＢａＣｕＯｘ等の析出物は
蒸発させるが、薄膜を構成するＹＢＣＯは蒸発させず、
かつＹＢＣＯの超伝導特性は劣化させない範囲が存在す
る。
【００１６】本発明は上記（ａ）および（ｂ）の事項を
基に、基礎実験を繰り返して完成されたもので、その要
旨はつぎのＹＢＣＯ薄膜の製造方法および製造装置にあ
る。
基に、基礎実験を繰り返して完成されたもので、その要
旨はつぎのＹＢＣＯ薄膜の製造方法および製造装置にあ
る。
【００１７】（１）レーザアブレーション法によるＹＢ
ＣＯ薄膜の製造方法であって、ＹＢＣＯ薄膜表面にエネ
ルギー密度０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 のレーザ光を照
射する方法を含む平坦性に優れるＹＢＣＯ薄膜の製造方
法（〔発明１〕とする）。
ＣＯ薄膜の製造方法であって、ＹＢＣＯ薄膜表面にエネ
ルギー密度０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 のレーザ光を照
射する方法を含む平坦性に優れるＹＢＣＯ薄膜の製造方
法（〔発明１〕とする）。
【００１８】（２）レーザアブレーション法に用いる成
膜チャンバであって、ターゲットにレーザ光を照射させ
ること、およびターゲットへのレーザ光の照射を停止し
基板表面付近に０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 のレーザ光
を照射することとを交互に行うことができる反射ミラー
およびその可動機構を備える平坦性に優れるＹＢＣＯ薄
膜の製造装置（〔発明２〕とする）。
膜チャンバであって、ターゲットにレーザ光を照射させ
ること、およびターゲットへのレーザ光の照射を停止し
基板表面付近に０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 のレーザ光
を照射することとを交互に行うことができる反射ミラー
およびその可動機構を備える平坦性に優れるＹＢＣＯ薄
膜の製造装置（〔発明２〕とする）。
【００１９】上記〔発明１〕において、ＹＢＣＯ薄膜へ
のレーザ光の照射は、通常のレーザアブレーション法に
基づき成膜中にターゲットへのレーザ光の照射を中止
し、したがって基板上のＹＢＣＯの膜厚増加を中止し、
エネルギー密度０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 のレーザ光
を、直接、成膜途中のＹＢＣＯ薄膜に照射してもよい。
すなわち、基板上の成膜中のＹＢＣＯ薄膜に対して、レ
ーザ光照射とターゲットからの蒸着とを交互にくりかえ
してもよい。また、レーザアブレーション法によってＹ
ＢＣＯ薄膜を成膜した後、最後にＹＢＣＯ薄膜にレーザ
光を照射してもよい。
のレーザ光の照射は、通常のレーザアブレーション法に
基づき成膜中にターゲットへのレーザ光の照射を中止
し、したがって基板上のＹＢＣＯの膜厚増加を中止し、
エネルギー密度０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 のレーザ光
を、直接、成膜途中のＹＢＣＯ薄膜に照射してもよい。
すなわち、基板上の成膜中のＹＢＣＯ薄膜に対して、レ
ーザ光照射とターゲットからの蒸着とを交互にくりかえ
してもよい。また、レーザアブレーション法によってＹ
ＢＣＯ薄膜を成膜した後、最後にＹＢＣＯ薄膜にレーザ
光を照射してもよい。
【００２０】〔発明２〕は、〔発明１〕を実施するのに
好適な装置の１例である。レーザ光の光源の出力が大き
い場合には、ＹＢＣＯ薄膜のレーザ光のエネルギー密度
が０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 となるように、レーザ光
源の出力を調整するか、反射率の小さい反射ミラーを用
いるか、または、レーザ光の経路上に減衰フィルタを配
設してもよい。「基板表面付近」には、成膜中の基板上
ＹＢＣＯ薄膜表面が含まれる。「可動」とは、「移動」
および「回転」のどちらか一方、または両方を含むこと
とする。
好適な装置の１例である。レーザ光の光源の出力が大き
い場合には、ＹＢＣＯ薄膜のレーザ光のエネルギー密度
が０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 となるように、レーザ光
源の出力を調整するか、反射率の小さい反射ミラーを用
いるか、または、レーザ光の経路上に減衰フィルタを配
設してもよい。「基板表面付近」には、成膜中の基板上
ＹＢＣＯ薄膜表面が含まれる。「可動」とは、「移動」
および「回転」のどちらか一方、または両方を含むこと
とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】つぎに本発明を上記のように限定
した理由について説明する。
した理由について説明する。
【００２２】図１は、本発明に用いられるレーザアブレ
ーション法の成膜装置の１例を示す概念図である。レー
ザ光１は、集光レンズ９により成膜チャンバ７内の回転
するターゲットホルダ８に固定したターゲット２に集光
される。ターゲット２としてＹＢＣＯの焼結体を用いる
ことにより、同じ成分が蒸発し、最初は基板３上に、や
がてはＹＢＣＯ薄膜４上にＹＢＣＯの層が蒸着され薄膜
が作製される。成膜チャンバ７内は成膜中、排気孔１０
から排気がされていることが望ましい。
ーション法の成膜装置の１例を示す概念図である。レー
ザ光１は、集光レンズ９により成膜チャンバ７内の回転
するターゲットホルダ８に固定したターゲット２に集光
される。ターゲット２としてＹＢＣＯの焼結体を用いる
ことにより、同じ成分が蒸発し、最初は基板３上に、や
がてはＹＢＣＯ薄膜４上にＹＢＣＯの層が蒸着され薄膜
が作製される。成膜チャンバ７内は成膜中、排気孔１０
から排気がされていることが望ましい。
【００２３】レーザ光源としては、レーザアブレーショ
ン法に適したものを選べばよく、Ａｒ−ＦまたはＫｒ−
Ｆエキシマレーザー等を用いることができる。
ン法に適したものを選べばよく、Ａｒ−ＦまたはＫｒ−
Ｆエキシマレーザー等を用いることができる。
【００２４】薄膜が形成される基板３としては通常用い
られている基板であればどのような基板でも良く、Ｍｇ
Ｏ単結晶、ＳｒＴｉＯ3 単結晶等が好適である。また、
どの結晶面を基板面とするかも問わない。ただし、結晶
方位の揃ったＹＢＣＯ膜を得るには、ＭｇＯ基板、Ｓｒ
ＴｉＯ3 基板等が好適であり、かつ、基板加熱装置１
１、例えば基板加熱用ランプを備えることが望ましい。
られている基板であればどのような基板でも良く、Ｍｇ
Ｏ単結晶、ＳｒＴｉＯ3 単結晶等が好適である。また、
どの結晶面を基板面とするかも問わない。ただし、結晶
方位の揃ったＹＢＣＯ膜を得るには、ＭｇＯ基板、Ｓｒ
ＴｉＯ3 基板等が好適であり、かつ、基板加熱装置１
１、例えば基板加熱用ランプを備えることが望ましい。
【００２５】レーザ光のターゲットへの照射、すなわち
ターゲットからの蒸着を停止して、レーザ光をＹＢＣＯ
薄膜４に照射する方法として、図１に示すように反射ミ
ラー５の移動および回転のいずれか一方、または両方を
可能とする機構（以下、可動機構という）を備えた装置
（〔発明２〕）を用いる方法が１例として挙げられる。
可動機構６としては、通常の精密歯車等を用いた移動、
回転の機構であればよい。レーザ光１の光路の調整も通
常の方法により光軸を合わせることにより行うことがで
きる。
ターゲットからの蒸着を停止して、レーザ光をＹＢＣＯ
薄膜４に照射する方法として、図１に示すように反射ミ
ラー５の移動および回転のいずれか一方、または両方を
可能とする機構（以下、可動機構という）を備えた装置
（〔発明２〕）を用いる方法が１例として挙げられる。
可動機構６としては、通常の精密歯車等を用いた移動、
回転の機構であればよい。レーザ光１の光路の調整も通
常の方法により光軸を合わせることにより行うことがで
きる。
【００２６】〔発明２〕の装置を用いずに、例えば、レ
ーザアブレーション法によってＹＢＣＯ薄膜を作製した
後、ＹＢＣＯ膜が載った基板を取り外し、それをターゲ
ットの位置に配置ことによりＹＢＣＯ薄膜にレーザ光を
直接照射することも出来る。この方法は、〔発明２〕の
装置を用いないで行う〔発明１〕の方法の１例である。
ーザアブレーション法によってＹＢＣＯ薄膜を作製した
後、ＹＢＣＯ膜が載った基板を取り外し、それをターゲ
ットの位置に配置ことによりＹＢＣＯ薄膜にレーザ光を
直接照射することも出来る。この方法は、〔発明２〕の
装置を用いないで行う〔発明１〕の方法の１例である。
【００２７】この方法を採用する場合に限らず、ターゲ
ットに照射するレーザ光源を用いてＹＢＣＯ薄膜に照射
するときは、レーザ光の出力はターゲットを蒸発させて
ＹＢＣＯ薄膜を作製するときよりも小さい範囲、すなわ
ち、０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 の範囲とする。ＹＢＣ
Ｏ膜上のレーザ光のエネルギー密度が、０．２Ｊ／ｃｍ
2 を超えるとＹＢＣＯ薄膜の超伝導特性が損なわれる。
一方、エネルギー密度が０．０５Ｊ／ｃｍ2 未満の場合
には、ドロップレット、およびＢａＣｕＯｘ等の析出物
の除去が十分行われない。
ットに照射するレーザ光源を用いてＹＢＣＯ薄膜に照射
するときは、レーザ光の出力はターゲットを蒸発させて
ＹＢＣＯ薄膜を作製するときよりも小さい範囲、すなわ
ち、０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 の範囲とする。ＹＢＣ
Ｏ膜上のレーザ光のエネルギー密度が、０．２Ｊ／ｃｍ
2 を超えるとＹＢＣＯ薄膜の超伝導特性が損なわれる。
一方、エネルギー密度が０．０５Ｊ／ｃｍ2 未満の場合
には、ドロップレット、およびＢａＣｕＯｘ等の析出物
の除去が十分行われない。
【００２８】このようなＹＢＣＯ薄膜でのエネルギー密
度の最適化は、レーザ光源の出力を調整する方法、もし
くはレーザ光の経路に減衰フィルタを挿入するか、また
は反射率の低い反射ミラーを用いることによって実現さ
れる。
度の最適化は、レーザ光源の出力を調整する方法、もし
くはレーザ光の経路に減衰フィルタを挿入するか、また
は反射率の低い反射ミラーを用いることによって実現さ
れる。
【００２９】レーザ光の照射時間についてはとくに制限
を設けないが、１〜３０分とすることが望ましい。１分
未満では、ドロップレットおよびＢａＣｕＯｘ等析出物
の除去が十分行われず、一方、３０分を超えるとＹＢＣ
Ｏ薄膜の温度が上昇し、超伝導特性が劣化する。
を設けないが、１〜３０分とすることが望ましい。１分
未満では、ドロップレットおよびＢａＣｕＯｘ等析出物
の除去が十分行われず、一方、３０分を超えるとＹＢＣ
Ｏ薄膜の温度が上昇し、超伝導特性が劣化する。
【００３０】
【実施例】つぎに実施例により本発明方法の効果を説明
する。
する。
【００３１】まず、ＹＢＣＯ薄膜を通常のアブレーショ
ン法により成膜した。このときのターゲットにはＹＢａ
2Ｃｕ3Ｏxの組成の焼結体を用い、基板には面方位（１
００）のＭｇＯ単結晶基板を用いた。ターゲットからＹ
ＢＣＯ成分を蒸発させ基板上にＹＢＣＯ薄膜を蒸着させ
るときのレーザ光のターゲット上でのエネルギー密度は
１．０Ｊ／ｃｍ2 とした。本実施例で使用したレーザア
ブレーション装置では成膜中に蒸着とレーザ光照射とを
交互に繰り返すことが出来ないため、所定の膜厚、本実
施例では３０ オンク゛ストロームまで成膜を行った後に成膜チャ
ンバをリークしターゲットおよび基板をともに取り出し
た。その後、ターゲットホルダ上にＹＢＣＯ薄膜が形成
された基板を設置しレーザ光を照射した。
ン法により成膜した。このときのターゲットにはＹＢａ
2Ｃｕ3Ｏxの組成の焼結体を用い、基板には面方位（１
００）のＭｇＯ単結晶基板を用いた。ターゲットからＹ
ＢＣＯ成分を蒸発させ基板上にＹＢＣＯ薄膜を蒸着させ
るときのレーザ光のターゲット上でのエネルギー密度は
１．０Ｊ／ｃｍ2 とした。本実施例で使用したレーザア
ブレーション装置では成膜中に蒸着とレーザ光照射とを
交互に繰り返すことが出来ないため、所定の膜厚、本実
施例では３０ オンク゛ストロームまで成膜を行った後に成膜チャ
ンバをリークしターゲットおよび基板をともに取り出し
た。その後、ターゲットホルダ上にＹＢＣＯ薄膜が形成
された基板を設置しレーザ光を照射した。
【００３２】このときのＹＢＣＯ薄膜上でのエネルギー
密度は、０．５Ｊ／ｃｍ2 、０．４Ｊ／ｃｍ2 、０．３
Ｊ／ｃｍ2 、０．２Ｊ／ｃｍ2 、０．１Ｊ／ｃｍ2 およ
び０．０５Ｊ／ｃｍ2 とした。また、レーザ光の照射
時間は５分とした。
密度は、０．５Ｊ／ｃｍ2 、０．４Ｊ／ｃｍ2 、０．３
Ｊ／ｃｍ2 、０．２Ｊ／ｃｍ2 、０．１Ｊ／ｃｍ2 およ
び０．０５Ｊ／ｃｍ2 とした。また、レーザ光の照射
時間は５分とした。
【００３３】平坦性は、薄膜の単位面積中にドロップレ
ットおよびＢａＣｕＯｘが占める面積率（％）で評価し
た。この面積率の測定は走査型電子顕微鏡によって１０
００倍程度の視野を無作為に１５視野選び測定した平均
値である。
ットおよびＢａＣｕＯｘが占める面積率（％）で評価し
た。この面積率の測定は走査型電子顕微鏡によって１０
００倍程度の視野を無作為に１５視野選び測定した平均
値である。
【００３４】また、ＹＢＣＯ薄膜自体の超伝導特性は臨
界電流温度で評価した。
界電流温度で評価した。
【００３５】表１は、上記の測定結果を示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】レーザ光照射のない場合、ドロップレット
およびＢａＣｕＯｘ等の析出物は、表面の６％以上もの
部分を占める結果となった。レーザー光のエネルギー密
度が０．３Ｊ／ｃｍ2 以上になると膜の損傷が生じ、占
有率の測定ができなかった。また、臨界電流密度も０．
３Ｊ／ｃｍ2 以上になると著しく低下した。
およびＢａＣｕＯｘ等の析出物は、表面の６％以上もの
部分を占める結果となった。レーザー光のエネルギー密
度が０．３Ｊ／ｃｍ2 以上になると膜の損傷が生じ、占
有率の測定ができなかった。また、臨界電流密度も０．
３Ｊ／ｃｍ2 以上になると著しく低下した。
【００３８】これに対して、本発明方法を適用すること
により、臨界電流密度を劣化させることなく、ドロップ
レット等を大幅に減少させることができた。
により、臨界電流密度を劣化させることなく、ドロップ
レット等を大幅に減少させることができた。
【００３９】
【発明の効果】本発明の製造方法、製造装置を用いるこ
とにより、ＹＢＣＯ膜に損傷を与えることなくドロップ
レットおよびＢａＣａＯｘ等の析出物を大幅に減少で
き、薄膜の表面の平坦性を向上させることが出来る。本
発明方法は、レーザ光の照射という乾式工程のみで目的
を達成できるので、集積回路、多層膜等の半導体デバイ
スの製造に基本的で有益な技術を提供する。
とにより、ＹＢＣＯ膜に損傷を与えることなくドロップ
レットおよびＢａＣａＯｘ等の析出物を大幅に減少で
き、薄膜の表面の平坦性を向上させることが出来る。本
発明方法は、レーザ光の照射という乾式工程のみで目的
を達成できるので、集積回路、多層膜等の半導体デバイ
スの製造に基本的で有益な技術を提供する。
【図１】反射ミラーの移動、回転によりＹＢＣＯ薄膜と
ターゲットにレーザ光を交互に照射する装置の概念図。
ターゲットにレーザ光を交互に照射する装置の概念図。
１…レーザ光 ２…ターゲット ３…基板 ４…ＹＢＣＯ薄膜（成膜途中のものを含む） ５…反射ミラー ６…反射ミラー可動機構 ７…成膜チャンバ ８…ターゲットホルダ ９…集光レンズ １０…排気孔 １１…基板加熱装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｂ 12/00 ＺＡＡ Ｈ０１Ｂ 12/00 ＺＡＡ 13/00 ５６５ 13/00 ５６５Ｄ
Claims (2)
- 【請求項１】レーザアブレーション法によるＹＢＣＯ薄
膜の製造方法であって、ＹＢＣＯ薄膜表面にエネルギー
密度０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 のレーザ光を照射する
方法を含むことを特徴とする平坦性に優れるＹＢＣＯ薄
膜の製造方法。 - 【請求項２】レーザアブレーション法に用いる成膜チャ
ンバであって、ターゲットにレーザ光を照射させるこ
と、およびターゲットへのレーザ光の照射を停止し基板
表面付近に０．０５〜０．２Ｊ／ｃｍ2 のレーザ光を照
射することとを交互に行うことができる反射ミラーおよ
びその可動機構を備えることを特徴とする平坦性に優れ
るＹＢＣＯ薄膜の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9166743A JPH1117237A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | Ｙｂｃｏ薄膜の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9166743A JPH1117237A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | Ｙｂｃｏ薄膜の製造方法および製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1117237A true JPH1117237A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15836936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9166743A Pending JPH1117237A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | Ｙｂｃｏ薄膜の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1117237A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111933348A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-11-13 | 南京中远高分子材料科技有限公司 | 一种超导体电线电缆的制备方法 |
-
1997
- 1997-06-24 JP JP9166743A patent/JPH1117237A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111933348A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-11-13 | 南京中远高分子材料科技有限公司 | 一种超导体电线电缆的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100234850B1 (ko) | 레이저재료 가공시 수반되는 레이저융삭을 경유한 초전도부품의 제작방법 및 장치 | |
| JPH01222488A (ja) | 高Ｔｃ酸化物超伝導体のパターン化層の形成方法 | |
| EP0664927B1 (en) | Process for making thin films by pulsed excimer laser evaporation | |
| US6843898B2 (en) | High temperature superconducting composite conductors | |
| JP3817068B2 (ja) | 積層薄膜 | |
| EP0674349B1 (en) | Method for forming a step on a deposition surface of a substrate for a superconducting device utilizing an oxide superconductor | |
| JPH1117237A (ja) | Ｙｂｃｏ薄膜の製造方法および製造装置 | |
| JP2004077831A (ja) | 偏光子および偏光子の製造方法 | |
| JP2877696B2 (ja) | 酸化物超電導体薄膜の製造方法 | |
| JP3399184B2 (ja) | レーザ蒸着法による薄膜の成膜方法 | |
| JPH06263588A (ja) | 酸化物超電導膜の製造方法 | |
| JP3080096B2 (ja) | 大面積薄膜の作製方法 | |
| JP3017886B2 (ja) | 酸化物超電導膜の製造方法 | |
| JPS63276822A (ja) | 超電導薄膜のパタ−ニング方法 | |
| JP3075788B2 (ja) | 弱結合型超電導薄膜の製造方法 | |
| JP2641972B2 (ja) | 超電導素子およびその作製方法 | |
| EP0526331B1 (en) | Method for preparing a superconducting thin film of compound oxide | |
| JP3790809B2 (ja) | ラマンシフトパルスレーザ蒸着による薄膜の作製方法及びその装置 | |
| JP2002064094A (ja) | 酸化物薄膜素子の製造方法 | |
| JPH05109329A (ja) | 金属基体上の配向誘電体薄膜形成方法およびそれによる製品 | |
| JP3884107B2 (ja) | 成膜方法 | |
| JP2854648B2 (ja) | 酸化物超伝導膜の製造方法 | |
| JPH07133189A (ja) | 酸化物薄膜の製造方法 | |
| JP3418983B2 (ja) | 高温超伝導性酸化物薄膜の沈積方法 | |
| EP0461645A2 (en) | Process for preparing superconducting oxide thin films |