JPS6089563A - 窒化ニオブ膜の製造方法 - Google Patents
窒化ニオブ膜の製造方法Info
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- JPS6089563A JPS6089563A JP58196366A JP19636683A JPS6089563A JP S6089563 A JPS6089563 A JP S6089563A JP 58196366 A JP58196366 A JP 58196366A JP 19636683 A JP19636683 A JP 19636683A JP S6089563 A JPS6089563 A JP S6089563A
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- niobium nitride
- niobium
- nitride film
- nitrogen
- film
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0641—Nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0036—Reactive sputtering
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業−」二の利用分野
本発明は、超伝導を示す安定な物質であり、ジョセフソ
ン素子等超伝導を利用したデバイスに応用される窒化ニ
オブ膜の製造方法に関する。
ン素子等超伝導を利用したデバイスに応用される窒化ニ
オブ膜の製造方法に関する。
従来例の構成とその問題点
超伝導状態になる物質の膜を用いたデバイスとして（は
ジョセフソン素子等が有り、より高い温度で超伝導を示
す安定な物質の膜が強く要望されている。比較的高・い
温度で超伝導を示し安定な窒化ニオブからなる膜（は、
従来、プラズマスパッタ法等により得られているが、結
晶性の良い安定な膜を得るために（は、基板温度を６０
０′Ｃ程度以−４二にする必が有る等製造上困難か有っ
た。発明者は、イオンビームスパッタに」＝す、種々の
基板トに低い基板温度で良好な結晶性を有する窒化ニオ
ブ膜を得ることができることを発見し、この発見に基づ
いて、屋化ニオブ膜の製造方法を発明した。
ジョセフソン素子等が有り、より高い温度で超伝導を示
す安定な物質の膜が強く要望されている。比較的高・い
温度で超伝導を示し安定な窒化ニオブからなる膜（は、
従来、プラズマスパッタ法等により得られているが、結
晶性の良い安定な膜を得るために（は、基板温度を６０
０′Ｃ程度以−４二にする必が有る等製造上困難か有っ
た。発明者は、イオンビームスパッタに」＝す、種々の
基板トに低い基板温度で良好な結晶性を有する窒化ニオ
ブ膜を得ることができることを発見し、この発見に基づ
いて、屋化ニオブ膜の製造方法を発明した。
発明の目的
本発明の目的は、結晶性の良い安定な窒化ニオブ膜全ｆ
ｆｒｉ単に安定に得ることのできる窒化ニオブ膜の製造
方法を提供するものである。
ｆｒｉ単に安定に得ることのできる窒化ニオブ膜の製造
方法を提供するものである。
発明の構成
木兄ＩＪＪは、ニオブまたは窒化ニオブをターゲットト
シ、窒素雰囲気中で、イオンビームスパックすると、所
！ｔＰＩ反応性スパッタとなり、基板上に窒化ニオブ膜
が蒸着される。プラズマスパｙ ｌ 装置Ｖこおいての
スパッタ蒸着時の真空度が１０−３〜１Ｏ−２Ｔｏｒｒ
であるのに比べて、イオンビームスパノタにおいては１
０−５〜１０−４Ｔｏｒｒと高真空てあり、より高純度
の良好な膜が得られる。また、質量分析計等を用いた膜
形成時の系の制御も容易であり、基板温度も３００°Ｃ
以下と低く安定に良好な窒化ニオブ膜を製造できる。上
記スパック蒸着時の窒素雰囲気については、イオンビー
ムのガス（例えばアルゴン）と窒素ガスの混合比率を変
化させると、Ｎｂ２Ｎ等のＩＶＪｂがＮに比べて多い窒
化ニオブとしては比較的低い温度で超伝導となり不適な
膜や、ＮｂＮの組成の比較的高い温度で超伝導となる１
適当な膜ができる。ニオブと窒素が１：１で混じり合っ
た適当な膜を得るためには窒素の割合が２６係以上であ
ることが必要である。
シ、窒素雰囲気中で、イオンビームスパックすると、所
！ｔＰＩ反応性スパッタとなり、基板上に窒化ニオブ膜
が蒸着される。プラズマスパｙ ｌ 装置Ｖこおいての
スパッタ蒸着時の真空度が１０−３〜１Ｏ−２Ｔｏｒｒ
であるのに比べて、イオンビームスパノタにおいては１
０−５〜１０−４Ｔｏｒｒと高真空てあり、より高純度
の良好な膜が得られる。また、質量分析計等を用いた膜
形成時の系の制御も容易であり、基板温度も３００°Ｃ
以下と低く安定に良好な窒化ニオブ膜を製造できる。上
記スパック蒸着時の窒素雰囲気については、イオンビー
ムのガス（例えばアルゴン）と窒素ガスの混合比率を変
化させると、Ｎｂ２Ｎ等のＩＶＪｂがＮに比べて多い窒
化ニオブとしては比較的低い温度で超伝導となり不適な
膜や、ＮｂＮの組成の比較的高い温度で超伝導となる１
適当な膜ができる。ニオブと窒素が１：１で混じり合っ
た適当な膜を得るためには窒素の割合が２６係以上であ
ることが必要である。
実施例の説明
本発明の製造方法に用いられた装置の概略を第１図に示
す。チャンバー１は真空に引かれ、イオンガン２にアル
ゴンガスか導入され、アルコンのイオンビーム３がニュ
ートライザ４によって中１生のビームとなりターゲット
５に当たる。ターゲットとじては、ニオブまたは窒化ニ
オブの円形の板を用いた０チヤンバー１内には窒素ガス
が導入され、基板６上に窒化ニオブが蒸着された。ニオ
ブのターゲットを用いた場合、窒素の割合が２０％の雰
囲気下で溶融石英基板上に蒸着した膜は第２図に示した
Ｘ線回折を示し、２θ−４１°近傍にピークをと９、こ
れはＮｂ２Ｎの（１００＞配向膜となっていると考えら
れる。なお、２θ−２２°付近のブロードなピークは基
板の溶融石英のものである。
す。チャンバー１は真空に引かれ、イオンガン２にアル
ゴンガスか導入され、アルコンのイオンビーム３がニュ
ートライザ４によって中１生のビームとなりターゲット
５に当たる。ターゲットとじては、ニオブまたは窒化ニ
オブの円形の板を用いた０チヤンバー１内には窒素ガス
が導入され、基板６上に窒化ニオブが蒸着された。ニオ
ブのターゲットを用いた場合、窒素の割合が２０％の雰
囲気下で溶融石英基板上に蒸着した膜は第２図に示した
Ｘ線回折を示し、２θ−４１°近傍にピークをと９、こ
れはＮｂ２Ｎの（１００＞配向膜となっていると考えら
れる。なお、２θ−２２°付近のブロードなピークは基
板の溶融石英のものである。
窒素の割合が２５％以上となると、２θ−３５゜付近に
ピークが現われ、Ｎ ｂ Ｎの（１６ｏ）配向膜か形成
されていることがわかる。窒素の割合がａｏ％になると
２θ−４１°のピークは完全に消え、２θ＝３６°のピ
ークのみとなり、完全にＮ ｂ ｒＪの（１ｏ○）配向
膜が得られた。そのときのＸ線回折パターンを第３図に
示す。このときの基板温度は３００℃であった。ここで
はニオブのターゲットを用いた場合を示したが、窒化ニ
オブのターゲットを用いた場合は、実施例に示したより
も窒素の割合が低い雰囲気下でも、ＮｂＮの（１ｏ○）
配向膜が得られる。まだイオンビーム（はアルゴンに限
られるものではなく、不活性ガス又は不活性ガスと窒素
との混合ガスを用いてもよい。基板も溶融石英に限られ
るものではなく、熱に対しである程度の強度が有れば良
く、基板温度も３００’Ｃ以下にしても、ＮｂＮの（１
０Ｑ）配向膜を得ることができる。
ピークが現われ、Ｎ ｂ Ｎの（１６ｏ）配向膜か形成
されていることがわかる。窒素の割合がａｏ％になると
２θ−４１°のピークは完全に消え、２θ＝３６°のピ
ークのみとなり、完全にＮ ｂ ｒＪの（１ｏ○）配向
膜が得られた。そのときのＸ線回折パターンを第３図に
示す。このときの基板温度は３００℃であった。ここで
はニオブのターゲットを用いた場合を示したが、窒化ニ
オブのターゲットを用いた場合は、実施例に示したより
も窒素の割合が低い雰囲気下でも、ＮｂＮの（１ｏ○）
配向膜が得られる。まだイオンビーム（はアルゴンに限
られるものではなく、不活性ガス又は不活性ガスと窒素
との混合ガスを用いてもよい。基板も溶融石英に限られ
るものではなく、熱に対しである程度の強度が有れば良
く、基板温度も３００’Ｃ以下にしても、ＮｂＮの（１
０Ｑ）配向膜を得ることができる。
発明の効果
本発明の窒化ニオブ膜の製造方法（ｄ、ジョセフノン素
子等に有効な良好な結晶性を有する安定な窒化ニオブ膜
を闇単に制御性良く種々の基板上に形成可能とするもの
であり、本発明の工業的価値は高い。
子等に有効な良好な結晶性を有する安定な窒化ニオブ膜
を闇単に制御性良く種々の基板上に形成可能とするもの
であり、本発明の工業的価値は高い。
第１図は本発明の製造方法に用いられた装置の概略構成
図、第２図（は窒素が不足している窒化ニオブ膜（１”
Ｊｂ２Ｎ’） のＸ線回折パターン図、第３図は本発明
の製造方法によって得られたＮｂＮ の（１００）配向
ｊ漠のＸ（Ｍ回］斤パターン図である。 ２ ・・・・イオンガン、３・・・・イオンビーム、５
・・・・ターゲット、６・−・・基板。 第 １ 図 ２図 ６０ ５０ ４ｏ ３θ ２θ／θ ３図 ６０ ５０ ４紗 ３６ ２０ ｆ０ ２θ Ｃｄｑ）
図、第２図（は窒素が不足している窒化ニオブ膜（１”
Ｊｂ２Ｎ’） のＸ線回折パターン図、第３図は本発明
の製造方法によって得られたＮｂＮ の（１００）配向
ｊ漠のＸ（Ｍ回］斤パターン図である。 ２ ・・・・イオンガン、３・・・・イオンビーム、５
・・・・ターゲット、６・−・・基板。 第 １ 図 ２図 ６０ ５０ ４ｏ ３θ ２θ／θ ３図 ６０ ５０ ４紗 ３６ ２０ ｆ０ ２θ Ｃｄｑ）
Claims (2)
- （１）ニオブまだは窒化ニオブをターゲットとじ、窒素
雰囲気中で、イオンビームスパッタによす基板上に窒化
ニオブ膜を蒸着することを特数とする窒化ニオブ膜の製
造方法。 - （２）蒸着時の雰囲気の窒素の割合を２５％以上とした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の窒化ニオ
ブ膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58196366A JPS6089563A (ja) | 1983-10-20 | 1983-10-20 | 窒化ニオブ膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58196366A JPS6089563A (ja) | 1983-10-20 | 1983-10-20 | 窒化ニオブ膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6089563A true JPS6089563A (ja) | 1985-05-20 |
Family
ID=16356653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58196366A Pending JPS6089563A (ja) | 1983-10-20 | 1983-10-20 | 窒化ニオブ膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6089563A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0285030A2 (en) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Nissin Electric Company, Limited | Process for producing superconducting thin films |
-
1983
- 1983-10-20 JP JP58196366A patent/JPS6089563A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0285030A2 (en) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Nissin Electric Company, Limited | Process for producing superconducting thin films |
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