(57)【要約】【課題】レーザーアブレーション法などの気相蒸着法による薄膜の製造方法であって、高い臨界電流密度を有する超電導体の薄膜を形成できる薄膜の製造方法を提供する。【解決手段】高エネルギー線をターゲットに照射して、プルームを発生させるとともに、該ターゲットから粒子を飛散させ、飛散させた粒子を、該ターゲットと対向する基板上に堆積させる薄膜の製造方法であって、該基板の中心が、ターゲット上の高エネルギー線の照射位置を原点とし、該照射位置とプルーム先端を結ぶ線をＹ軸とし、該照射位置においてＹ軸と直交する線をＸ軸としたＸ−Ｙ座標系における図１に示す所定の領域を、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内であることを特徴とする薄膜の製造方法。【選択図】    図１
2005042131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高エネルギー線をターゲットに照射してプルームを発生させるとともに、該ターゲットから粒子を飛散させ、飛散させた粒子を、該ターゲットと対向する基板上に堆積させる薄膜の製造方法であって、該基板の中心が設置される位置が、ターゲット上の高エネルギー線の照射位置を原点とし、該照射位置とプルーム先端を結ぶ線をＹ軸とし、該照射位置においてＹ軸と直交する線をＸ軸としたＸ−Ｙ座標系において、プルーム外縁のＹ軸からの距離の最大値の位置のＸ座標をａ、プルーム先端のＹ座標をｂとしたときの、（０，１．５ｂ）、（０，１．０５ｂ）、（０．７５ａ，０．４ｂ）、（１．５ａ，０．３７ｂ）、（１．９７ａ，０．５ｂ）、（２．１ａ，１．０ｂ）および（１．５ａ，１．５ｂ）の座標の各点を結んだ領域を、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内であることを特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項２】
該基板の中心が設置される位置が、（０．０５ａ，１．２５ｂ）、（０．７５ａ，０．４５ｂ）、（１．５ａ，０．４２ｂ）、（１．８ａ，０．４５ｂ）、（１．９ａ，１．０ｂ）および（１．０ａ，１．４５ｂ）の座標の各点を結んだ領域を、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜の製造方法。
【請求項３】
該基板の中心が設置される位置が、（０．３５ａ，１．１ｂ）、（０．３５ａ，０．９ｂ）、（１．８ａ，０．９ｂ）および（１．８ａ，１．１ｂ）の座標の各点を結んだ領域を、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜の製造方法。
【請求項４】
高エネルギー線をターゲットに照射してプルームを発生させるとともに、該ターゲットから粒子を飛散させ、飛散させた粒子を、該ターゲットと対向する基板上に堆積させる薄膜の製造方法であって、該基板の中心が設置される位置が、ターゲット上の高エネルギー線の照射位置を原点とし、該照射位置とプルーム先端を結ぶ線をＹ軸とし、該照射位置においてＹ軸と直交する線をＸ軸としたＸ−Ｙ座標系において、プルーム外縁のＹ軸からの距離の最大値の位置のＸ座標をａ、プルーム先端のＹ座標をｂとしたときの、（０．７５ａ，０．６ｂ）、（０．７５ａ，０．４ｂ）、（１．８ａ，０．４ｂ）および（１．８ａ，０．６ｂ）の座標の各点を結んだ領域を、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内であることを特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項５】
該基板の中心が設置される位置が、プルームの外縁の近傍であることを特徴とする請求項２に記載の薄膜の製造方法。
【請求項６】
薄膜が、超電導膜であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【請求項７】
高エネルギー線が、レーザー光であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光などを用いた気相蒸着法による薄膜の製造方法に関する。より詳細には、レーザー光などの高エネルギー線を用いて、粒子を飛散させ、飛散された粒子を基板上に堆積して、超電導膜などの薄膜を形成する薄膜の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
超電導素子や超電導集積回路などの超電導エレクトロニクス技術に使用される超電導体は、薄膜として形成され、使用される場合が多い。超電導体を薄膜化する方法としては、各種のスパッタリング法、レーザーアブレーション法、ＭＢＥ法などが知られている。中でも、薄膜にしたい材料で作成したターゲットに、パルスレーザー光を照射して該ターゲットから粒子を飛散させ、該ターゲットに対向する基板上に、飛散された粒子を堆積させるレーザーアブレーション法が、組成変化の問題がなく結晶性のよい薄膜を形成できる方法として知られており、例えば高温超電導薄膜、強誘電体薄膜などの薄膜形成に多く用いられている。
【０００３】
このようなレーザーアブレーション法による超電導体の薄膜形成において、従来は、基板を、ターゲット上のレーザー光の照射位置を通る法線（以下、単に法線と言う。）上、特に法線上のプルームの中心近傍から外縁近傍に至る間に設置していた（特開平４−２１４００７号公報：図１、特開平７−１８７６１５号公報：図１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−２１４００７号公報（図１）
【特許文献２】
特開平７−１８７６１５号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記のような従来の方法による場合、基板上に形成された薄膜の表面が平滑でないなどの問題があり、特に、超電導体に求められている高い臨界電流密度が得られない点が問題とされ、その解決が望まれていた。
本発明は、上記の従来技術の問題を解決し、レーザーアブレーション法またはその類似の気相蒸着法による薄膜の製造方法であって、平滑な表面を有する薄膜、特に高い臨界電流密度を有する超電導体の薄膜を形成できる方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、プルームの内部のレーザー光の照射位置を通る法線上では、飛散粒子は非常に活性化された状態であること、また飛散した粒子の中にクラスタ状のものが多いことに着目した。そして、非常に活性化された飛散粒子やクラスタ状の飛散粒子の堆積によっては、薄膜の表面は平滑にならず、また堆積により形成された膜中の結晶の配向性は低くなり、その結果、超電導薄膜の製造などに適用した場合、高い臨界電流密度が得られないと考え、基板を、法線上より外れた位置に設置することにより、上記の課題が解決できることを見出した。また法線上ではあってもプルームの外部の特定の範囲に基板を設置することにより、上記の課題が解決できることを見出した。本発明は、かかる知見をもとに完成されたものである。
【０００７】
本発明は、その請求項１として、高エネルギー線をターゲットに照射して、プルームを発生させるとともに、該ターゲットから粒子を飛散させ、飛散させた粒子を、該ターゲットと対向する基板上に堆積させる薄膜の製造方法であって、該基板の中心が設置される位置が、ターゲット上の高エネルギー線の照射位置を原点とし、該照射位置とプルーム先端を結ぶ線をＹ軸とし、該照射位置においてＹ軸と直交する線をＸ軸としたＸ−Ｙ座標系において、プルーム外縁のＹ軸からの距離の最大値の位置のＸ座標をａ、プルーム先端のＹ座標をｂとしたときの、（０，１．５ｂ）、（０，１．０５ｂ）、（０．７５ａ，０．４ｂ）、（１．５ａ，０．３７ｂ）、（１．９７ａ，０．５ｂ）、（２．１ａ，１．０ｂ）および（１．５ａ，１．５ｂ）の座標の各点を結んだ領域を、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内であることを特徴とする薄膜の製造方法を提供する。
【０００８】
図１は、本発明の概要を説明するために、ターゲット、プルームおよびその周辺の概要を示した概略説明図である。すなわち、高エネルギー線の照射位置を通る法線を含む面で、ターゲットおよびプルームを切断したときの、概要を示すものである。
【０００９】
図１が示すように、高エネルギー線１が、ターゲット２の照射位置３に照射され、プルーム４が発生している。
図１中に該Ｘ−Ｙ座標系を示すが、該座標系の原点は照射位置３であり、Ｙ軸は、照射位置３とプルーム先端９を結ぶ線（法線）上にあり、またＸ軸は、原点である照射位置３においてＹ軸と直交する線上にある。
なお、高エネルギー線が照射される領域に広がりがある場合、照射位置３は、その領域の中心を意味する。
【００１０】
従来技術では、基板の中心は、法線上、特に法線上であってプルームの中心５の近傍からプルーム先端９の間に設置されていた。しかし、本発明では、基板の中心が設置される位置は、図１中の点、ｍ１（０，１．５ｂ）、ｍ２（０，１．０５ｂ）、ｍ３（０．７５ａ，０．４ｂ）、ｍ４（１．５ａ，０．３７ｂ）、ｍ５（１．９７ａ，０．５ｂ）、ｍ６（２．１ａ，１．０ｂ）およびｍ７（１．５ａ，１．５ｂ）の各点を結んだ領域Ａを、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内であり、基板の中心をこの範囲内とすることにより、表面が平滑な薄膜が得られ、超電導膜の場合には、高い臨界電流密度が得られる。
【００１１】
ここで、ａとは、プルーム外縁６のＹ軸からの距離の最大値の位置のＸ座標であり、プルーム４が最も膨らんだ位置の横断面の半径である。又ｂとは、プルーム先端９のＹ座標である。
【００１２】
ここで、高エネルギー線とは、ターゲットに照射することにより、ターゲットの構成物（ターゲット物質とする）を飛散させ、かつ飛散した粒子をプラズマ化してプルームを発生することができる放射線や粒子線などを言い、レーザー光などの放射線やアルゴンイオン粒子のスパッタリングやＭＢＥなどの粒子線が例示される。
【００１３】
ターゲットとは、少なくとも高エネルギー線により照射される表面部分のターゲット物質が、基板に形成しようとする薄膜の組成を有するものである。高エネルギー線が照射され、ターゲット物質からなる粒子、すなわち形成しようとする薄膜の組成を有する粒子が飛散する。従って、例えば、形成しようとする薄膜が酸化物超電導体の場合は、ターゲットは、該酸化物超電導体の組成を有する。
ターゲットとしては円板状、平板状、棒状などの形状のものが用いられる。
【００１４】
高エネルギー線がターゲットに照射され、粒子が飛散するとき、ターゲット物質はプラズマ化して、可視光として発光する。プルームとは、この可視光として発光する領域をいう。
飛散された粒子は、ターゲットに対向している基板上に堆積され薄膜が形成される。ここで、対向するとは、その表面同士が向き合っているとの意味であり、必ずしも、両者の表面が平行でなくてもよい。
【００１５】
基板の中心とは、基板上の薄膜が形成される領域の中心を言う。好ましくは、基板の中心の周囲の広い範囲が、より好ましくは基板全体が、領域Ａ内に設置される。
【００１６】
薄膜が堆積される基板としては、通常の気相蒸着法で用いられている基板、すなわちアルミン酸ランタン、イットリア安定化ジルコニア、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどのセラミック材料やその単結晶、ステンレス、ニッケル、ハステロイなどの金属からなるものなどが用いられる。
【００１７】
領域Ａから形成される回転体は、Ｙ座標が１．０５ｂから１．５ｂの範囲の法線上も含む。例えば、（０，１．５ｂ）、（０，１．０５ｂ）、（０．１ａ，１．０５ｂ）および（０．１ａ，１．５ｂ）の各点を結んだ領域を、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内に、基板の中心を設置しても優れた臨界電流密度が得られる。
【００１８】
しかし、領域Ａから形成される回転体内でも、法線上から外れた位置が、基板の中心が設置される位置としてより好ましく、より高い臨界電流密度が得られる。また、照射位置３からの距離が遠くなると、薄膜の形成速度が遅くなるので、この点では、照射位置３からの距離が近い部分がより好ましい。
【００１９】
本発明の請求項２は、上記請求項１の態様の中のより好ましい態様である。
すなわち、本発明は、その請求項２として、上記の薄膜の製造方法であって、該基板の中心が設置される位置が、（０．０５ａ，１．２５ｂ）、（０．７５ａ，０．４５ｂ）、（１．５ａ，０．４２ｂ）、（１．８ａ，０．４５ｂ）、（１．９ａ，１．０ｂ）および（１．０ａ，１．４５ｂ）の座標の各点を結んだ領域を、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内であることを特徴とする薄膜の製造方法を提供する。
【００２０】
図１により、この特に好ましい基板の設置位置を示すと、ｎ１（０．０５ａ，１．２５ｂ）、ｎ２（０．７５ａ，０．４５ｂ）、ｎ３（１．５ａ，０．４２ｂ）、ｎ４（１．８ａ，０．４５ｂ）、ｎ５（１．９ａ，１．０ｂ）およびｎ６（１．０ａ，１．４５ｂ）の各点を結んだ領域Ｂを、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内であり、この部分に基板の中心を設置することにより、高い臨界電流密度が得られ、また充分な成膜速度も確保される。
【００２１】
本発明の請求項３は、上記請求項１の態様の中でも、高い臨界電流密度が得られるとの観点からより好ましい態様である。
すなわち、本発明は、その請求項３として、上記の薄膜の製造方法であって、該基板の中心が設置される位置が、（０．３５ａ，１．１ｂ）、（０．３５ａ，０．９ｂ）、（１．８ａ，０．９ｂ）および（１．８ａ，１．１ｂ）の座標の各点を結んだ領域Ｃを、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内であることを特徴とする薄膜の製造方法を提供する。
この態様により、特に高い臨界電流密度が得られる。
【００２２】
中でも、該基板の中心が設置される位置が、（０．３５ａ，１．０５ｂ）、（０．３５ａ，０．９５ｂ）、（１．８ａ，０．９５ｂ）および（１．８ａ，１．０５ｂ）の座標の各点を結んだ領域を、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内である場合がとりわけ好ましい。
【００２３】
本発明の請求項４は、高い臨界電流密度が得られるとともに薄膜の形成速度が早い、との観点に対応する発明である。
すなわち、本発明は、その請求項４として、高エネルギー線をターゲットに照射してプルームを発生させるとともに、該ターゲットから粒子を飛散させ、飛散させた粒子を、該ターゲットと対向する基板上に堆積させる薄膜の製造方法であって、該基板の中心が設置される位置が、ターゲット上の高エネルギー線の照射位置を原点とし、該照射位置とプルーム先端を結ぶ線をＹ軸とし、該照射位置においてＹ軸と直交する線をＸ軸としたＸ−Ｙ座標系において、プルーム外縁のＹ軸からの距離の最大値の位置のＸ座標をａ、プルーム先端のＹ座標をｂとしたときの、（０．７５ａ，０．６ｂ）、（０．７５ａ，０．４ｂ）、（１．８ａ，０．４ｂ）および（１．８ａ，０．６ｂ）の座標の各点を結んだ領域を、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内であることを特徴とする薄膜の製造方法を提供する。
この発明により、高い臨界電流密度とともに薄膜の形成速度が早いとの利点が得られる。
【００２４】
中でも、該基板の中心が設置される位置が、（０．７５ａ，０．５５ｂ）、（０．７５ａ，０．４５ｂ）、（１．８ａ，０．４５ｂ）および（１．８ａ，０．５５ｂ）の座標の各点を結んだ領域を、Ｙ軸を中心として回転することにより形成される回転体内である場合がとりわけ好ましい。
【００２５】
次に、上記請求項２の態様の中でも、該基板の中心が設置される位置が、プルームの外縁の近傍である場合が、高い臨界電流密度および薄膜の形成速度の観点から好ましい。
すなわち、本発明は、その請求項５として、請求項２の薄膜の製造方法であって、該基板の中心が設置される位置が、プルームの外縁の近傍であることを特徴とする薄膜の製造方法を提供する。
ここで、プルームの外縁の近傍とは、高エネルギー線の照射位置とプルーム外縁を結んだ距離の、プルーム内部においては約０．８倍以上の距離にあり、プルーム外部においては約１．５倍以下の距離にある範囲を指す。
【００２６】
本発明は、その請求項６として、上記の薄膜の製造方法であって、薄膜が、超電導膜であることを特徴とする薄膜の製造方法を提供する。
本発明の薄膜の製造方法により製造される薄膜は特に限定されない。超電導素子や超電導集積回路に適用される超電導膜、例えば、Ｈｏ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系などの酸化物超電導膜、イットリア安定化ジルコニアや酸化セリウムなどの中間層膜、金や銀をその材質とする安定化膜、などの形成に本発明の方法を使用することができる。
【００２７】
特に、超電導膜の形成に本発明方法を使用した場合は、大きな臨界電流値、臨界電流密度が得られ、本発明の効果が特に発揮される分野である。
本発明の請求項６は、この本発明の効果が特に発揮される態様に該当するものである。
【００２８】
本発明は、その請求項７として、上記の薄膜の製造方法であって、高エネルギー線がレーザー光であることを特徴とする薄膜の製造方法を提供する。
上記のように、高エネルギー線としては、レーザー光などの放射線やアルゴンイオン粒子のスパッタリングやＭＢＥなどの粒子線が例示される。中でも、レーザー光が、ターゲットからの粒子の飛散、プルームの発生が容易であり、好ましい。
【００２９】
レーザー光としては、パルスレーザー、エキシマレーザー、例えばＫｒＦエキシマレーザーやＡｒＦエキシマレーザー、ＸｅＣｌエキシマレーザーなどが例示される。
【００３０】
高エネルギー線の照射エネルギー量は、ターゲットから粒子を飛散させ、プルームを発生させるのに必要な量である。
また、照射時間は、所望の厚みの薄膜が形成される時間である。基板を設置する位置が、照射位置から遠い場合は、膜の形成速度が遅く、従って、所定の膜厚を得るために長時間の照射時間が必要になる。
【００３１】
図１において、１０は酸化ガス供給管である。本発明の方法において、照射位置３の近傍に酸化ガスを供給することにより、臨界電流密度を向上させることができ好ましい。酸化ガスとしては、酸素、オゾン、ＮＯ２、Ｎ２Ｏなどが例示され、供給する位置としては、Ｙ軸上またはその近傍であって、Ｙ座標が０．０５ｂ〜０．５ｂの範囲が好ましい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の態様を実施例により具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００３３】
以下の実験例においては、ＨｏＢＣＯ（ＨｏＢａ２Ｃｕ３ＯＸ）からなるターゲットに、ＫｒＦエキシマレーザを、エネルギ−２０Ｗ、エネルギー密度３Ｊ／ｃｍ２で照射して、下記の所定の位置に設置されたアルミン酸ランタンからなる基板上にＨｏＢＣＯ膜を形成した。
図１に記載のＸ−Ｙ座標系を使用して、各位置を表すと、ｂは８ｃｍであり従って、プルーム先端９の座標は、（０，８ｃｍ）であった。又プルーム外縁は、Ｙ軸上の４ｃｍの位置でＹ軸からの距離が最大になり、その距離ａは２ｃｍであった。すなわち、Ｙ軸上の４ｃｍの位置で、プルーム外縁の座標は（Ｘ，Ｙ）＝（２ｃｍ，４ｃｍ）であった。
【００３４】
実験例１
成膜時の基板の中心を、法線（Ｙ軸）上であって、照射位置３から表１に示す距離の位置に設置し、照射位置３から１ｃｍ離れた法線上に設置された酸化ガス供給口１０から酸素ガスを供給しながら、ＨｏＢＣＯ膜を形成した。成膜時間は、膜厚が０．５μｍで一定になるよう調整した。
法線上の基板中心の設置位置と、形成されたＨｏＢＣＯ膜の臨界電流密度（７７Ｋ、０Ｔでの値。以下の実験例において同じ。）の関係を表１に示す。
本実験例において、データ番号５、６が本発明の実施例である。実施例では、プルーム先端位置であるデータ番号４に比べて、高い臨界電流密度が得られていることが分かる。
【００３５】
【表１】
2005042131.tif 000003
【００３６】
実験例２
成膜時の基板の中心を、法線（Ｙ軸）上であって、照射位置３から表２に示す距離の位置に設置し、照射位置３から１ｃｍ離れた法線上に設置された酸化ガス供給口１０から酸素ガスを供給しながら、ＨｏＢＣＯ膜を形成した。成膜時間は、全て５分とした。
法線上の基板中心の設置位置と、膜厚、形成されたＨｏＢＣＯ膜の臨界電流密度と１ｃｍ幅あたりの臨界電流値の関係を表２に示す。
本実験例において、データ番号１２が、本発明の実施例である。実施例では、プルーム先端位置であるデータ番号１１に比べて高い臨界電流密度が得られており、臨界電流値についても、最高値であるデータ番号１１の値と遜色のない値が得られていることが分かる。
【００３７】
【表２】
2005042131.tif 000004
【００３８】
実験例３
成膜時の基板の中心を、Ｙ座標が８ｃｍの位置（すなわちプルーム先端９の位置）で、Ｘ座標（法線からの距離）が表３に示す位置（水平位置）に設置し、照射位置３から１ｃｍ離れた法線上に設置された酸化ガス供給口１０から酸素ガスを供給しながら、ＨｏＢＣＯ膜を形成した。成膜時間は、膜厚が０．５μｍで一定になるよう調整した。
水平位置と、形成されたＨｏＢＣＯ膜の臨界電流密度の関係を表３に示す。
本実験例において、データ番号１６、１７、１８、１９が本発明の実施例である。実施例では、プルーム先端位置であるデータ番号１５に比べて高い臨界電流密度が得られていることが分かる。特に、データ番号１７、１８は極めて高い臨界電流密度を示している。
【００３９】
【表３】
2005042131.tif 000005
【００４０】
実験例４
成膜時の基板の中心を、Ｙ座標が８ｃｍの位置（すなわちプルーム先端９の位置）で、Ｘ座標（法線からの距離）が表４に示す位置（水平位置）に設置し、照射位置３から１ｃｍ離れた法線上に設置された酸化ガス供給口１０から酸素ガスを供給しながら、ＨｏＢＣＯ膜を形成した。成膜時間は、全て５分とした。
水平位置と、膜厚、形成されたＨｏＢＣＯ膜の臨界電流密度と１ｃｍ幅あたりの臨界電流値の関係を表４に示す。
本実験例において、データ番号２２、２３、２４、２５が本発明の実施例である。実施例では、プルーム先端位置であるデータ番号２１に比べて、高い臨界電流密度が得られており、データ番号２２、２３、２４については、臨界電流値もデータ番号２１に比べて、高い値が得られていることが分かる。最も好ましいのは、データ番号２３である。
【００４１】
【表４】
2005042131.tif 000006
【００４２】
実験例５
成膜時の基板の中心を、Ｙ座標が４ｃｍの位置（すなわちプルームの外縁がＹ軸より最も離れた位置）で、Ｘ座標（法線からの距離）が表５に示す位置（水平位置）に設置し、照射位置３から１ｃｍ離れた法線上に設置された酸化ガス供給口１０から酸素ガスを供給しながら、ＨｏＢＣＯ膜を形成した。成膜時間は、膜厚が０．５μｍで一定になるよう調整した。
水平位置と、形成されたＨｏＢＣＯ膜の臨界電流密度の関係を表５に示す。
本実験例において、データ番号３０、３１、３２が本発明の実施例である。実施例では、法線上であるデータ番号２７より高い臨界電流密度が得られていることが分かる。又、実施例では、同様の実験例である実験例１におけるプルーム先端位置であるデータ番号４における臨界電流密度３．１ＭＡ／ｃｍ２よりも高い値が得られていることが分かる。
【００４３】
【表５】
2005042131.tif 000007
【００４４】
実験例６
成膜時の基板の中心を、Ｙ座標が４ｃｍの位置（すなわちプルームの外縁がＹ軸より最も離れた位置）で、Ｘ座標（法線からの距離）が表６に示す位置（水平位置）に設置し、照射位置３から１ｃｍ離れた法線上に設置された酸化ガス供給口１０から酸素ガスを供給しながら、ＨｏＢＣＯ膜を形成した。成膜時間は、全て５分とした。
水平位置と、膜厚、形成されたＨｏＢＣＯ膜の臨界電流密度と１ｃｍ幅あたりの臨界電流値の関係を表６に示す。
本実験例において、データ番号３９、４０が本発明の実施例である。実施例では、法線上であるデータ番号３５より高い臨界電流密度が得られていることが分かる。又、同様の実験例である実験例１におけるプルーム先端位置であるデータ番号４における臨界電流密度３．１ＭＡ／ｃｍ２よりも高い値が得られていることが分かる。
【００４５】
【表６】
2005042131.tif 000008
【００４６】
実験例７
成膜時の基板の中心を、Ｘ座標が４ｃｍの位置で、Ｙ座標が１２ｃｍの位置（水平位置）に設置し、照射位置３から１ｃｍ離れた法線上に設置された酸化ガス供給口１０から酸素ガスを供給しながら、ＨｏＢＣＯ膜を形成した。成膜時間は、膜厚が０．５μｍで一定になるよう調整した。
形成されたＨｏＢＣＯ膜の臨界電流密度は、３．０ＭＡ／ｃｍ２であった。（データ番号４３）
【００４７】
実験例８
基板の中心をプルーム先端９の位置に設置し、法線上であって、表７に示すＹ座標に設置された酸化ガス供給口１０から、酸素ガスを供給しながら、ＨｏＢＣＯ膜を形成した。成膜時間は、膜厚が０．５μｍとなるよう調整した。
酸化ガス供給口１０の位置（Ｙ座標）と、形成されたＨｏＢＣＯ膜の臨界電流密度の関係を表７に示す。
本実験例より酸化ガス供給口が、照射位置３から１ｃｍ離れた法線上に設置されているデータ番号４５における臨界電流密度が最も高い値になっていることが分かる。従来、酸化ガス供給口は、ターゲットより基板に近い方に設置されている場合が多かったが、本実験例より酸化ガス供給口は、基板よりむしろターゲットに近い方の適切な位置に設置されていることが好ましいことが分かる。実験例１〜実験例７においては、全てデータ番号４５の位置に酸化ガス供給口が設置されている。
【００４８】
【表７】
2005042131.tif 000009
【００４９】
【発明の効果】
本発明の薄膜の製造方法により、表面が平滑な薄膜が製造でき、超電導体などの薄膜の形成に適用でき、高い臨界電流密度を有する超電導体の薄膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概要を説明するための概略説明図である。
【符号の説明】
１．高エネルギー線
２．ターゲット
３．照射位置
４．プルーム
５．プルームの中心
６．プルーム外縁
７．プルーム内
８．プルーム外
９．プルーム先端
１０．酸化ガス供給管
【図１】
2005042131.tif 000010