(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空排気可能な成膜処理容器内に設けたフィラメント型イオンソースから発生させたイオンビームを薄膜原料に照射して該薄膜原料を蒸発させるか又は薄膜原料の構成粒子を叩き出して基材上に堆積させ、基材上に薄膜を形成する方法において、前記フィラメント型イオンソース内のカソードであるフィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値（ＶＡ）を、発生させるイオンのスパッタリングしきい値（ＶＣ）以下にすると共に、３０〜６０Ｖの範囲に設定することを特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項２】
薄膜原料の構成粒子を叩き出す手段がスパッタリングであることを特徴とする請求項１記載の薄膜の製造方法。
【請求項３】
真空排気可能な成膜処理容器内に設けた第一のフィラメント型イオンソースから発生させたイオンビームを薄膜原料に照射し、該薄膜原料の構成粒子を叩き出して基材上に堆積させる際に、第二のフィラメント型イオンソースから発生させたイオンビームを基材の成膜面に対して斜め方向から照射しつつ堆積させ、基材上に薄膜を形成する方法において、前記第一及び第二のフィラメント型イオンソース内のカソードであるフィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値（ＶＡ）を、発生させるイオンのスパッタリングしきい値（ＶＣ）以下にすると共に、３０〜６０Ｖの範囲に設定することを特徴とする薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフィラメント型イオンソースを用いてスパッタリング法や真空蒸着法などの物理的蒸着法（ＰＶＤ法）により基材上に薄膜を形成する方法に係わり、特に、フィラメント型イオンソース内のフィラメントが消耗されにくくし、薄膜の製造効率を向上できるようにした薄膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、酸化物系超電導体を製造する方法として、真空蒸着法、スパッタリング法、レーザ蒸着法、ＭＢＥ法（分子線エピタキシー法）、ＣＶＤ法（化学気相成長法）、ＩＶＤ法（イオン気相成長法）などの成膜法が知られているが、これらの各種の成膜法において、均質で超電導特性の良好な酸化物超電導薄膜を製造できる方法として、真空成膜プロセスを用い、ターゲットから発生させた粒子を対向基材上に堆積させるスパッタリング法、レーザ蒸着法などの物理蒸着法が主流となっている。
【０００３】
ところで、酸化物超電導薄膜を形成する基材が金属製である場合、該基材上に酸化物超電導薄膜を直接形成すると、基材自体が多結晶体でその結晶構造も酸化物超電導体と大きく異なるために、結晶配向性の良好な酸化物超電導薄膜が形成できないという問題があった。
そこで本発明者らは、ハステロイテープなどの金属テープからなる基材の上にイットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）などの多結晶薄膜を物理的蒸着法により形成し、この多結晶薄膜上に、酸化物超電導体の中でも臨界温度が約９０Ｋであり、液体窒素（７７Ｋ）中で用いることができる安定性に優れたＹ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏx系の超電導層を形成することで超電導特性の優れた超電導導体を製造する試みを種々行なっている。
このような試みの中から本発明者らは先に、結晶配向性に優れた多結晶薄膜を形成するために、あるいは、超電導特性の優れた超電導テープを得るために、特願平３ー１２６８３６号、特願平３ー１２６８３７号、特願平３ー２０５５５１号、特願平４ー１３４４３号、特願平４ー２９３４６４号などにおいて特許出願を行なっている。
【０００４】
これらの特許出願に記載された技術によれば、真空排気可能な成膜処理容器内に設けた第一のフィラメント型イオンソースから発生させたイオンビームを薄膜原料からなるターゲットに照射し、該ターゲットの構成粒子を叩き出してハステロイテープなどのテープ状の基材上に堆積させる際に、第二のフィラメント型イオンソースから発生させたイオンビームを基材の成膜面に対して斜め方向から照射しつつ堆積させ、基材上に薄膜を製造する方法（イオンビームアシストスパッタリング法）により、結晶配向性に優れた多結晶薄膜を形成することができるものである。この方法によれば、多結晶薄膜を形成する多数の結晶粒のそれぞれの結晶格子のａ軸あるいはｂ軸で形成する粒界傾角を３０度以下に揃えることができ、結晶配向性に優れた多結晶薄膜を形成することができる。そして更に、この配向性に優れた多結晶薄膜上にＹＢａＣｕＯ系の超電導層をレーザー蒸着法等により成膜するならば、酸化物超電導層の結晶配向性も優れたものになり、これにより臨界電流密度が高い酸化物超電導体を製造することができる。
【０００５】
ところで、従来の薄膜の製造方法で使用されている第一及び第二のフィラメント型イオンソースは、イオン化室内部に設けられたカソードであるタングステン製のフィラメントとアノード間に高真空中でイオン化電圧をかけて前記フィラメントから発生させた熱電子を加速し、該熱電子を蒸発源から発生したＡｒなどの蒸発粒子と衝突させてこれら蒸発粒子の一部をイオン化し、このイオン化した粒子をグリッドで発生させた電界で制御することによりイオンビームを発生するようになっているものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前述のようなフィラメント型イオンソースを使用して多結晶薄膜を形成する従来の薄膜の製造方法においては、イオン化室内に設けられたフィラメントが以下の▲１▼〜▲３▼の理由で徐々に細くなって消耗し最後には切れてしまうため、例えば、イオン化室内に酸素ガスがある場合にフィラメント型イオンソースを最大出力で運転すると、数時間ごとにフィラメントを交換しなければならならず、このためフィラメント型イオンソースを長時間連続運転することができず、多結晶薄膜の製造効率が悪いという問題があった。
▲１▼前記フィラメントは熱電子を発生させるために通電加熱されて高温になるため少しずつ熱蒸発する。
▲２▼フィラメントはイオン化室内でカソードになるため、発生したＡｒ+などのイオンによって叩出されて徐々にスパッタリング蒸発する。
▲３▼イオン化室内にフィラメントをなす材料と反応する酸素ガスなどの反応ガスがある場合、フィラメントが酸化して少しずつ蒸発する。
【０００７】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、フィラメント型イオンソース内のフィラメントが消耗されにくくし、薄膜の製造効率を向上させることができる薄膜の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、真空排気可能な成膜処理容器内に設けたフィラメント型イオンソースから発生させたイオンビームを薄膜原料に照射して該薄膜原料を蒸発させるか又は薄膜原料の構成粒子を叩き出して基材上に堆積させ、基材上に薄膜を形成する方法において、前記フィラメント型イオンソース内のカソードであるフィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値（ＶＡ）を、発生させるイオンのスパッタリングしきい値（ＶＣ）以下にすると共に、３０〜６０Ｖの範囲に設定することを特徴とする薄膜の製造方法を前記課題の解決手段とした。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、薄膜原料の構成粒子を叩き出す手段がスパッタリングであることを特徴とする請求項１記載の薄膜の製造方法を前記課題の解決手段とした。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、真空排気可能な成膜処理容器内に設けた第一のフィラメント型イオンソースから発生させたイオンビームを薄膜原料に照射し、該薄膜原料の構成粒子を叩き出して基材上に堆積させる際に、第二のフィラメント型イオンソースから発生させたイオンビームを基材の成膜面に対して斜め方向から照射しつつ堆積させ、基材上に多結晶薄膜を形成する方法において、前記第一及び第二のフィラメント型イオンソース内のカソードであるフィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値（ＶＡ）を、発生させるイオンのスパッタリングしきい値（ＶＣ）以下にすると共に、３０〜６０Ｖの範囲に設定することを特徴とする多結晶薄膜の製造方法を前記課題の解決手段とした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の薄膜の製造方法を酸化物超電導導体の製造方法においてテープ状の基材上に配向制御多結晶薄膜を形成する方法に適用した一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態の配向制御多結晶薄膜の製造方法を実施する際に用いる配向制御多結晶薄膜の製造装置の一例を示す概略構成図である。
この配向制御多結晶薄膜の製造装置は、テープ状の基材２２を支持するとともに所望温度に加熱することができる基材ホルダ２３と、基材ホルダ２３上にテープ状の基材２２を送り出すための基材送出ボビン２４と、配向制御多結晶薄膜が形成されたテープ状の基材２２を巻き取るための基材巻取ボビン２５と、
この基材ホルダ２３の斜め上方に所定間隔をもって対向配置された板状のターゲット３６と、このターゲット３６の斜め上方においてターゲット３６の下面に向けて配置された第一のフィラメント型イオンソース（スパッタ手段）３８と、前記基材ホルダ２３の側方に所定間隔をもって対向され、かつ、前記ターゲット３６と離間して配置された第二のフィラメント型イオンソース（アシスト手段）３９とが真空排気可能な成膜処理容器４０内に収納された概略構成となっている。
【００１２】
前記基材ホルダ２３は、内部に加熱ヒータを備え、基材ホルダ２３の上に送り出されたテープ状の基材２２を必要に応じて所望の温度に加熱できるようになっている。この基材ホルダ２３はピン等により支持体２３ａに回動自在に取り付けられており、傾斜角度を調整できるようになっている。このような基材ホルダ２３は、成膜処理容器４０内の第二のフィラメント型イオンソース３９から照射されるイオンビームの最適照射領域（最適蒸着領域）に配設されている。
テープ状の基材２２の構成材料としては、ステンレス鋼、銅、または、ハステロイなどのニッケル合金などの合金各種金属材料から適宜選択される長尺の金属テープを用いることができる。
【００１３】
この例の製造装置においては、前記基材送出ボビン２４から基材ホルダ２３上にテープ状の基材２２を連続的に送り出し、前記最適照射領域で配向制御多結晶薄膜が形成された基材２を基材巻取ボビン２５で巻き取ることで基材２２上に連続成膜することができるようになっている。
【００１４】
前記ターゲット３６は、目的とする配向制御多結晶薄膜を形成するためのものであり、目的の組成の配向制御多結晶薄膜と同一組成あるいは近似組成のものなどを用いる。ターゲット３６として具体的には、ＭｇＯあるいはＹ2Ｏ3で安定化したジルコニア（ＹＳＺ）、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3などを用いるがこれに限るものではなく、形成しようとする配向制御多結晶薄膜に見合うターゲットを適宜用いれば良い。このようなターゲット３６は、ピン等によりターゲット支持体３６ａに回動自在に取り付けられており、傾斜角度を調整できるようになっている。
【００１５】
前記第一のフィラメント型イオンソース（スパッタ手段）３８は、図２に示すようにカソードであるフィラメント４１と、アノード４２と、これらフィラメント４１とアノード４２の近傍に配設されるグリッド４３とが筒状のイオン化室４５内に備えられ、さらに蒸発源（図示略）から発生させたＡｒガスなどの蒸発粒子を供給するための導入管４８が前記イオン化室４５に接続されることにより概略構成されてなるものである。また、フィラメント４１を通電加熱して熱電子を発生させるため交流電源４９が前記フィラメント４１に接続されており、さらに、前記フィラメント４１と前記アノード４２との間にイオン化電圧を印加するための直流電源５０が前記フィラメント４１と前記アノード４２に接続されている。この直流電源５０は、前記フィラメント４１と前記アノード４２との間に印加するイオン化電圧値（ＶA）を前記発生させるイオンのスパッタリングしきい値（ＶC）に応じて変更できる可変電源を用いることが好ましい。前記フィラメント４１をなす材料としては、タングステン線、アルミナ分散タングステン線などが挙げられる。
【００１６】
また、前記フィラメント４１と交流電源４９との間には、カソード電流を測定するための電流計Ａ1が介在されている。また、前記フィラメント４１と前記アノード４２との間には、イオン化電圧値（ＶA）を測定するための電圧計Ｖ1と、イオン化電流を測定するための電流計Ａ2が介在されている。
【００１７】
このような構成の第一のフィラメント型イオンソース３８は、イオン化室４５内部に設けられたフィラメント４１とアノード４２間に高真空中でイオン化電圧をかけて前記フィラメント４１から発生させた熱電子を加速し、該熱電子を蒸発源から供給されたＡｒなどの蒸発粒子と衝突させてこれら蒸発粒子の一部をイオン化し、このイオン化した粒子をグリッド４３で発生させた電界で制御することによりイオン化室４５の先端からイオンをビーム状に平行に照射できるようになっており、イオン化室４５の先端から発生させたイオンビームをターゲット３６に照射することによりターゲット３６の構成粒子を基材２２に向けて叩き出すことができるものである。
【００１８】
前記第二のフィラメント型イオンソース（アシスト手段）３９は、図２に示したフィラメント型イオンソース（スパッタ手段）３８と略同様の構成のものであり、図１に示すようにその中心軸線Ｓを基材２２の成膜面に対して入射角度θ（基材２２の垂線（法線）と中心線Ｓとのなす角度）でもって傾斜させて対向されている。この入射角度θは５０〜６０度の範囲が好ましい。従って第二のフィラメント型イオンソース３９はイオン化室４５の先端から発生させたイオンビームを基材２２の成膜面に対して入射角度θでもって照射できるように配置されている。
なお、前記第二のフィラメント型イオンソース３９によって基材２２に照射するイオンビームは、Ｈｅ+、Ｎｅ+、Ａｒ+、Ｘｅ+、Ｋｒ+などの希ガスのイオンビーム、あるいは、それらと酸素イオンの混合イオンビームなどで良い。
【００１９】
また、前記成膜処理容器４０には、この容器４０内を真空などの低圧状態にするためのロータリーポンプ５１およびクライオポンプ５２と、ガスボンベなどの雰囲気ガス供給源がそれぞれ接続されていて、成膜処理容器４０の内部を真空などの低圧状態で、かつ、アルゴンガスあるいはその他の不活性ガス雰囲気または酸素を含む不活性ガス雰囲気にすることができるようになっている。
また、前記成膜処理容器４０は、第一のフィラメント型イオンソース３８とターゲットと間と、第二のフィラメント型イオンソース３９と基材２２間にそれぞれ電圧をかけるための電源（図示略）が備えられている。
また、前記成膜処理容器４０には、第一及び第二のフィラメント型イオンソース３８，３９から発生するイオンビームの電流密度をそれぞれ測定するための電流計測装置（図示略）が備えられており、また、第一のフィラメント型イオンソース３８とターゲット３６間の電圧と、第二のフィラメント型イオンソース３９と基材２２間の電圧をそれぞれ測定するための電圧計測装置（図示略）が備えられている。
【００２０】
さらに、前記成膜処理容器４０には、前記容器４０内の圧力を測定するための圧力計５５が備えられている。
なお、この例の製造装置では基材ホルダ２３をピン等により支持体２３ａに回動自在に取り付けることにより傾斜角度を調整できるようしたが、第二のフィラメント型イオンソース３９の支持部分に角度調整機構を取り付けて第二のフィラメント型イオンソース３９の傾斜角度を調整し、イオンビームの入射角度を調整するようにしても良く、また、角度調整機構はこの例に限るものではなく、種々の構成のものを採用することができるのは勿論である。
【００２１】
次に前記構成の製造装置を用いてテープ状の基材２２上にＹＳＺの配向制御多結晶薄膜を形成する場合について説明する。
テープ状の基材２２上に配向制御多結晶薄膜を形成するには、ＹＳＺからなるターゲット３６を用いるとともに、基材ホルダ２３を最適照射領域に配置するとともに傾斜角度を調節して第二のフィラメント型イオンソース３９から照射されるイオンビームを基材ホルダ２３上に移動してきた基材２２の成膜面に５０〜６０度の範囲の角度で照射できるようにする。また、テープ状の基材２２が巻かれた基材送出ボビン２４を成膜処理容器４０内に配置し、基材送出ボビン２４からテープ状の基材２２を基材ホルダ２３上に連続的に送り出し、薄膜形成後のテープ状の基材２２を基材巻取ボビン２５で巻き取れるようにセットする。ついで、成膜処理容器４０の内部を真空引きして減圧雰囲気とする。また、基材２２を負に帯電させておく。
【００２２】
そして、第一のフィラメント型イオンソース３８と第二のフィラメント型イオンソース３９を作動させる。このとき、これら第一及び第二のフィラメント型イオンソース３８，３９にそれぞれ備えられたフィラメント４１とアノード４２間に印加するイオン化電圧値（ＶA）を、発生させる希ガスのイオンのスパッタリングしきい値（ＶC）以下にする。ここでイオン化電圧値（ＶA）を、発生させる希ガスのイオンのスパッタリングしきい値（ＶC）以下にする理由は、フィラメント４１とアノード４２間に印加するイオン化電圧値（ＶA）が、発生させるＡｒイオンなどの希ガスのイオンのスパッタリングしきい値（ＶC）より大きいと、フィラメント４１が発生したＡｒイオンなどの希ガスのイオンによって叩出されてスパッタリング蒸発し易く、フィラメント４１の寿命を長くすることができないからである。
【００２３】
具体例を挙げると、第一及び第二のフィラメント型イオンソース３８，３９からアルゴンイオンビームを発生させる場合、アルゴンイオンのスパッタリングしきい値（ＶC）は、５０〜６０Ｖ程度であるため、イオン化電圧値（ＶA）は６０Ｖ以下、好ましくは４０〜５０Ｖ程度とすることが好ましい。また、イオン化電圧値（ＶA）が３０Ｖ未満ではイオン化効率が悪くなり、ＩAが大きくなって逆にフィラメント寿命が短くなってしまう。
【００２４】
第一のフィラメント型イオンソース３８からターゲット３６にイオンビームを照射すると、ターゲット３６の構成粒子が叩き出されて基材２２上に飛来する。そして、最適照射領域内にある基材ホルダ２３上に送り出された基材２２上にターゲット３６から叩き出した構成粒子を堆積させると同時に第二のフィラメント型イオンソース３９からＡｒイオンなどの希ガスのイオンと酸素イオンの混合イオンビームを照射して所望の厚みの配向制御多結晶薄膜を形成し、続いて薄膜形成後のテープ状の基材２２を基材巻取ボビン２５に巻き取る。
ここでイオン照射する際の入射角度θは、５０〜６０度の範囲が好ましく、５５〜６０度の範囲が最も好ましい。前記のような好ましい範囲の角度でイオンビーム照射するならば多結晶薄膜の結晶の（１００）面が立つようになる。このような入射角度でイオンビーム照射を行ないながらスパッタ粒子の堆積を行なうことで、基材２２上に形成されるＹＳＺの配向制御多結晶薄膜の結晶軸のａ軸とｂ軸とを配向させることができるが、これは、堆積されている途中のスパッタ粒子に対して適切な角度でイオンビーム照射されたことによるものと思われる。
【００２５】
前述の実施形態の配向制御多結晶薄膜の製造方法あっては、真空排気可能な成膜処理容器４０内に設けた第一のフィラメント型イオンソース３８から発生させたイオンビームをターゲット３６に照射し、該ターゲット３６の構成粒子を叩き出して基材２２上に堆積させる際に、第二のフィラメント型イオンソース３９から発生させたイオンビームを基２２材の成膜面に対して斜め方向から照射しつつ堆積させ、基材２２上に薄膜を形成する方法において、前記第一及び第二のフィラメント型イオンソース３８，３９にそれぞれ備えられたフィラメント４１とアノード４２間に印加するイオン化電圧値（ＶA）を、発生させる気ガスのイオンのスパッタリングしきい値（ＶC）以下にすることにより、発生したＡｒイオンなどの希ガスのイオンによってフィラメント４１が叩出されてスパッタリング蒸発することに起因するフィラメント４１の消耗を防止できるので、従来の配向制御多結晶薄膜の製造方法と比べてフィラメント４１が消耗しにくくなり、フィラメント４１の寿命が長くなる。従って、イオン化室４５内に酸素ガスがある場合にフィラメント型イオンソース３８，３９を最大出力で運転しても従来と比べてフィラメント４１の寿命が長いので、フィラメント型イオンソース３８，３９を長時間連続運転することができ、これによって配向制御多結晶薄膜を長時間連続的に形成することができるので、配向制御多結晶薄膜の製造効率を大幅に向上させることができる。
【００２６】
前述の実施形態の製造方法では、スパッタ手段およびアシスト手段の両方にフィラメント型イオンソースを用いる場合に二台のフィラメント型イオンソースのそれぞれのフィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値（ＶA）を、発生させるイオンのスパッタリングしきい値（ＶC）以下にした例について説明したが、スパッタ手段とアシスト手段のいずれか一方にフィラメント型イオンソースを用い、他方に直流放電型などの他の型のイオンソースを用いる場合には、一台のフィラメント型のイオンソースのフィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値（ＶA）を、発生させるイオンのスパッタリングしきい値（ＶC）以下にすればよい。
また、前述の実施形態の製造方法では、本発明の薄膜の製造方法を酸化物超電導導体の製造方法においてテープ状の基材上に配向制御多結晶薄膜を形成する方法（イオンビームアシストスパッタリング法）に適用した場合について説明したが、必ずしもこれに限られず、フィラメント型イオンソースを用いてスパッタリング法や真空蒸着法などの物理的蒸着法（ＰＶＤ法）により薄膜を形成する方法にも適用することができる。
【００２７】
【実施例】
（実施例１）
第一及び第二のフィラメント型イオンソースとして図２に示したような構成のフィラメント型イオンソースを備えた配向制御多結晶薄膜の製造装置を使用し、テープ状の基材が巻かれた基材送出ボビンを成膜処理容器内に配置し、基材送出ボビンからテープ状の基材を基材ホルダ上に連続的に送り出し、薄膜形成後のテープ状の基材２２を基材巻取ボビンで巻き取れるようにセットした。
テープ状の基材としては、幅１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、長さ１０ｃｍのハステロイＣ２７６テープを使用した。また、ターゲットとしてはＹＳＺ（安定化ジルコニア）製のものを用いた。
そして、この配向制御多結晶薄膜の製造装置の成膜処理容器内部をクライオポンプおよびロータリーポンプで真空引きして３.０×１０-4トールに減圧し、また、基材を負に帯電させた。
【００２８】
さらに、スパッタ電圧１２００Ｖ、スパッタ電流２４０ｍＡのアルゴンイオンと酸素イオンの混合イオンビームを第一のフィラメント型イオンソースから発生させる際、フィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値（ＶA）を５０Ｖとし、一方、アシスト電圧２００Ｖ、アシスト電流１００ｍＡのアルゴンイオンと酸素イオンの混合イオンビームを第二のフィラメント型イオンソースから発生させる際、フィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値（ＶA）を５０Ｖとし、基材の成膜面上にＹＳＺの粒子を堆積させると同時にイオンビームを照射して成膜処理することで厚さ０．７μｍのＹＳＺ配向制御多結晶薄膜を形成し、続いて薄膜形成後のテープ状の基材をスリットからカバー内に導入し、基材巻取ボビンに巻き取るようにして配向制御結晶薄膜を連続的に製造したときのフィラメントを交換するまでの時間を調べた。その結果を下記表１に示す。
ここでの第二のフィラメント型イオンソースから発生させる混合イオンビームの入射角度は５５度に設定した。
なお、前記スパッタ電圧は第一のフィラメント型イオンソースとターゲット間の電圧であり、前記スパッタ電流は第一のフィラメント型イオンソースから発生したイオン量であり、前記アシスト電圧は第二のフィラメント型イオンソースと基材間の電圧であり、前記アシスト電流は第二のフィラメント型イオンソースから発生したイオン量である。前記イオン化電圧値（ＶA）は、第一及び第二のフィラメント型イオンソースのフィラメントとアノード間にそれぞれ設けられた電圧計で測定した値である。
【００２９】
（実施例２）
第一及び第二のフィラメント型イオンソースのフィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値（ＶA）をそれぞれ６０Ｖとした以外は実施例１と同様にして配向制御結晶薄膜を連続的に製造したときのフィラメントを交換するまでの時間を調べた。その結果を下記表１に示す。
【００３０】
（比較例１）
第一及び第二のフィラメント型イオンソースのフィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値（ＶA）をそれぞれ７０Ｖとした以外は実施例１と同様にして配向制御結晶薄膜を連続的に製造したときのフィラメントを交換するまでの時間を調べた。その結果を下記表１に示す。
（比較例２）
第一及び第二のフィラメント型イオンソースのフィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値（ＶA）をそれぞれ８０Ｖとした以外は実施例１と同様にして配向制御結晶薄膜を連続的に製造したときのフィラメントを交換するまでの時間を調べた。その結果を下記表１に示す。
【００３１】
（比較例３）
第一及び第二のフィラメント型イオンソースのフィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値（ＶA）をそれぞれ９０Ｖとした以外は実施例１と同様にして配向制御結晶薄膜を連続的に製造したときのフィラメントを交換するまでの時間を調べた。その結果を下記表１に示す。
（比較例４）
第一及び第二のフィラメント型イオンソースのフィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値（ＶA）をそれぞれ１００Ｖとした以外は実施例１と同様にして配向制御結晶薄膜を連続的に製造したときのフィラメントを交換するまでの時間を調べた。その結果を下記表１に示す。
【００３２】
【表１】
0003856879.tif 000002
【００３３】
前記表１に示した結果から明らかなようにイオン化電圧値（ＶA）が７０Ｖ以上になるとフィラメントの寿命は２〜８時間程度と短いが、イオン化電圧値（ＶA）が６０Ｖ以下ではフィラメントの寿命は２０〜３０時間であり、寿命が大幅に長いことが分った。それは、アルゴンイオンのスパッタリングしきい値（Ｖc）は５０〜６０Ｖ程度であるので、このスパッタリングしきい値よりイオン化電圧値が低いときは、発生したアルゴンイオンによるフィラメントのスパッタ蒸発が防止され、フィラメントの消耗が大幅に軽減され、その結果、寿命が長くなったためであると考えられる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１〜３記載の薄膜の製造方法によれば、前述の構成としたことにより、フィラメント型イオンソースから発生したイオンによってフィラメントが叩出されてスパッタリング蒸発することに起因するフィラメントの消耗を防止できるので、従来の薄膜の製造方法と比べてフィラメントが消耗しにくくなり、フィラメントの寿命が長くなる。従って、フィラメント型イオンソースのイオン化室内に酸素ガスがある場合にフィラメント型イオンソースを最大出力で運転しても従来と比べてフィラメントの寿命が長いので、フィラメント型イオンソースを長時間連続運転することができ、これによって薄膜を長時間連続的に形成することができるので、薄膜の製造効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の薄膜の製造方法の一実施形態の配向制御多結晶の製造方法の実施に用いられる配向制御多結晶薄膜の製造装置を示す概略構成図である。
【図２】  図１の配向制御多結晶薄膜の製造装置に備えられるフィラメント型イオンソースを示す概略構成図である。
【符号の説明】
２２・・・テープ状の基材、３８・・・第一のフィラメント型イオンソース（スパッタ手段）、３９・・・第二のフィラメント型イオンソース、４０・・・成膜処理容器、４１・・・フィラメント（カソード）、４２・・・アノード、４３・・・グリッド、４５・・・イオン化室。
【図１】
0003856879.tif 000003
【図２】
0003856879.tif 000004