[发明专利]用于激光烧蚀的靶及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于激光烧蚀的靶及其制造方法，该靶用来制造氧化物超导 薄膜。

背景技术

迄今为止，制造氧化物超导薄膜的方法有，以溅射法为代表的物理气相 沉积法、以CVD法为代表的化学气相沉积法等。而且，为了在得到的氧化 物超导薄膜的超导特性良好的情况下，也可得到组成均匀的氧化物超导薄 膜，使用在规定的条件下烧固氧化物超导粉末而制得的烧结体作为靶的溅射 法是有效的。(例如，参考专利文献1)

近年来，使用以YBa₂Cu₃O_x为代表的RE类氧化物超导薄膜来制造线材 的应用成为研发热点之一。(其中，RE是指钇和/或Sm、Nd、Gd、Ho等稀 土元素)，然而，该线材在电缆中的应用，还是在励磁线圈中的应用，都要 求至少1km以上连续的超导薄膜。因此，提高超导薄膜的制膜速度的课题已 成为必须解决的技术间题。

在上述的技术背景下，用溅射法时制膜速度的提高具有局限性，因此， 制膜速度远大于溅射法的PLD法(脉冲激光沉积法)等为代表的激光烧蚀法 的技术备受关注，对其的技术研发也成为了研究热点。在该激光烧蚀法中， 在规定的条件下烧固氧化物超导粉末而形成的烧结体用作靶，向该靶直接照 射激光，通过在该靶上立起的羽状物(プル一ム，Plume)上配置线材基板，连 续形成超导薄膜。

专利文献1：特开平1-141867号公报

发明内容

发明要解决的课题

在溅射法中使用的靶，通常是粘贴在由金属Cu等制造的衬板上来使用 (以下，称为结合(bonding))。这种衬板的作用在于，除了向溅射装置主体上 固定靶之外，在进行溅射时，可以向外部有效地扩散累积在靶中的热量。此 外，对该累积热量而被加热的靶上施加变形应力时，即使在单纯(单体)的靶 会发生破损的情况下，因为结合在衬板上，因此结构上得以增强，断裂强度 变大。

与如上所述的溅射法的情况相同，在激光烧蚀法中，也可以使用结合在 衬板上的靶作为激光烧蚀用靶而使用。

然而，将氧化物超导烧结体结合在衬板上时，存在以下的问题，这些问 题中的任意一个在实际应用阶段、大量生产阶段都是突出的问题。

(1)结合操作需要繁多的步骤，因此，生产性变差、制作耗时、交货时间 变长等；

(2)结合材料通常使用铟、铟合金，不但材料成本高，也产生衬板制作费 用、结合加工费用等诸多费用，因此生产成本高；

(3)只是在靶的单个面上实施结合，因此，基本上只能使用靶的单面。

为了解决上述问题，本发明者们尝试了不将RE类氧化物超导烧结体结 合在衬板上，而作为激光烧蚀用靶使用。此处，在溅射法的场合，作为靶在 由通式RE_aBa_bCu_cO_x表示时，使用具有所述的a+b+c＝6，a＝1.00，c/b＝ 1.50的组成的RE类氧化物超导烧结体。这是因为，具有上述组成的RE类 氧化物超导烧结体，构成该烧结体的氧化物在该氧化物超导晶粒之间，几乎 不存在析出相，并具有优异的超导特性，因此，只要将该烧结体作为靶使用 时，就可以认为能得到具有优异特性的超导薄膜。

但是，如上所述，若没有进行有效散热的衬板，并且激光直接照射的结 果，在羽状物立起的状态下的激光烧蚀用靶的表面温度急剧升高，在该靶内 部因热膨胀差而产生热变形应力，因此，该靶会被破碎。说起来，在激光烧 蚀法中，为了大幅度提高制膜速度，需要对靶赋予比上述溅射法更大的能量。 因此，靶所承受的热负荷显然增大，但是由于未设置具有降低上述热负荷作 用的衬板，因此更容易被碎掉。

本发明要解决的课题是提供一种不用与衬板结合、而可适用于激光烧蚀 法的激光烧蚀用靶，以及其制造方法。

解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明者们进行研究的结果首次发现，将构成所述 激光烧蚀用靶中所含的RE类氧化物超导烧结体的氧化物超导晶粒，和在所 述氧化物超导晶粒之间析出的析出相的存在比例控制在规定的范围内，则可 大幅度增加所述RE类氧化物超导烧结体因温度变化引起的对应于变形应力 的强度，由于对应于该变形应力的强度增加，即使不与衬板结合也可以将该 RE类氧化物超导烧结体作为激光烧蚀用靶使用，于是完成了本发明。