[发明专利]氧化物超导体、取向氧化物薄膜、以及用于制造氧化物超导体的方法

说明书

与相关专利申请的相互引用

本申请基于2012年3月23日提交的日本专利申请第2012-068377号，并要求享有其优先权权益；其全部内容通过引用结合在此。

技术领域

本说明书中所述的实施方案一般地涉及氧化物超导体、取向的氧化物薄膜、以及用于制造氧化物超导体的方法。

背景技术

在金属带上形成取向氧化物薄膜的技术是第二代超导体领域中最先进的技术。在涉及半导体和硬盘的薄膜形成技术中，通常薄膜的形成温度大多数低达400℃或更低。因此，例如在基于溅射的薄膜形成中，在基材上碰撞的粒子没有被赋予足够的能量，使其在原子水平上与其它粒子结合。因此，在半导体和其它的技术领域中，很少有就表明取向纹理(texture)的面内取向度而进行的讨论案例。

另一方面，在大约800℃时形成的基于钇(包括镧系元素)的氧化物超导体的薄膜形成技术中，所形成的氧化物层要求在原子水平上取向。因此，薄膜形成温度高达600～800℃，在该技术领域中对面内取向度有讨论。而正是氧化物超导体技术领域在目前的薄膜技术中要求有最高的取向。

附图说明

图1A为剖面图，举例说明根据第一实施方案的氧化物超导体，而图1B为根据第一实施方案的氧化物超导体的示意图，其中组合了图1A中所示的沿线A-A’和线B-B’获取的剖面；

图2A～2D为过程剖面图，举例说明用于制造根据第一实施方案的氧化物超导体的方法，而图2E为用于制造根据第一实施方案的氧化物超导体的方法的过程俯视图；

图3为流程图，举例说明在制造根据第一实施方案的氧化物超导体薄膜的方法中用于形成涂布溶液的方法；

图4为流程图，举例说明在制造根据第一实施方案的氧化物超导体的方法中的TFA-MOD方法；

图5为示意图，举例说明用于制造根据第一实施方案的氧化物超导体的方法；

图6为图表，举例说明在制造根据第一实施方案的氧化物超导体的方法中煅烧期间的温度曲线，其中垂直轴表示温度，水平轴表示时间；

图7为图表，举例说明在制造根据第一实施方案的氧化物超导体的方法中烧结期间的温度曲线，其中垂直轴表示温度，水平轴表示时间；

图8为剖面图，举例说明根据第二实施方案的氧化物超导体；

图9为过程剖面图，举例说明用于制造根据第二实施方案的氧化物超导体的方法；

图10A为通过薄膜X射线衍射方法测得的取向超导体层的极图，图10B为举例说明取向超导体层晶体结构的示意俯视图，而图10C为举例说明取向超导体层晶体结构的示意剖面图；

图11为取向超导体层的示意剖面图，所述取向超导体层形成在基材上和形成在基材上的金属层上；

图12为位于离Pt成膜界面5μm处的取向超导体层的高分辨率剖面TEM照片；

图13为位于离Pt成膜界面10μm处的取向超导体层的高分辨率剖面TEM照片；

图14为位于离Pt成膜界面20μm处的取向超导体层的高分辨率剖面TEM照片；以及

图15为位于离Pt成膜界面40μm处的取向超导体层的高分辨率剖面TEM照片。

具体实施方式

一般而言，根据一个实施方案，氧化物超导体包括：取向超导体层，所述取向超导体层含有2.0×10¹⁶～5.0×10¹⁹个原子/cc的氟和1.0×10¹⁸～5.0×10²⁰个原子/cc的碳，含有90%或更多的部分以10度或更低的面内取向度(Δφ)沿c轴取向，并且含有LnBa₂Cu₃O_7-x超导体材料(Ln为钇(Y)或除铈(Ce)、镨(Pr)、钷(Pm)、和镥(Lu)以外的镧系元素)；以及氧化物层，所述氧化物层配置与取向超导体层下表面接触，并且相对于取向超导体层的一个晶轴以10度或更低的面内取向度(Δφ)取向。取向超导体层与氧化物层接触的下表面部分的面积为直接位于取向超导体层下面的区域面积的0.3或更低。