JP3392299B2 - Raw material solution vaporizer for CVD - Google Patents
Raw material solution vaporizer for CVDInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、化学気相蒸着法
(以下、CVD法という)によって酸化物超電導体など
の酸化物材料を基材上に成膜する薄膜形成装置に備えら
れるCVD用原料溶液気化装置に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a CVD raw material provided in a thin film forming apparatus for forming an oxide material such as an oxide superconductor on a substrate by a chemical vapor deposition method (hereinafter referred to as a CVD method). The present invention relates to a solution vaporizer.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、臨界温度(Tc)が液体窒素温度
(約77K)よりも高い酸化物超電導体として、例え
ば、Y-Ba-Cu-O系、Bi-Sr-Ca-Cu-O系、
T1-Ba-Ca-Cu-O系などの酸化物超電導体が発見
されている。そして、これらの酸化物超電導薄膜は、電
力ケーブル、マグネット、エネルギー貯蔵、発電機、医
療機器、電流リード等の分野に利用する目的で種々の研
究が進められている。このような酸化物超電導体の製造
方法の1つとして、化学気相蒸着法(CVD法)等の薄
膜形成手段によって基材表面に酸化物超電導薄膜を成膜
する方法が知られている。この種の薄膜形成手段により
形成した酸化物超電導薄膜は、臨界電流密度(Jc)が
大きく、優れた超電導特性を発揮することが知られてい
る。また、CVD法のなかでも、金属錯体、金属アルコ
キシドなどの有機金属化合物を原料として行なうCVD
法は、成膜速度が速く、短時間でより厚い膜を形成でき
る手段として注目されている。2. Description of the Related Art In recent years, oxide superconductors having a critical temperature (Tc) higher than the liquid nitrogen temperature (about 77 K) have been used, for example, Y-Ba-Cu-O-based and Bi-Sr-Ca-Cu-O-based. ,
Oxide superconductors such as T1-Ba-Ca-Cu-O system have been discovered. Various studies have been conducted on these oxide superconducting thin films for the purpose of use in the fields of power cables, magnets, energy storage, generators, medical devices, current leads and the like. As one of the methods for producing such an oxide superconductor, there is known a method of forming an oxide superconducting thin film on the surface of a base material by a thin film forming means such as a chemical vapor deposition method (CVD method). It is known that the oxide superconducting thin film formed by this kind of thin film forming means has a large critical current density (Jc) and exhibits excellent superconducting properties. Further, among the CVD methods, the CVD performed by using an organic metal compound such as a metal complex or a metal alkoxide as a raw material.
The method is attracting attention as a means for forming a thicker film in a short time with a high film forming speed.
【0003】このようなCVD法による酸化物超電導体
の製造方法において通常使用される原料化合物として
は、酸化物超電導体を構成する各元素のβ一ジケトン化
合物やシクロペンタジエニル化合物などが用いられ、例
えば、Y-Ba-Cu-O系の酸化物超電導体の製造用に
は、Y(thd)3、Ba(thd)2またはBa(th
d)2・phen2、Cu(thd)2等の有機金属錯体
原料(MO原料)などが使用されている(thd=2,2.
6.6-テトラメチル-3.5-ヘフ゜タンシ゛オン、phen=1.10-フェナントロリ
ン)。これらの有機金属錯体原料は、室温で固体の原料で
あり、200〜300℃に加熱することにより高い昇率特性を
示すが、原料の純度や、加熱時間に伴う仕込み原料の表
面積変化等により昇華効率が大きく左右されるために組
成制御が困難であるが、これらの固体の錯体原料はテト
ラヒドロフラン(THF)、イソプロパノール、トルエ
ン、ジグリム(2.5.8一トリオキソノナン)等の有機溶媒に溶かし
て原料溶液として用いられていた。As a raw material compound usually used in such a method for producing an oxide superconductor by the CVD method, a β-diketone compound of each element constituting the oxide superconductor, a cyclopentadienyl compound or the like is used. For example, for producing a Y—Ba—Cu—O-based oxide superconductor, Y (thd) 3 , Ba (thd) 2 or Ba (th
d) Organic metal complex raw materials (MO raw materials) such as 2 · phen 2 and Cu (thd) 2 are used (thd = 2,2.
6.6-Tetramethyl-3.5-heptanedione, phen = 1.10-phenanthroline). These organometallic complex raw materials are raw materials that are solid at room temperature and show high rate-of-increasing characteristics when heated to 200 to 300 ° C, but they are sublimated due to the purity of the raw materials and the surface area change of the charged raw materials with heating time. It is difficult to control the composition because the efficiency is greatly affected, but these solid complex raw materials are dissolved in an organic solvent such as tetrahydrofuran (THF), isopropanol, toluene, diglyme (2.5.8-trioxononane) to form a raw material solution. Was used.
【0004】これらの原料溶液は、後述するようにさら
に気化装置で加熱気化させてキャリアガスとともに反応
チャンバに送り込まれ、この反応チャンバ内で化学反応
を生じさせ、反応チャンバ内に設置した基材の表面に反
応生成物を堆積させることで目的のY-Ba-Cu-O系
酸化物超電導体を得ることができる。ところで、有機溶
媒に有機金属錯体原料を溶解したものをCVD用原料溶
液として用いる場合に、そのCVD用原料溶液気化装置
が問題となっていた。As will be described later, these raw material solutions are further heated and vaporized by a vaporizer and fed into a reaction chamber together with a carrier gas to cause a chemical reaction in the reaction chamber, and a base material placed in the reaction chamber. By depositing the reaction product on the surface, the desired Y-Ba-Cu-O-based oxide superconductor can be obtained. By the way, when using the thing which melt | dissolved the organic metal complex raw material in the organic solvent as a raw material solution for CVD, the vaporization apparatus of the raw material solution for CVD had a problem.
【0005】図4は、酸化物超電導導体の製造に用いら
れる従来のCVD用原料溶液気化装置を備えた酸化物超
電導導体の製造装置を示すものである。この酸化物超亀
導導体の製造装置は、CVD反応装置1と、バブリング
方式のCVD用原料溶液気化装置4から概略構成されて
いる。前記CVD反応装置1は、CVD反応生成室を構
成する反応チャンバ2と、酸化物超電導層を形成する長
尺の基材6を移送する基材移送装置7と、ノズル8を備
え、更に真空ポンプ9が接続され、外部には反応チャン
バ1全体を加熱することにより基材6を加熱するヒータ
10が設けられている。前記ノズル8には、接続管11
を介してCVD用原料溶液気化装置4が接続されてお
り、また、接続管12を介して酸素ガス供給源13が接
続されている。FIG. 4 shows an apparatus for producing an oxide superconducting conductor provided with a conventional CVD source solution vaporizer used for producing an oxide superconducting conductor. The oxide superconducting conductor manufacturing apparatus is roughly composed of a CVD reaction apparatus 1 and a bubbling type raw material solution vaporizing apparatus 4 for CVD. The CVD reaction apparatus 1 includes a reaction chamber 2 that constitutes a CVD reaction generation chamber, a substrate transfer device 7 that transfers a long substrate 6 that forms an oxide superconducting layer, and a nozzle 8, and further a vacuum pump. 9 is connected, and a heater 10 for heating the substrate 6 by heating the entire reaction chamber 1 is provided outside. The nozzle 8 has a connecting pipe 11
The raw material solution vaporizer 4 for CVD is connected via the, and the oxygen gas supply source 13 is connected via the connecting pipe 12.
【0006】原料溶液気化装置4は、前述の有機金属錯
体を有機溶媒に溶解した原料溶液14が満たされた気化
器本体15と、該気化器本体15の外周部に設けられ、
気化器本体15の内部を加熱するためのヒータ16と、
気化器本体15内の原料溶液14中にアルゴンガス等の
不活性ガスをキャリアガス供給管17を介して供給する
キャリアガス供給源19を主体として構成されたもので
ある。前記キャリアガス供給管17の上端部はキャリア
ガス供給源19に接続され、一方、下端部は気化器本体
15内の原料溶液14中に位置するように配設されてい
る。また、前記接続管11の反応チャンバ2と接続され
てない側の端部は、気化器本体15に満たされた原料溶
液14液面の上方に位置するように配設されている。The raw material solution vaporizer 4 is provided on the vaporizer main body 15 filled with the raw material solution 14 in which the aforementioned organic metal complex is dissolved in an organic solvent, and on the outer peripheral portion of the vaporizer main body 15.
A heater 16 for heating the inside of the vaporizer body 15,
A carrier gas supply source 19 for supplying an inert gas such as argon gas into the raw material solution 14 in the vaporizer main body 15 through a carrier gas supply pipe 17 is mainly configured. The upper end of the carrier gas supply pipe 17 is connected to the carrier gas supply source 19, while the lower end is arranged so as to be located in the raw material solution 14 in the vaporizer main body 15. The end of the connecting pipe 11 on the side not connected to the reaction chamber 2 is disposed above the liquid surface of the raw material solution 14 filled in the vaporizer main body 15.
【0007】このようなバブリング方式の原料溶液気化
装置4を備えた酸化物超電導導体の製造装置を用いて長
尺の酸化物超電導導体を製造するには、基板移送装置7
によって反応チャンバ2内に長尺の基材6を送入し、さ
らに反応チャンバ2の内部を真空ポンプ9により数トー
ルに減圧するとともに、キャリアガス供給源19からア
ルゴンガスを気化器本体15の原料溶液14中に連続的
に供給する。この際、気化器本体15内の蒸気圧に応じ
てヒータ16により加熱を行う。すると、気化器本体1
5内に満たされた原料溶液14中に気泡が発生し、この
気泡に伴って液面に浮き上がった原料溶液が気化し、原
料ガスが発生する。また、このとき気化器本体15内部
も数トールと減圧状態となるので、気化器本体15内の
原料ガスはアルゴンガスの気流により接続管11を経て
反応チャンバ2に供給され、原料ガス雰囲気となる。し
かる後、直ちにヒータ10で反応チャンバ2内の長尺の
基材6を加熱して周囲の原料ガスを反応させ、この基材
6の表面に酸化物超電導薄膜を堆積させると、酸化物超
電導導体を製造することができる。In order to manufacture a long oxide superconducting conductor using the oxide superconducting conductor manufacturing apparatus equipped with such a bubbling type raw material solution vaporizer 4, a substrate transfer device 7 is used.
The long base material 6 is fed into the reaction chamber 2 by means of the above, the pressure inside the reaction chamber 2 is reduced to several torr by the vacuum pump 9, and the argon gas from the carrier gas supply source 19 is used as the raw material of the vaporizer main body 15. It is continuously fed into the solution 14. At this time, heating is performed by the heater 16 according to the vapor pressure in the vaporizer main body 15. Then, the vaporizer body 1
Bubbles are generated in the raw material solution 14 filled in 5, and the raw material solution floating on the liquid surface is vaporized with the bubbles, and a raw material gas is generated. At this time, the inside of the vaporizer main body 15 is also in a reduced pressure state of several Torr, so that the raw material gas in the vaporizer main body 15 is supplied to the reaction chamber 2 through the connecting pipe 11 by the flow of argon gas and becomes a raw material gas atmosphere. . Immediately thereafter, the heater 10 heats the long base material 6 in the reaction chamber 2 to react the surrounding raw material gas, and an oxide superconducting thin film is deposited on the surface of the base material 6. Can be manufactured.
【0008】図5は、従来の酸化物超亀導導体の製造装
置のその他の例を示すもので、図4に示した酸化物超電
導導体の製造装置と異るところは、CVD用原料溶液気
化装置が蒸気を利用した方式のものである点である。図
5中符号20は、蒸気利用方式のCVD用原料溶液気化
装置である。この原料溶液気化装置20が前述のバブリ
ング方式の原料溶液気化装置4と異るところは、キャリ
アガス供給管17の下端部は、原料溶液14中に位置す
るように配設されておらず、気化器本体15内の空隙部
に位置するように配設されている点である。このような
蒸気利用方式の原料溶液気化装置20を酸化物超電導導
体の製造装置を用いて長尺の酸化物超電導導体を製造す
る方法は、キャリアガス供給源19からアルゴンガスを
気化器本体15内に連続的に供給するとともに気化器本
体15をヒータ16により加熱して原料溶液14を気化
させることにより原料ガスを発生させる以外は前述のバ
ブリング方式の原料溶液気化装置4を用いて製造する方
法と同様にして製造することができる。FIG. 5 shows another example of the conventional apparatus for producing an oxide superconducting conductor, which is different from the apparatus for producing an oxide superconducting conductor shown in FIG. The point is that the device uses steam. Reference numeral 20 in FIG. 5 indicates a vaporization apparatus for vaporizing a raw material solution for CVD. The difference between the raw material solution vaporizer 20 and the bubbling type raw material solution vaporizer 4 is that the lower end portion of the carrier gas supply pipe 17 is not disposed in the raw material solution 14 and vaporizes. The point is that it is arranged so as to be located in the void in the container body 15. A method for producing a long oxide superconducting conductor using such a vapor-utilizing raw material solution vaporizer 20 using an oxide superconducting conductor producing apparatus is a method for producing argon oxide from a carrier gas supply source 19 inside a vaporizer main body 15. And a method of manufacturing using the bubbling type raw material solution vaporizer 4 described above except that the raw material solution 14 is vaporized by heating the vaporizer main body 15 by the heater 16 to generate the raw material gas. It can be manufactured in a similar manner.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の原料
溶液供給装置を備えた酸化物超電導導体の製造装置を用
いて酸化物超電導導体を製造する場合においては、酸化
物超電導薄膜の成膜速度は、原料溶液14の気化速度に
依存し、この原料溶液の気化速度は主にキャリアガスの
流量と気化器本体15内の温度により制御することがで
きる。ところが、成膜速度を速くするためにキャリアガ
スの流量を速くすると、ある速度で成膜効率は頭打ちと
なってしまうため、成膜効率において不満があった。ま
た、成膜効率を高めるためにキャリアの流量を変化させ
ると、反応チャンバ2内の反応圧力や酸素分圧等の条件
が変化してしまい、基材6の長さ方向に対して膜質や超
電導特性の安定した良好な酸化物超電導薄膜が得られな
い。また、気化器本体15内の温度を上げすぎると原料
ガスの分解が起る等の問題が生じ、良好な酸化物超電導
薄膜が得られないという欠点があった。By the way, in the case of producing an oxide superconducting conductor by using the conventional oxide superconducting conductor producing apparatus equipped with the raw material solution supplying device, the film forming rate of the oxide superconducting thin film is Depending on the vaporization rate of the raw material solution 14, the vaporization rate of the raw material solution can be controlled mainly by the flow rate of the carrier gas and the temperature in the vaporizer main body 15. However, when the flow rate of the carrier gas is increased in order to increase the film forming speed, the film forming efficiency reaches a peak at a certain speed, and thus the film forming efficiency is unsatisfactory. Further, when the flow rate of the carrier is changed to increase the film formation efficiency, the conditions such as the reaction pressure and the oxygen partial pressure in the reaction chamber 2 are changed, and the film quality and the superconductivity in the length direction of the base material 6 are changed. A good oxide superconducting thin film with stable characteristics cannot be obtained. Further, if the temperature inside the vaporizer main body 15 is raised too much, problems such as decomposition of the raw material gas occur, and there is a drawback that a good oxide superconducting thin film cannot be obtained.
【0010】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、成膜効率の向上が可能で、膜質等の特性の安定し
た酸化物超電導薄膜などの薄膜を形成することができる
CVD用原料溶液気化装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to improve the efficiency of film formation and to form a thin film such as an oxide superconducting thin film having stable properties such as film quality. An object is to provide a vaporizer.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、ミスト状の原料溶液を噴霧する吹き出し口を有する
CVD用原料溶液供給装置と、前記ミスト状の原料溶液
が気化器本体内に噴霧されるように前記原料溶液供給装
置の吹き出し口が配設された取り付け口を有する容器状
の気化器本体と、該気化器本体外部に配設され、該気化
器本体内部を加熱するための第一の加熱手段と、該気化
器本体内に配設されたCVD用原料溶液供給装置の吹き
出し口の前方に設けられ、ミスト状の原料溶液を気化す
るための第二の加熱手段を少なくとも備えてなることを
特徴とするCVD用原料溶液気化装置を前記課題の解決
手段とした。また、請求項2記載の発明では、気化器本
体内に配設されるCVD用原料溶液供給装置の吹き出し
口に気化した原料溶液が到達するのを防止するカバー
が、前記気化器本体の取り付け口に設けられていること
を特徴とする請求項1記載のCVD用原料溶液気化装置
を前記課題の解決手段とした。また、請求項3記載の発
明では、前記気化器本体内に吹き出し口が配設されるC
VD用原料溶液供給装置は、内部に原料溶液が供給され
る筒状の原料溶液供給部と、該供給部の外周を取り囲ん
で設けられ、前記原料溶液供給部との隙間に前記原料溶
液を務化するためのアトマイスガスが供給される筒状で
先窄まり状のアトマイスガス供給部を備えてなるもので
あることを特徴とする請求項1又は2記載のCVD用原
料溶液気化装置を前記課題の解決手段とした。According to a first aspect of the present invention, there is an outlet for spraying a mist-like raw material solution.
CVD raw material solution supply device and the mist-like raw material solution
So as to be sprayed into the vaporizer body.
Container-shaped carburetor body having an attachment port provided with a discharge port, a first heating means disposed outside the carburetor body, for heating the inside of the carburetor body, and the vaporization A CVD raw material solution supply device provided in the vessel main body, which is provided in front of an outlet of the CVD raw material solution supply apparatus and includes at least a second heating means for vaporizing a mist-like raw material solution. A raw material solution vaporizer was used as a means for solving the above problems. Further, in the invention according to claim 2, the cover for preventing the vaporized raw material solution from reaching the blowout port of the CVD raw material solution supply device provided in the vaporizer main body is a mounting port of the vaporizer main body. The raw material solution vaporizer for CVD according to claim 1 is provided as a means for solving the above-mentioned problems. In the invention according to claim 3, a blowout port is provided in the carburetor main body.
The VD raw material solution supply device is provided so as to surround a cylindrical raw material solution supply unit into which the raw material solution is supplied, and an outer periphery of the supply unit, and to supply the raw material solution in a gap between the raw material solution supply unit. The vaporizing apparatus for a CVD raw material solution according to claim 1 or 2, characterized in that the vaporizing apparatus for a CVD raw material solution is provided with a cylindrical and tapered atomizing gas supply portion to which atomizing gas for vaporization is supplied. The means.
【0012】本発明者は、成膜効率の向上が可能であ
り、基材の長さ方向に対して膜質や超電導特性の安定し
た酸化物超電導薄膜を形成すべく、種々の検討及び実験
を重ねた結果、従来のCVD原料溶液気化装置は原料溶
液の供給手段と原料溶液の気化手段との両方を備えたも
のに対して、原料溶液の供給手段と原料溶液の気化手段
とを別個にし、この独立した原料溶液の供給手段から原
料溶液の流量を制御しながら原料溶液の気化手段に送り
込むことで、順次原料溶液を気化できるようにすれば、
前述の課題を解決できると考えた。The present inventor has conducted various studies and experiments to form an oxide superconducting thin film which can improve film forming efficiency and has stable film quality and superconducting properties in the longitudinal direction of the substrate. As a result, the conventional CVD raw material solution vaporizer is provided with both the raw material solution supply means and the raw material solution vaporization means, whereas the raw material solution supply means and the raw material solution vaporization means are separately provided. By feeding the raw material solution to the vaporizing means of the raw material solution while controlling the flow rate of the raw material solution from the independent raw material solution supply means, if the raw material solution can be sequentially vaporized,
I thought that I could solve the above problems.
【0013】そこで問題となるのが、原料溶液の供給手
段と原料溶液の気化手段の構成であるが、独立した原料
溶液の供給手段の構成としては特願平5−2135号、
特願平7−311363号にCVD用原料溶液供給装置
を提案しており、本発明では独立した原料溶液の気化手
段を、ミスト状の原料溶液を噴霧するCVD用原料溶液
供給装置の吹き出し口を配設するための取り付け口を有
する容器状の気化器本体と、該気化器本体外部に配設さ
れ、該気化器本体内部を加熱するための第一の加熱手段
と、該気化器本体内に配設されたCVD用原料溶液供給
装置の吹き出し口の前方に設けられ、ミスト状の原料溶
液を気化するための第二の加熱手段を少なくとも備えて
なるCVD用原料溶液気化装置とすることによって、キ
ャリアガス等のガスの流量や気化器本体内を一定に保つ
ことができるので、膜質等の特性の安定した酸化物超電
導薄膜などの薄膜を形成することが可能で、また、CV
D用原料溶液供給装置の吹き出し口から気化器本体内に
噴霧するミスト状の原料溶液の供給速度を速くしても、
ミスト状の原料溶液は第二の加熱手段に接触して直ちに
気化するため、気化効率が向上し、成膜効率を向上させ
ることができることを究明し、本発明を完成したのであ
る。Then, the problem is the constitution of the raw material solution supply means and the vaporization means of the raw material solution, but as the constitution of the independent raw material solution supply means, Japanese Patent Application No. 5-2135,
Japanese Patent Application No. 7-311363 proposes a raw material solution supply device for CVD, and in the present invention, an independent vaporizing means of the raw material solution is provided at the outlet of the raw material solution supply device for CVD for spraying a mist-like raw material solution. A container-shaped carburetor body having a mounting port for arranging, a first heating means arranged outside the carburetor body for heating the inside of the carburetor body, and inside the carburetor body. By providing a raw material solution vaporizer for CVD, which is provided in front of the blowout port of the raw material solution supply device for CVD and which is provided with at least a second heating means for vaporizing the mist-like raw material solution, Since the flow rate of a gas such as a carrier gas and the inside of the carburetor main body can be kept constant, it is possible to form a thin film such as an oxide superconducting thin film having stable properties such as film quality.
Even if the supply speed of the mist-like raw material solution sprayed from the outlet of the raw material solution supply device for D into the vaporizer main body is increased,
Since the mist-like raw material solution is contacted with the second heating means and immediately vaporized, it was clarified that the vaporization efficiency and the film formation efficiency can be improved, and the present invention was completed.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明のCVD用原料溶液
気化装置の一例を図面を用いて説明する。図1は本発明
に係るCVD用原料溶液気化装置を備えた酸化物超電導
導体の製造装置の一例を示すものである。この酸化物超
電導導体の製造装置は、CVD用原料溶液供給装置30
と、原液供給装置40と、CVD用原料溶液気化装置5
0と、CVD反応装置60とから概略構成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An example of a CVD source solution vaporizer of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an oxide superconducting conductor manufacturing apparatus equipped with a CVD source solution vaporizer according to the present invention. This oxide superconducting conductor manufacturing apparatus includes a raw material solution supply device 30 for CVD.
, Stock solution supply device 40, and CVD source solution vaporizer 5
0 and a CVD reactor 60.
【0015】原料溶液供給装置30は、筒状の原料溶液
供給部31と、該供給部31の外周を取り囲んで設けら
れた筒状で先窄まり状のアトマイズガス供給部32と、
該アトマイズガス供給部32の先端部を除いた外周を取
り囲んで設けられた筒状のシールドガス供給部33とか
ら概略構成された3重構造のものである。The raw material solution supply device 30 has a cylindrical raw material solution supply section 31 and a cylindrical and tapered atomized gas supply section 32 which is provided so as to surround the outer circumference of the supply section 31.
The atomized gas supply unit 32 has a triple-layered structure that is roughly configured by a cylindrical shield gas supply unit 33 that is provided so as to surround the outer periphery of the atomized gas supply unit 32 excluding the tip portion.
【0016】原料溶液供給部31は、後述する原液供給
装置40から送り込まれてくる原料溶液34が内部に供
給されるものであり、中央部には供給された原料溶液3
4を一時的に貯留するため液だまり35が設けられてい
る。この液だまり35の内径は、原料溶液供給部31の
上部や下部の先端部の内径よりも大きくなっており、原
液供給装置40から送り込まれた原料溶液34が溜まり
つつ連続的に先端に送り込まれるようになっている。こ
のような液だまり35が設けられていると、原料溶液3
4中に気泡等が混入していても、気泡等は液だまり35
に溜った原料溶液34の液面に浮き上がるため、先端に
まで達するのを防止できる。The raw material solution supply unit 31 is supplied with a raw material solution 34 fed from a stock solution supply device 40, which will be described later, and has a central portion provided with the supplied raw material solution 3.
A liquid pool 35 is provided to temporarily store the liquid 4 therein. The inner diameter of the liquid pool 35 is larger than the inner diameters of the upper and lower end portions of the raw material solution supply unit 31, and the raw material solution 34 fed from the raw liquid supply device 40 is continuously fed to the front end while being accumulated. It is like this. When such a liquid pool 35 is provided, the raw material solution 3
Even if bubbles etc. are mixed in 4, the bubbles etc.
Since it floats on the liquid surface of the raw material solution 34 accumulated in the above, it can be prevented from reaching the tip.
【0017】アトマイズガス供給部32は、原料溶液供
給部31との隙間に前述の原料溶液34を霧化するため
のアトマイズガスが供給されるものである。アトマイズ
ガス供給部32の上部には、アトマイズガス用MFC
(流量調整器)36aを介してアトマイズガス供給源3
6が接続され、アトマイズガス供給部32内にアトマイ
ズガスを供給できるように構成されている。ここで用い
られるアトマイズガスの具体例を明示するならば、アル
ゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガスなどである。そし
て、この例の原料溶液供給装置30では、アトマイズガ
ス供給部32の先端部と原料溶液供給部31の先端部と
からノズル37が構成されている。このノズル37の先
端がミスト状の原料溶液34が噴霧される吹き出し口3
7aである。The atomizing gas supply unit 32 supplies the atomizing gas for atomizing the above-mentioned raw material solution 34 into the gap between the atomizing gas supply unit 32 and the raw material solution supply unit 31. At the upper part of the atomizing gas supply part 32, MFC for atomizing gas is provided.
Atomizing gas supply source 3 via (flow rate adjuster) 36a
6 is connected to the atomizing gas supply unit 32 so that the atomizing gas can be supplied. If a specific example of the atomizing gas used here is specified, it is argon gas, helium gas, nitrogen gas, or the like. In the raw material solution supply device 30 of this example, the nozzle 37 is composed of the tip portion of the atomizing gas supply portion 32 and the tip portion of the raw material solution supply portion 31. Blow-out port 3 from which the tip of the nozzle 37 sprays the mist-like raw material solution 34
7a.
【0018】シールドガス供給部33は、アトマイズガ
ス供給部32との隙間に、前記アトマイズガス供給部3
2を冷却するとともにノズル37をシールドするための
シールドガスが供給されるものである。シールドガス供
給部33の中央部より下方の部分には外方に突出するテ
ーパ部38が設けられている。また、シールドガス供給
部33の上部には、シールドガス用MFC(流量調整
器)39aを介してシールドガス供給源39が接続さ
れ、シールドガス供給部33内にシールドガスを供給で
きるように構成されている。ここで用いられるシールド
ガスの具体例を明示するならば、アルゴンガス、ヘリウ
ムガス、窒素ガスなどである。The shield gas supply section 33 is provided in the gap between the atomized gas supply section 32 and the atomized gas supply section 3.
A shielding gas for cooling the nozzle 2 and shielding the nozzle 37 is supplied. A taper portion 38 protruding outward is provided in a portion below the central portion of the shield gas supply portion 33. Further, a shield gas supply source 39 is connected to an upper portion of the shield gas supply unit 33 via a shield gas MFC (flow rate adjuster) 39 a, and is configured so that the shield gas can be supplied into the shield gas supply unit 33. ing. Argon gas, helium gas, nitrogen gas, and the like are given as specific examples of the shield gas used here.
【0019】前記構成の原料溶液供給装置30では、原
料溶液34を原料溶液供給部31内に一定流量で送り込
むとともにアトマイズガスをアトマイズガス供給部32
に一定流量で送りこむと、原料溶液34は液だまり35
に溜まりつつ原料溶液供給部31の先端に達するが、該
先端の外側のアトマイズガス供給部32の先端からアト
マイズガスが流れてくるので、ノズル37の吹き出し口
37aから吹き出る際、原料溶液34は前記アトマイズ
ガスにより直ちに霧化され、一定量のミスト状の液体溶
液34を原料溶液気化装置50の気化器本体51内に連
続的に供給することができるようになっている。また、
これとともにシールドガスをシールドガス供給部33に
一定流量で送り込むと、アトマイズガス供給部32なら
びに原料溶液供給部31が冷却されるので該原料溶液供
給部31内を流れる原料溶液34も冷却され、該原料溶
液34が途中で気化するのを防止できるようになってい
る。さらにまた、ノズル37の外側で、かつ上方のシー
ルドガス供給部33の先端からシールドガスが流れてく
るので、該シールドガスによりノズル37の周囲がシー
ルドされ、CVD用原料溶液気化装置内で原料溶液34
が気化した原料ガスがノズル37に付着して固体原料と
なって再析出するのを防止できるようになっている。In the raw material solution supply device 30 having the above structure, the raw material solution 34 is fed into the raw material solution supply part 31 at a constant flow rate, and the atomized gas is supplied to the atomized gas supply part 32.
When the raw material solution 34 is sent to the liquid pool 35 at a constant flow rate,
While reaching the tip of the raw material solution supply part 31 while accumulating in it, since the atomized gas flows from the tip of the atomized gas supply part 32 outside the tip, when the raw material solution 34 is blown out from the blowout port 37a of the nozzle 37, Immediately atomized by the atomized gas, a fixed amount of mist-like liquid solution 34 can be continuously supplied into the vaporizer body 51 of the raw material solution vaporizer 50. Also,
Along with this, when the shield gas is sent to the shield gas supply unit 33 at a constant flow rate, the atomized gas supply unit 32 and the raw material solution supply unit 31 are cooled, so that the raw material solution 34 flowing in the raw material solution supply unit 31 is also cooled. It is possible to prevent the raw material solution 34 from being vaporized during the process. Furthermore, since the shield gas flows outside the nozzle 37 and from the tip of the upper shield gas supply unit 33, the periphery of the nozzle 37 is shielded by the shield gas and the raw material solution is vaporized in the CVD raw material solution vaporizer. 34
It is possible to prevent the vaporized raw material gas from adhering to the nozzle 37 and becoming a solid raw material to be re-precipitated.
【0020】このような原料溶液供給装置30の原料溶
液供給部31には、原液供給装置40が原料溶液用MF
C(流量調整器)41aを備えた接続管41を介して接
続されいる。この接続管41は、内面がフッ素樹脂でコ
ートされたパイプなどの耐薬品性に優れたものが使用さ
れる。原液供給装置40は、収納容器42と、加圧源4
3を具備し、収納容器42の内部には原料溶液34が収
納されている。収納容器42は、ガラス瓶などの耐薬品
性に優れたものが使用される。前記加圧源43は、収納
容器42内にHeガス等を供給することにより収納容器
42内を加圧して収納容器42内に満たされた原料溶液
34を接続管41に一定流量で排出できるようになって
いる。In the raw material solution supply section 31 of the raw material solution supply apparatus 30 as described above, a stock solution supply apparatus 40 is provided with a raw material solution MF.
It is connected via a connecting pipe 41 having a C (flow rate adjuster) 41a. As the connecting pipe 41, a pipe having an excellent chemical resistance such as a pipe whose inner surface is coated with a fluororesin is used. The stock solution supply device 40 includes a storage container 42 and a pressure source 4
3, the raw material solution 34 is stored in the storage container 42. As the storage container 42, a container having excellent chemical resistance such as a glass bottle is used. The pressure source 43 pressurizes the storage container 42 by supplying He gas or the like into the storage container 42 to discharge the raw material solution 34 filled in the storage container 42 to the connection pipe 41 at a constant flow rate. It has become.
【0021】収納容器42に収納されている原料溶液3
4は、成膜するべき目的化合物の構成金属元素の有機金
属錯体、金属アルコキシドなどの金属有機化合物を、目
的化合物の組成比となるように複数種混合して有機溶媒
に溶解したものである。これらの金属有機化合物および
有機溶媒の具体例を明示するならば、Y-Ba-Cu-O
系酸化物超電導体を成膜する場合に用いられるY(th
d)3、Ba(thd)2またはBa(thd)2・ph
en2、Cu(thd)2等(thd=2,2,6,6-テトラメチル-
3,5-ヘフ゜タンシ゛オン)の有機金属錯体、および、テトラヒド
ロフラン(THF)、イソプロパノール、トルエン、ジ
グリム(2,5,8-トリオキソノナン)などの有機溶媒である。Raw material solution 3 stored in storage container 42
No. 4 is a mixture of a plurality of metal organic compounds such as an organometallic complex of a constituent metal element of a target compound to be formed and a metal alkoxide in a composition ratio of the target compound and dissolving in an organic solvent. If specific examples of these metal organic compounds and organic solvents are specified, Y-Ba-Cu-O
Y (th) used when forming a film-based oxide superconductor
d) 3 , Ba (thd) 2 or Ba (thd) 2 · ph
en 2 , Cu (thd) 2 etc. (thd = 2,2,6,6-tetramethyl-
3,5-heptanedione) and organic solvents such as tetrahydrofuran (THF), isopropanol, toluene and diglyme (2,5,8-trioxononane).
【0022】一方、原料溶液供給装置30の下方には原
料溶液気化装置50が配設されている。この原料溶液気
化装置50は、容器状の気化器本体51を備ている。こ
の気化器本体51の上部には取り付け口52が形成され
ており、この取り付け口52から原料溶液供給装置30
の中央部から先端部のノズル37にかけて気化器本体5
1内に収納されて、原料溶液供給装置30の吹き出し口
37aからミスト状の原料溶液34が気化器本体51内
に噴霧されるようになっている。On the other hand, a raw material solution vaporizer 50 is disposed below the raw material solution supply device 30. The raw material solution vaporizer 50 includes a container-shaped vaporizer main body 51. A mounting port 52 is formed in the upper part of the vaporizer main body 51, and the raw material solution supply device 30 is provided through the mounting port 52.
Carburetor body 5 from the central part of the nozzle to the nozzle 37 at the tip
1, the mist-like raw material solution 34 is sprayed into the vaporizer main body 51 from the blowout port 37a of the raw material solution supply device 30.
【0023】この気化器本体51の外部には、気化器本
体51の内部を加熱するための第一の加熱手段としてヒ
ータ53が付設されている。また、気化器本体51内に
配設された原料溶液供給装置30の吹き出し口37aの
前方で、気化器本体51の中央には、第二の加熱手段5
4が配設されている。第二の加熱手段54は、吹き出し
口37aから噴霧されたミスト状の原料溶液34を気化
させるためのものであり、熱容量の大きい多数の塊54
aの集合体からなり、その材質としては、原料溶液34
に対して不活性であり、しかも酸化や熱に対して安定な
金属やセラミックスなどが用いられ、例えば、ステンレ
ス鋼球、ハステロイ球、Ag球、AU球、アルミナ球を用
いることができるが、この中でも低コストの点からステ
ンレス鋼球を用いるのが好ましい。塊54aの形状とし
ては、特に限定されず、球状以外に、四角ブロック状や
柱状、錐状などであってもよい。塊54aの大きさは、
球状である場合、径1〜5mm程度とされる。Outside the carburetor main body 51, a heater 53 is attached as a first heating means for heating the inside of the carburetor main body 51. Further, the second heating means 5 is provided in the center of the vaporizer body 51 in front of the outlet 37a of the raw material solution supply device 30 arranged in the vaporizer body 51.
4 are provided. The second heating means 54 is for vaporizing the mist-like raw material solution 34 sprayed from the blowout port 37a, and has a large number of lumps 54 having a large heat capacity.
The raw material solution 34 is composed of an aggregate of a.
Metals and ceramics that are inert to, and are stable to oxidation and heat are used. For example, stainless steel balls, Hastelloy spheres, Ag spheres, AU spheres, and alumina spheres can be used. Above all, it is preferable to use stainless steel balls from the viewpoint of low cost. The shape of the mass 54a is not particularly limited, and may be a square block shape, a column shape, a pyramid shape, or the like other than the spherical shape. The size of the lump 54a is
When it is spherical, the diameter is about 1 to 5 mm.
【0024】この第二の加熱手段54は、熱容量が大き
いものであるので、前述のヒータ53により気化器本体
51内が原料溶液34の気化温度以上の一定温度に加熱
されると、該第二の加熱手段54も原料溶液34の気化
温度以上の一定温度に加熱されるので、原料溶液供給装
置30の吹き出し口37aからミスト状の原料溶液34
を噴霧されると、ミスト状の原料溶液34が第二の加熱
手段53に接触して直ちに気化し、原料ガスが得られ
る。このような第二の加熱手段54が、気化器本体51
内に配設されていないと、気化器本体51内に供給する
ミスト状の原料溶液34の供給速度を速くした場合、原
料溶液34を十分に気化させることができず、気化効率
をあまり向上させることができないだけでなく、長時間
に渡って良好な酸化物超電導薄膜を成膜することが困難
である。Since the second heating means 54 has a large heat capacity, when the inside of the vaporizer main body 51 is heated to a constant temperature higher than the vaporization temperature of the raw material solution 34 by the heater 53, the second heating means 54 is heated. The heating means 54 is also heated to a constant temperature equal to or higher than the vaporization temperature of the raw material solution 34, so that the mist-like raw material solution 34 is discharged from the outlet 37a of the raw material solution supply device 30.
When is sprayed, the mist-like raw material solution 34 comes into contact with the second heating means 53 and immediately vaporizes to obtain a raw material gas. Such second heating means 54 is used for the vaporizer main body 51.
If it is not disposed inside, if the supply rate of the mist-like raw material solution 34 supplied to the inside of the vaporizer main body 51 is increased, the raw material solution 34 cannot be vaporized sufficiently, and vaporization efficiency is greatly improved. In addition to being unable to do so, it is difficult to form a good oxide superconducting thin film for a long time.
【0025】前記多数の塊54aは、受け皿55に収容
されている。この受け皿55は、原料溶液34がこれら
多数の塊54aに接触して得られた原料ガスが透過し、
効率よくCVD反応装置60に供給できるようにするた
めに、網目状であることが好ましい。この受け皿55の
材質としては、原料溶液34に対して不活性であり、し
かも酸化や熱に対して安定な金属が用いられる。The large number of lumps 54a are accommodated in a tray 55. The saucer 55 allows the raw material gas obtained by the raw material solution 34 coming into contact with the large number of lumps 54a to pass therethrough,
In order to allow efficient supply to the CVD reactor 60, a mesh shape is preferable. As a material of the tray 55, a metal that is inert to the raw material solution 34 and is stable to oxidation and heat is used.
【0026】また、気化器本体51の取り付け口52に
は、気化器本体51内に配設された原料溶液供給装置3
0の吹き出し口37aに原料ガスが到達するのを防止す
るカバー56が設けられている。このカバー56は、外
方に広がる先端部を有した管状のものであり、気化器本
体51内に配設された原料溶液供給装置30の中央部お
よび先端部37の周囲を取り囲んでいる。このカバー5
6の材質としては、原料溶液34に対して不活性であ
り、しかも酸化や熱に対して安定な金属が用いられる。
この酸化物超電導導体の製造装置では、気化器本体51
から原料ガスをCVD反応装置60に取り出す取り出し
口が小さいため、気化器本体51内では図1の矢印で示
すような原料ガス等の循環渦が形成されていると考えら
れるが、前述のようなカーバー56が設けられていない
と、原料ガスの循環渦が吹き出し口37aに付着して固
体原料となって再析出してしまう恐れがある。このよう
な原料溶液気化装置50は、輸送管57を介してCVD
反応装置60に接続されている。Further, at the mounting port 52 of the vaporizer main body 51, the raw material solution supply device 3 disposed inside the vaporizer main body 51.
A cover 56 for preventing the raw material gas from reaching the 0 outlet 37a is provided. The cover 56 is a tubular member having a tip portion that spreads outward, and surrounds the central portion and the tip portion 37 of the raw material solution supply device 30 arranged in the vaporizer main body 51. This cover 5
As a material of 6, a metal that is inert to the raw material solution 34 and is stable to oxidation and heat is used.
In this oxide superconducting conductor manufacturing apparatus, the vaporizer main body 51
It is considered that a circulation vortex of the source gas or the like as shown by the arrow in FIG. 1 is formed in the vaporizer main body 51 because the outlet for extracting the source gas from the source to the CVD reaction device 60 is small. If the carver 56 is not provided, the circulating vortex of the raw material gas may adhere to the blowout port 37a and be reprecipitated as a solid raw material. Such a raw material solution vaporizer 50 uses the transport pipe 57 for CVD.
It is connected to the reactor 60.
【0027】このCVD反応装置60は、石英製の反応
チャンバ61を有し、この反応チャンバ61は、横長の
両端を閉じた筒型のもので、隔壁(図示略)によって図
1の左側から順に基材導入部62と反応生成室63と基
材導出部64に区画されている。更に、基材導入部62
にはテープ状の基材65を導入するための導入孔が形成
されるとともに、基材導出部64には基材65を導出す
るための導出孔が形成されており、また、導入孔と導出
孔の周縁部には、図面では省略されているが基材65を
通過させている状態で各孔の隙間を閉じて基材導入部6
2と基材導出部64を気密状態に保持する封止部材が設
けられている。また、反応生成室63の天井部には、反
応生成室63に連通する三角型のガス拡散部66が取り
付けられている。This CVD reaction apparatus 60 has a reaction chamber 61 made of quartz, and this reaction chamber 61 is of a cylindrical type with both ends oblong, and is closed in order from the left side of FIG. 1 by partition walls (not shown). It is divided into a base material introducing section 62, a reaction generation chamber 63, and a base material deriving section 64. Further, the base material introducing section 62
An introducing hole for introducing the tape-shaped base material 65 is formed in the base material, and a lead-out hole for leading out the base material 65 is formed in the base material lead-out portion 64. Although not shown in the drawing, the gap between the holes is closed at the peripheral edge of the hole while the base material 65 is being passed therethrough.
2 is provided with a sealing member that holds the base material lead-out portion 64 in an airtight state. Further, a triangular gas diffusion portion 66 communicating with the reaction generation chamber 63 is attached to the ceiling of the reaction generation chamber 63.
【0028】一方、CVD反応装置60の外部には、基
材導入部62の反応生成室63側方の部分から基材導出
部64の反応生成室63側方の部分を覆う加熱ヒータ6
7が設けられ、基材導入部62が不活性ガス供給源68
に、また、基材導出部64が酸素ガス供給源69にそれ
ぞれ接続されている。また、ガス拡散部66には気化器
本体51と接続された輸送管57が接続されている。こ
の輸送管57の周囲には原料ガスが原料溶液34となっ
て析出するのを防止するためのヒータ57aが設けられ
ている。なお、輸送管57の途中部分には、酸素ガス供
給源58が分岐接続され、輸送管57内に酸素ガスを供
給できるように構成されている。On the other hand, outside the CVD reaction apparatus 60, the heater 6 covers the part of the base material introduction part 62 on the side of the reaction generation chamber 63 to the part of the base material lead-out part 64 on the side of the reaction generation chamber 63.
7 is provided, and the base material introducing section 62 is an inert gas supply source 68.
Further, the base material lead-out portion 64 is connected to the oxygen gas supply source 69, respectively. Further, a transport pipe 57 connected to the carburetor main body 51 is connected to the gas diffusion portion 66. A heater 57a is provided around the transport pipe 57 to prevent the raw material gas from becoming the raw material solution 34 and depositing. An oxygen gas supply source 58 is branched and connected to an intermediate part of the transport pipe 57 so that the oxygen gas can be supplied into the transport pipe 57.
【0029】また、前記CVD反応装置60の底部に排
気管70が設けられており、真空ポンプ71を備えた圧
力調整装置72に接続されていて、CVD反応装置60
の内部のガスを排気できるようになっている。更に、C
VD反応装置60の基材導出部64の側方側には、CV
D反応装置60内を通過する基材65を巻き取るための
テンションドラム73と巻取ドラム74とからなる基材
搬送機構75が設けられている。また、基材導入部62
の側部側には、基材65をCVD反応装置60に供給す
るためのテンションドラム76と送出ドラム77とから
なる基材搬送機構78が設けられている。Further, an exhaust pipe 70 is provided at the bottom of the CVD reaction device 60 and is connected to a pressure adjusting device 72 equipped with a vacuum pump 71.
The gas inside can be exhausted. Furthermore, C
The CV is provided on the side of the base material lead-out portion 64 of the VD reaction device 60.
A substrate conveying mechanism 75 including a tension drum 73 and a winding drum 74 for winding the substrate 65 passing through the D reaction device 60 is provided. In addition, the base material introduction unit 62
A base material transport mechanism 78 including a tension drum 76 and a delivery drum 77 for supplying the base material 65 to the CVD reaction device 60 is provided on the side of the substrate.
【0030】次に前記のように構成された原料溶液気化
装置50を備えた酸化物超電導導体の製造装置を用いて
原料溶液34を気化させた原料ガスを反応チャンバ61
に送り、反応チャンバ61においてテープ状の基材65
上に酸化物超電導薄膜を形成し、酸化物超電導導体を製
造する場合について説明する。Next, a raw material gas obtained by vaporizing the raw material solution 34 is converted into a reaction chamber 61 by using an oxide superconducting conductor manufacturing apparatus having the raw material solution vaporizing apparatus 50 configured as described above.
And the tape-shaped base material 65 in the reaction chamber 61.
A case of forming an oxide superconducting thin film on the above and manufacturing an oxide superconducting conductor will be described.
【0031】図1に示す製造装置を用いて酸化物超電導
導体を製造するには、まず、テープ状の基材65と原料
溶液34を用意する。この基材65は、長尺のものを用
いることができるが、特に、熱膨張係数の低い耐熱性の
金属テープの上面にセラミックス製の中間層を被覆して
なるものが好ましい。前記耐熱性の金属テープの構成材
料としては、銀、白金、ステンレス鋼、銅、ハステロイ
(C276等)などの金属材料や合金が好ましい。ま
た、前記金属テープ以外では、各種ガラステープあるい
はマイカテープなどの各種セラミックスなどからなるテ
ープを用いても良い。次に、前記中間層を構成する材料
は、熱膨張係数が金属よりも酸化物超電導体の熱膨張係
数に近い、YSZ(イットリウム安定化ジルコニア)、
SrTiO3、MgO、Al2O3、LaAlO3、LaG
aO3、YAlO3、ZrO2などのセラミックスが好ま
しく、これらの中でもできる限り結晶配向性の整ったも
のを用いることが好ましい。To manufacture an oxide superconducting conductor using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, first, a tape-shaped base material 65 and a raw material solution 34 are prepared. As the base material 65, a long one can be used, but it is particularly preferable that the upper surface of a heat-resistant metal tape having a low coefficient of thermal expansion is coated with a ceramic intermediate layer. As a constituent material of the heat resistant metal tape, a metal material or alloy such as silver, platinum, stainless steel, copper, or Hastelloy (C276) is preferable. Besides the metal tapes, tapes made of various ceramics such as various glass tapes or mica tapes may be used. Next, the material forming the intermediate layer is YSZ (yttrium-stabilized zirconia) whose thermal expansion coefficient is closer to that of the oxide superconductor than that of metal,
SrTiO 3 , MgO, Al 2 O 3 , LaAlO 3 , LaG
Ceramics such as aO 3 , YAlO 3 , and ZrO 2 are preferable, and among these, it is preferable to use one having a crystal orientation as regular as possible.
【0032】次に酸化物超電導体をCVD反応により生
成させるための原料溶液34は、成膜するべき目的化合
物の構成金属元素の有機金属錯体、金属アルコキシドな
どの金属有機化合物を、目的化合物の組成比となるよう
に複数種混合し、THFなどの有機溶媒に溶解させたも
のを用いることができる。このような原料溶液34を用
意したならば、収納容器40に満たしておく。Next, the raw material solution 34 for producing the oxide superconductor by the CVD reaction is a composition of the target compound, which is a metal organic compound such as an organic metal complex of a constituent metal element of the target compound to be formed, a metal alkoxide or the like. It is possible to use a mixture of a plurality of types having a ratio and dissolving in an organic solvent such as THF. When such a raw material solution 34 is prepared, it is filled in the storage container 40.
【0033】前記のテープ状の基材65を用意したなら
ば、これを反応チャンバ61内に基材搬送機構78によ
り基材導入部62から所定の移動速度で送り込むととも
に基材搬送機構75の巻取ドラム74で巻き取り、更に
反応生成室63内の基材65を加熱ヒータ67で所定の
温度に加熱する。なお、基材65を送り込む前に、不活
性ガス供給源68から不活性ガスをパージガスとして反
応チャンバ61内に送り込み、同時に圧力調整装置72
を作動させて反応チャンバ61の内部のガスを抜くこと
で反応チャンバ61内の空気等の不用ガスを排除して内
部を洗浄しておくことが好ましい。When the tape-shaped base material 65 is prepared, it is fed into the reaction chamber 61 by the base material transfer mechanism 78 from the base material introduction section 62 at a predetermined moving speed and the base material transfer mechanism 75 is wound. It is wound up by the take-up drum 74, and the base material 65 in the reaction production chamber 63 is heated to a predetermined temperature by the heater 67. Before feeding the base material 65, an inert gas is fed from the inert gas supply source 68 into the reaction chamber 61 as a purge gas, and at the same time, the pressure adjusting device 72 is fed.
It is preferable that the inside of the reaction chamber 61 is cleaned by removing unnecessary gas such as air in the reaction chamber 61 by activating the above to remove the gas inside the reaction chamber 61.
【0034】基材65を反応チャンバ61内に送り込ん
だならば、酸素ガス供給源69から反応チャンバ61内
に酸素ガスを送り、更に、加圧源43ならびにMFC4
1aにより収納容器42から原料溶液34を流量0.1
〜1.0ccm程度で原料溶液供給部31内に送液し、
これと同時にアトマイズガスをアトマイズガス供給部3
2に流量200〜300ccm程度で送り込むとともに
シールドガスをシールドガス供給部33に流量200〜
300cc程度で送り込む。また、同時に圧力調整装置
72を作動させ反応チャンバ61の内部のガスを排気す
る。この際、シールドガスの温度は、室温程度になるよ
うに調節しておく。また、原料溶液気化装置50の気化
器本体51の内部温度が前記原料のうちの最も気化温度
の高い原料の気化に適した200〜300℃程度の範囲
内の一定温度になるようにヒータ53により調節するこ
とにより、第二の加熱手段54も最も気化温度の高い原
料の気化に適した200〜300℃程度の範囲内の一定
温度に加熱する。Once the base material 65 has been fed into the reaction chamber 61, oxygen gas is fed from the oxygen gas supply source 69 into the reaction chamber 61, and the pressure source 43 and the MFC 4 are further fed.
The flow rate of the raw material solution 34 from the storage container 42 is set to 0.1 by 1a.
Liquid is fed into the raw material solution supply unit 31 at about 1.0 ccm,
At the same time, the atomized gas is supplied to the atomized gas supply unit 3
2 at a flow rate of about 200 to 300 ccm and the shield gas to the shield gas supply unit 33 at a flow rate of 200 to 300 ccm.
Send in about 300 cc. At the same time, the pressure adjusting device 72 is operated to exhaust the gas inside the reaction chamber 61. At this time, the temperature of the shield gas is adjusted to be about room temperature. Further, the heater 53 is used so that the internal temperature of the vaporizer main body 51 of the raw material solution vaporizer 50 becomes a constant temperature within a range of about 200 to 300 ° C. suitable for vaporizing the raw material having the highest vaporization temperature among the raw materials. By adjusting, the second heating means 54 also heats to a constant temperature within the range of about 200 to 300 ° C. suitable for vaporizing the raw material having the highest vaporization temperature.
【0035】すると、原料溶液34は液だまり35に溜
まりつつ原料溶液供給部31の先端に達し、この後、吹
き出し口37aから吹き出る際、アトマイズガス供給部
32から流れてくるアトマイズガスにより直ちに霧化さ
れるので、一定流量のミスト状の原料溶液34が気化器
本体51内に連続的に供給される。そして、吹き出し口
37aから気化器本体51内に噴霧されたミスト状の原
料溶液34は第二の加熱手段54に接触して直ちに気化
し、原料ガスが得られる。さらにこの原料ガスは輸送管
57を介してガス拡散部66に連続的に供給される。こ
の時、輸送管57の内部温度が前記原料のうちの最も気
化温度の高い原料の最適温度になるようにヒータ57a
により調節しておく。また、この時、酸素ガス供給源5
8から酸素ガスを供給して原料ガス中に酸素を混合する
操作も行う。Then, the raw material solution 34 reaches the tip of the raw material solution supply part 31 while accumulating in the liquid pool 35, and thereafter, when it is blown out from the blowout port 37a, it is immediately atomized by the atomized gas flowing from the atomized gas supply part 32. Therefore, the constant flow rate of the mist-like raw material solution 34 is continuously supplied into the vaporizer main body 51. Then, the mist-like raw material solution 34 sprayed from the outlet 37a into the vaporizer main body 51 comes into contact with the second heating means 54 and is immediately vaporized to obtain the raw material gas. Further, this raw material gas is continuously supplied to the gas diffusion portion 66 via the transportation pipe 57. At this time, the heater 57a is arranged so that the internal temperature of the transport pipe 57 becomes the optimum temperature of the raw material having the highest vaporization temperature among the raw materials.
Adjust according to. At this time, the oxygen gas supply source 5
The operation of supplying oxygen gas from 8 and mixing oxygen into the raw material gas is also performed.
【0036】次に、反応チャンバ61の内部において
は、輸送管57の出口部分からガス拡散部66に出た原
料ガスが、拡散しながら反応生成室63側に移動し、反
応生成室63の内部を通り、次いで基材65の近傍を移
動してガス排気管70に引き込まれるように移動する。
従って、加熱された基材65の上面側で原料ガスを反応
させて酸化物超電導薄膜を生成させることができる。以
上の成膜操作を所定時間継続して行なうことにより、基
材65上に所望の厚さの膜質の安定した酸化物超電導薄
膜を備えた酸化物超電導導体80を得ることができる。Next, inside the reaction chamber 61, the source gas discharged from the outlet of the transport pipe 57 to the gas diffusion section 66 moves to the reaction generation chamber 63 side while diffusing, and inside the reaction generation chamber 63. And then moves near the base material 65 to be drawn into the gas exhaust pipe 70.
Therefore, the raw material gas is allowed to react on the upper surface side of the heated base material 65 to generate an oxide superconducting thin film. By continuously performing the above film forming operation for a predetermined time, it is possible to obtain the oxide superconducting conductor 80 including the oxide superconducting thin film having a desired thickness and stable film quality on the base material 65.
【0037】前記した酸化物超電導導体の製造装置にお
いては、前述の構成の原料溶液気化装置(原料気化手
段)50が備えられているので、独立した原料溶液供給
装置(原料供給手段)30の吹き出し口37aからミス
ト状の原料溶液34を供給量を制御しながら気化器本体
51内に送り込むことで、順次原料溶液34を気化させ
ることができるため、酸化物超電導薄膜の成膜速度制御
が容易で、長時間に渡って良好な酸化物超電導薄膜を成
膜することができる。また、原料溶液気化装置50にあ
っては、気化器本体51の外部に気化器本体51内を加
熱するためのヒータ53が設けられ、かつ、気化器本体
51内に配設された原料溶液供給装置30の吹き出し口
37aの前方に第二の加熱手段54が設けられたことに
より、ヒータ53により気化器本体51内が原料溶液3
4の気化温度以上の一定温度に加熱すると、該第二の加
熱手段54も原料溶液34の気化温度以上の一定温度に
加熱することができるので、原料溶液供給装置30の吹
き出し口37aからミスト状の原料溶液34が噴霧され
ると、ミスト状の原料溶液34が第二の加熱手段53に
接触して直ちに気化するので、気化効率が向上し、従っ
て、従来より原料溶液34の供給速度を速くしても、原
料溶液34を十分気化させることができるので、酸化物
超電導薄膜の成膜効率を向上させることができる。さら
に、この原料溶液気化装置50にあっては、酸化物超電
導導体の製造装置に備えられると、前述のように原料溶
液34を十分気化させることができるので、気化器本体
51内に一定量のミスト状の原料溶液34を連続的に供
給することによって、原料ガスも反応チャンバ61に一
定量連続的に供給することができるので、反応チャンバ
61の反応圧力や温度等の条件が変動しにくくなり、基
材65の長さ方向に対して膜質や超電導特性の安定した
良好な酸化物超電導薄膜を形成することができる。ま
た、この原料溶液気化装置50にあっては、気化器本体
51の取り付け口52にカバー56が設けられたことに
より、原料溶液供給装置30の吹き出し口37aに原料
ガスが到達するのを防止でき、よって原料ガスの循環渦
がノズル37に付着して固体原料となって再析出するこ
とがなく、吹き出し口37aに液づまり等が発生するこ
とを防止することができ、長時間に渡って連続蒸着が可
能である。また、気化器本体51内に原料溶液を供給す
る原料溶液手段として前述の構成の原料溶液供給装置3
0を用いたことにより、ミスト状の原料溶液34を供給
量を制御しながら気化器本体51内に送り込むことが可
能で、一定量のミスト状の原料溶液34を連続的に供給
することができる。Since the above-mentioned apparatus for producing an oxide superconducting conductor is provided with the raw material solution vaporizer (raw material vaporizing means) 50 having the above-mentioned structure, the independent raw material solution supplying apparatus (raw material supplying means) 30 is blown out. Since the raw material solution 34 can be sequentially vaporized by sending the mist-like raw material solution 34 into the vaporizer main body 51 while controlling the supply amount from the port 37a, it is easy to control the deposition rate of the oxide superconducting thin film. A good oxide superconducting thin film can be formed over a long period of time. Further, in the raw material solution vaporizer 50, a heater 53 for heating the inside of the vaporizer main body 51 is provided outside the vaporizer main body 51, and a raw material solution supply provided in the vaporizer main body 51 is provided. Since the second heating means 54 is provided in front of the outlet 37a of the device 30, the inside of the carburetor main body 51 is heated by the heater 53 to form the raw material solution 3
When heated to a constant temperature equal to or higher than the vaporization temperature of No. 4, the second heating means 54 can also be heated to a constant temperature equal to or higher than the vaporization temperature of the raw material solution 34. When the raw material solution 34 is sprayed, the mist-like raw material solution 34 comes into contact with the second heating means 53 and immediately vaporizes, so that the vaporization efficiency is improved, and thus the supply rate of the raw material solution 34 is faster than in the conventional case. However, since the raw material solution 34 can be sufficiently vaporized, the film forming efficiency of the oxide superconducting thin film can be improved. Further, in the raw material solution vaporizer 50, when the raw material solution vaporizer 50 is provided in the apparatus for manufacturing an oxide superconducting conductor, the raw material solution 34 can be sufficiently vaporized as described above. By continuously supplying the mist-like raw material solution 34, the constant amount of the raw material gas can also be continuously supplied to the reaction chamber 61, so that the conditions such as the reaction pressure and the temperature of the reaction chamber 61 do not easily change. Therefore, an excellent oxide superconducting thin film having stable film quality and superconducting properties can be formed in the length direction of the base material 65. Further, in this raw material solution vaporizer 50, the cover 56 is provided at the attachment port 52 of the vaporizer main body 51, so that the raw material gas can be prevented from reaching the blowout port 37a of the raw material solution supply device 30. Therefore, the circulation vortex of the raw material gas does not adhere to the nozzle 37 to become a solid raw material and re-precipitate, and it is possible to prevent liquid clogging or the like from occurring at the blowout port 37a, and to continuously continue for a long time. Vapor deposition is possible. In addition, the raw material solution supply device 3 having the above-described configuration as a raw material solution means for supplying the raw material solution into the vaporizer main body 51
By using 0, the mist-like raw material solution 34 can be sent into the vaporizer main body 51 while controlling the supply amount, and a constant amount of the mist-like raw material solution 34 can be continuously supplied. .
【0038】[0038]
(実施例)図1に示す構成の酸化物超電導導体の製造装
置を用いてY-Ba-Cu-O系の酸化物超電導体を以下
のようにして作製した。CVD用原料溶液気化装置は図
1に示す形状のものを用いた。原料溶液として、Y(t
hd)3、Ba(thd)2、Cu(thd)2をモル比
でY:Ba:Cu=1.0:2.4:3.3に混合した
ものジグリム溶液に溶解したもの収納容器に貯留した
(thd=2,2.6.6-テトラメチル-3.5-ヘフ゜タンシ゛オン)。一方、気
化器本体内に配設された原料溶液供給装置の吹き出し口
の前方に設ける第二の加熱手段として、多数の径5mm
程度のステンレス球を用いた。前記原料溶液を加圧源な
らびに液体微量MFCにより流速1.0ml/分で原料
溶液供給部に連続的に供給した。これと同時にアトマイ
ズガスとしてArをアトマイズガス供給部に流量300
ccm程度で送り込むとともにシールドガスとしてAr
をシールドガス供給部に流量300ccm程度で送り込
んだ。以上の操作により、一定量のミスト状の原料溶液
を気化器本体内に連続的に供給することができ、気化本
体内に供給されたミスト状の原料溶液はステンレス球に
接触して直ちに気化し、原料ガスが得られ、さらにこの
原料ガスを反応チャンバに一定量連続的に供給すること
ができた。この時の気化器本体および輸送管の温度は2
40℃とした。(Example) An Y-Ba-Cu-O-based oxide superconductor was produced as follows using the apparatus for producing an oxide superconductor having the structure shown in FIG. The CVD source solution vaporizer used had the shape shown in FIG. As a raw material solution, Y (t
hd) 3 , Ba (thd) 2 , Cu (thd) 2 mixed in a molar ratio of Y: Ba: Cu = 1.0: 2.4: 3.3, dissolved in a diglyme solution, and stored in a storage container (Thd = 2.2.6.6-tetramethyl-3.5-heptanedione). On the other hand, as the second heating means provided in front of the outlet of the raw material solution supply device arranged in the vaporizer main body, a large number of diameters of 5 mm are used.
A stainless steel ball of a degree was used. The raw material solution was continuously supplied to the raw material solution supply unit at a flow rate of 1.0 ml / min by a pressure source and a liquid trace amount MFC. At the same time, Ar is supplied as atomizing gas to the atomizing gas supply unit at a flow rate of 300.
Ar is supplied as a shield gas while being sent in about ccm
Was sent to the shield gas supply unit at a flow rate of about 300 ccm. By the above operation, a constant amount of mist-like raw material solution can be continuously supplied into the vaporizer main body, and the mist-like raw material solution supplied into the vaporization main body is immediately vaporized by contact with the stainless steel balls. A raw material gas was obtained, and the raw material gas could be continuously supplied to the reaction chamber in a fixed amount. At this time, the temperature of the carburetor body and the transport pipe is 2
The temperature was 40 ° C.
【0039】反応チャンバ内の基材移動速度1.2m/
h、基材加熱温度760℃、リアクタ内圧力5トール、
酸素ガス供給源からの酸素ガス流量を50〜100ml
/分に設定して、基材上にY-Ba-Cu-O系の酸化物
超電導薄膜を連続的に形成し、YBCOテープを作製し
た。ここでの基材としては、ハステロテープ上にイオン
ビームアシストスパッタリング法によりYSZ(イット
リウム安定化ジルコニア)面内配向中間層を形成したも
の(幅1cm×長さ〜30cm×厚さ0.02cm)を
用いた。Substrate movement speed in the reaction chamber 1.2 m /
h, substrate heating temperature 760 ° C., reactor pressure 5 torr,
The flow rate of oxygen gas from the oxygen gas supply source is 50 to 100 ml.
/ Min, and a Y-Ba-Cu-O-based oxide superconducting thin film was continuously formed on the base material to produce a YBCO tape. As the base material here, one having a YSZ (yttrium-stabilized zirconia) in-plane orientation intermediate layer formed on a hastero tape by an ion beam assisted sputtering method (width 1 cm x length ~ 30 cm x thickness 0.02 cm) is used. I was there.
【0040】(比較例)気化器本体内に第二の加熱手段
が配設されていないCVD用原料溶液気化装置が備えら
れた以外は図1の酸化物超電導導体の製造装置と同様の
酸化物超電導導体の製造装置を用い、前述の実施例と同
様にして基材上に酸化物超電導薄膜を形成し、YBCO
テープを作製した。(Comparative Example) An oxide similar to the oxide superconducting conductor manufacturing apparatus of FIG. 1 except that a CVD source solution vaporizer having no second heating means is provided in the vaporizer body. Using an apparatus for producing a superconducting conductor, an oxide superconducting thin film was formed on a base material in the same manner as in the above-mentioned embodiment, and YBCO
A tape was made.
【0041】実施例ならびに比較例で作製したYBCO
テープ(テープ状のY-Ba-Cu-O系の酸化物超電導
導体)を、それぞれテープの中央部分側に対し、スパッ
タ装置によりAgコーティングを施し、更に両端部側に
それぞれAgの電極を形成し、Agコーティング後に純
酸素雰囲気中にて500℃で2時間熱処理を施して測定
試料とした。そして、これら試料を液体窒素で77Kに
冷却し、外部磁場0T(テスラ)の条件で各試料におけ
る長さ方向ごとの臨界電流密度(Jc)を測定した結果
を図2に示す。図2中、実線は実施例で得られた酸化
物超電導導体の長さ方向の位置ごとの臨界電流密度を示
すものであり、破線は比較例で得られた酸化物超電導
導体の長さ方向の位置ごとの臨界電流密度を示すもので
ある。YBCO produced in Examples and Comparative Examples
A tape (tape-shaped Y-Ba-Cu-O-based oxide superconducting conductor) is applied to the central portion of the tape with Ag coating by a sputtering device, and Ag electrodes are formed on both end sides. After Ag coating, heat treatment was performed at 500 ° C. for 2 hours in a pure oxygen atmosphere to obtain a measurement sample. Then, these samples were cooled to 77 K with liquid nitrogen, and the critical current density (Jc) in each length direction of each sample was measured under the condition of an external magnetic field of 0 T (Tesla). The results are shown in FIG. In FIG. 2, the solid line indicates the critical current density for each position in the length direction of the oxide superconducting conductor obtained in the example, and the broken line indicates the length direction of the oxide superconducting conductor obtained in the comparative example. It shows the critical current density for each position.
【0042】図2から明らかなように、実施例で得られ
たYBCOテープは、長さ方向の臨界電流密度のばらつ
きが少なく、しかもいずれの箇所においても臨界電流密
度が105A/cm2(77K、0T)以上の特性が得ら
れ、基材の長さ方向に対して超電導特性の安定した良好
な酸化物超電導薄膜が形成されていることが分る。ま
た、実施例では、酸化物超電導薄膜の厚さは1μmが得
られており、作製速度が1.2m/hであり、従来と比
べて数倍の作製速度を達成することができ、優れた特性
を有する長尺の酸化物超電導導体を高速で作製すること
が明かとなった。これに対して比較例で得られたYBC
Oテープは、長さ方向の臨界電流密度のばらつきが大き
く、また、ある箇所によっては臨界電流密度が105A
/cm2(77K、0T)未満の値を示しており、基材
の長さ方向に対して超電導特性が不安定な酸化物超電導
薄膜が形成されていることが分る。As is clear from FIG. 2, the YBCO tapes obtained in the examples have little variation in the critical current density in the length direction, and the critical current density is 10 5 A / cm 2 ( It can be seen that an oxide superconducting thin film having excellent characteristics of 77 K, 0T) or more and having stable superconducting properties in the longitudinal direction of the substrate is formed. In addition, in the example, the thickness of the oxide superconducting thin film was 1 μm, and the production speed was 1.2 m / h, which was several times higher than the conventional production speed, which was excellent. It has become clear that a long oxide superconducting conductor having characteristics can be produced at high speed. On the other hand, the YBC obtained in the comparative example
The O-tape has a large variation in the critical current density in the length direction, and the critical current density is 10 5 A in some places.
/ Cm 2 (77K, 0T), the superconducting properties are unstable in the longitudinal direction of the base material.
【0043】また、実施例、比較例において原料溶液気
化装置の気化器本体内に供給する原料溶液の供給速度を
0〜10ml/分の範囲で変更したときの基材上に形成
されるY-Ba-Cu-O系の酸化物超電導薄膜の厚さを
測定した結果を図3に示す。図3中、実線は実施例で
の原料溶液の供給速度と、Y-Ba-Cu-O系の酸化物
超電導薄膜の厚さとの関係を示すものであり、破線は
比較例での原料溶液の供給速度と、Y-Ba-Cu-O系
の酸化物超電導薄膜の厚さとの関係を示すものである。
図3から明かなように、実施例では、原料溶液の供給速
度が10ml/分になるまでリニアに膜厚も増加が認め
られ、成膜速度の大幅な改善が認められる。また、実施
例では、原料溶液の供給速度を10ml/分としても、
原料溶液の気化が十分におき、長尺の酸化物超電導導体
の作製速度を従来より数倍速くすることができることが
分る。これは、実施例では、気化器内に供給されるミス
ト状の原料溶液がステンレス球に接触して直ちに気化す
るので、気化効率が大きく向上したためであると考えら
れる。これに対して比較例では、原料溶液の供給速度が
1ml/分以上では、膜厚が増加しない傾向が認められ
た。これは、原料溶液の供給速度を1ml/分以上にす
ると、液供給が過剰になり、気化速度が平行に達してし
まったことを示している。Further, in Examples and Comparative Examples, Y- formed on the base material when the feed rate of the raw material solution fed into the vaporizer body of the raw material solution vaporizer was changed within the range of 0 to 10 ml / min. The result of measuring the thickness of the Ba-Cu-O-based oxide superconducting thin film is shown in FIG. In FIG. 3, the solid line shows the relationship between the feed rate of the raw material solution in the example and the thickness of the Y—Ba—Cu—O-based oxide superconducting thin film, and the broken line shows the raw material solution in the comparative example. It shows the relationship between the supply rate and the thickness of the Y-Ba-Cu-O-based oxide superconducting thin film.
As is clear from FIG. 3, in the example, the film thickness is linearly increased until the supply rate of the raw material solution reaches 10 ml / min, and the film formation rate is significantly improved. Further, in the example, even if the feed rate of the raw material solution is 10 ml / min,
It can be seen that the raw material solution is sufficiently vaporized and the production rate of the long oxide superconducting conductor can be increased several times faster than the conventional one. This is considered to be because, in the example, the mist-like raw material solution supplied into the vaporizer was in contact with the stainless steel balls and immediately vaporized, so that the vaporization efficiency was significantly improved. On the other hand, in the comparative example, there was a tendency that the film thickness did not increase when the feed rate of the raw material solution was 1 ml / min or more. This indicates that when the feed rate of the raw material solution was set to 1 ml / min or more, the liquid feed became excessive and the vaporization rates reached parallel.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1記
載のCVD用原料溶液気化装置にあっては、前述の構成
としたことにより、独立した原料溶液供給装置(原料供
給手段)の吹き出し口からミスト状の原料溶液を供給量
を制御しながら気化器本体内に送り込むことで、順次原
料溶液を気化させることができるため、酸化物薄膜の成
膜速度制御が容易で、長時間に渡って良好な酸化物薄膜
を成膜することができる。また、この原料溶液気化装置
にあっては、気化器本体外部に気化器本体内を加熱する
ための第一の加熱手段が設けられ、かつ、気化器本体内
に配設された原料溶液供給装置の吹き出し口の前方に第
二の加熱手段が設けられたことにより、第一の加熱手段
により気化器本体内を原料溶液の気化温度以上の一定温
度に加熱すると、第二の加熱手段も原料溶液の気化温度
以上の一定温度に加熱することができるので、原料溶液
供給装置の吹き出し口からミスト状の原料溶液が噴霧さ
れると、ミスト状の原料溶液が第二の加熱手段に接触し
て直ちに気化するので、気化効率が向上し、従って、従
来より原料溶液の供給速度を速くしても、原料溶液を十
分気化させることができるので、酸化物薄膜の成膜効率
を向上させることができる。さらに、この原料溶液気化
装置は薄膜形成装置に備えられると、前述のように原料
溶液を十分気化させることができるので、気化器本体内
に一定量のミスト状の原料溶液を連続的に供給すること
によって、原料ガスも反応チャンバに一定量連続的に供
給することができ、反応チャンバの反応圧力や温度等の
条件が変動しにくくなるので、基材の長さ方向に対して
膜質や特性の安定した良好な酸化物薄膜を形成すること
ができる。As described above, in the raw material solution vaporizer for CVD according to the first aspect of the present invention, by virtue of the above-mentioned constitution, the blowing of the independent raw material solution supply device (raw material supply means) is performed. By feeding the mist-like raw material solution from the mouth into the vaporizer body while controlling the supply rate, the raw material solution can be vaporized in sequence, so that the film formation rate of the oxide thin film can be easily controlled for a long time. Therefore, a good oxide thin film can be formed. Further, in this raw material solution vaporizer, a raw material solution supply device provided with a first heating means for heating the inside of the vaporizer main body outside the vaporizer main body and arranged in the vaporizer main body Since the second heating means is provided in front of the blowout port of the above, when the inside of the vaporizer main body is heated to a constant temperature equal to or higher than the vaporization temperature of the raw material solution by the first heating means, the second heating means also changes the raw material solution. Since it can be heated to a constant temperature equal to or higher than the vaporization temperature of, when the mist-like raw material solution is sprayed from the outlet of the raw material solution supply device, the mist-like raw material solution immediately contacts the second heating means. Since vaporization improves vaporization efficiency, the raw material solution can be sufficiently vaporized even if the supply rate of the raw material solution is higher than in the past, and thus the oxide thin film deposition efficiency can be improved. Further, when the raw material solution vaporizer is provided in the thin film forming apparatus, the raw material solution can be sufficiently vaporized as described above, so that a constant amount of mist-like raw material solution is continuously supplied into the vaporizer body. As a result, a certain amount of raw material gas can be continuously supplied to the reaction chamber, and conditions such as reaction pressure and temperature in the reaction chamber are less likely to change. A stable and good oxide thin film can be formed.
【0045】請求2記載の原料溶液気化装置にあって
は、特に、気化器本体の取り付け口に原料溶液供給装置
の吹き出し口に原料ガスが到達するのを防止するカバー
が設けられたことにより、原料ガスの循環渦がノズルに
付着して固体原料となって再析出することがなく、原料
ガスがノズルに付着して吹き出し口に液づまり等が発生
することを防止することができ、長時間に渡って連続蒸
着が可能である。請求項3記載の原料溶液気化装置にあ
っては、特に、気化器本体内に吹き出し口が配設される
原料溶液供給装置が、内部に原料溶液が供給される筒状
の原料溶液供給部と、該供給部の外周を取り囲んで設け
られ、前記原料溶液供給部との隙間に前記原料溶液を霧
化するためのアトマイスガスが供給される筒状で先窄ま
り状のアトマイスガス供給部を備えてなるものであるの
で、ミスト状の原料溶液を供給量を制御しながら気化器
本体内に送り込むことが可能で、一定量のミスト状の原
料溶液を連続的に供給することができる。In the raw material solution vaporizer according to the second aspect, in particular, since the cover for preventing the raw material gas from reaching the outlet of the raw material solution supply device is provided at the attachment port of the vaporizer main body, The circulation vortex of the raw material gas does not adhere to the nozzle to become a solid raw material and re-precipitate, and it is possible to prevent the raw material gas from adhering to the nozzle and causing liquid clogging at the outlet for a long time. Continuous vapor deposition is possible over the entire length. In the raw material solution vaporizer according to claim 3, in particular, the raw material solution supply device in which a blowout port is arranged in the vaporizer main body is provided with a cylindrical raw material solution supply unit into which the raw material solution is supplied. And a cylindrical, constricted atomized gas supply portion that is provided so as to surround the outer periphery of the supply portion and that is supplied with atomized gas for atomizing the raw material solution in a gap with the raw material solution supply portion. Therefore, the mist-like raw material solution can be fed into the vaporizer main body while controlling the supply amount, and a constant amount of the mist-like raw material solution can be continuously supplied.
【図1】 本発明に係るCVD用原料溶液気化装置を備
えた酸化物超電導導体の製造装置の一例を示す構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an oxide superconducting conductor manufacturing apparatus including a CVD source solution vaporizer according to the present invention.
【図2】 実施例、比較例で得られたYBCOテープの
長さ方向ごとの臨界電流密度を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing critical current densities in the length directions of YBCO tapes obtained in Examples and Comparative Examples.
【図3】 原料溶液の供給速度と、Y-Ba-Cu-O系
の酸化物超電導薄膜の厚さとの関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the supply rate of a raw material solution and the thickness of a Y—Ba—Cu—O-based oxide superconducting thin film.
【図4】 従来のCVD用原料溶液気化装置を備えた酸
化物超電導導体の製造装置の例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of an oxide superconducting conductor manufacturing apparatus including a conventional CVD raw material solution vaporizer.
【図5】 従来のCVD用原料溶液気化装置を備えた酸
化物超電導導体の製造装置のその他の例を示す構成図で
ある。FIG. 5 is a configuration diagram showing another example of an apparatus for manufacturing an oxide superconducting conductor, which is provided with a conventional CVD source solution vaporizer.
30・・・原料溶液供給装置、37a・・・吹き出し口、34
・・・原料溶液、50・・・原料溶液気化装置、51・・・気化
器本体、52・・・取り付け口、53・・・ヒータ(第一の加
熱手段)、54・・・第二の加熱手段、54a・・・塊、56
・・・カバー。30 ... Raw material solution supply device, 37a ... Blow-off port, 34
... raw material solution, 50 ... raw material solution vaporizer, 51 ... vaporizer main body, 52 ... mounting port, 53 ... heater (first heating means), 54 ... second Heating means, 54a ... lump, 56
···cover.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 隆 東京都江東区木場1丁目5番1号 株式 会社フジクラ内 (72)発明者 長屋 重夫 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番 地の1 中部電力株式会社 電力技術研 究所内 (72)発明者 下之園 隆明 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番 地の1 中部電力株式会社 電力技術研 究所内 (56)参考文献 特開 平10−8255(JP,A) 特開 平9−143738(JP,A) 特開 平6−346243(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 16/00 - 16/56 C30B 25/14 H01L 21/205 H01L 21/31 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Saito 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Inside Fujikura Ltd. (72) Inventor Shigeo Nagaya Kitakanyama, Otaka-machi, Midori-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture Ground No. 1 Chubu Electric Power Co., Inc. Power Technology Research Laboratory (72) Inventor Takaaki Shimonosono No. 20 Kitakanzan, Otaka-cho, Midori-ku, Aichi Prefecture Nagoya City Chubu Electric Power Co., Inc. Power Technology Research Center (56) References JP 10-8255 (JP, A) JP 9-143738 (JP, A) JP 6-346243 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) ) C23C 16/00-16/56 C30B 25/14 H01L 21/205 H01L 21/31
Claims (3)
口を有するCVD用原料溶液供給装置と、前記ミスト状
の原料溶液が気化器本体内に噴霧されるように前記原料
溶液供給装置の吹き出し口が配設された取り付け口を有
する容器状の気化器本体と、該気化器本体外部に配設さ
れ、該気化器本体内部を加熱するための第一の加熱手段
と、該気化器本体内に配設されたCVD用原料溶液供給
装置の吹き出し口の前方に設けられ、ミスト状の原料溶
液を気化するための第二の加熱手段を少なくとも備えて
なるものであることを特徴とするCVD用原料溶液気化
装置。1. A blowout for spraying a mist-like raw material solution.
Raw material solution supply device for CVD having a mouth, and the above-mentioned mist
So that the raw material solution of is sprayed into the vaporizer body.
A container-shaped carburetor body having a mounting port in which a blow-out port of the solution supply device is disposed, and a first heating means disposed outside the carburetor body and for heating the inside of the carburetor body, A second heating means for vaporizing the mist-like raw material solution, which is provided in front of the outlet of the CVD raw material solution supply device provided in the vaporizer body. Characteristic CVD source solution vaporizer.
溶液供給装置の吹き出し口に気化した原料溶液が到達す
るのを防止するカバーが、前記気化器本体の取り付け口
に設けられていることを特徴とする請求項1記載のCV
D用原料溶液気化装置。2. A cover for preventing the vaporized raw material solution from reaching the outlet of the CVD raw material solution supply device provided in the vaporizer main body is provided at the attachment port of the vaporizer main body. The CV according to claim 1, characterized in that
Raw material solution vaporizer for D.
れるCVD用原料溶液供給装置は、内部に原料溶液が供
給される筒状の原料溶液供給部と、該供給部の外周を取
り囲んで設けられ、前記原料溶液供給部との隙間に前記
原料溶液を霧化するためのアトマイスガスが供給される
筒状で先窄まり状のアトマイスガス供給部を備えてなる
ものであることを特徴とする請求項1又は2記載のCV
D用原料溶液気化装置。3. A raw material solution supply device for CVD, in which a blowout port is provided in the vaporizer body, encloses a cylindrical raw material solution supply part into which a raw material solution is supplied and an outer periphery of the supply part. It is characterized in that it is provided with a cylindrical and tapered atomized gas supply portion to which atomized gas for atomizing the raw material solution is supplied in the gap between the raw material solution supply portion. CV according to claim 1 or 2.
Raw material solution vaporizer for D.
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