Abstract
本論文旨在探討氧氣的微波電漿在釔鋇銅氧高溫超導薄膜製程上所扮演之 角色與影響。高溫超導薄膜的製作方法主要為物理沉積法(PVD)和化學沉 積法(CVD)。在物理沉積法中，脈衝雷射鍍膜法(PLD)是最成功也最常用的 方法；而化學沉積法則以有機金屬氣相沉積法(MOCVD)為代表。在元件的 應用上，這兩種鍍膜法都有它實際上的困難必須克服；脈衝雷射鍍膜法的 優點就是成份固定與薄膜製作的重覆性高，其最大缺點就是只能作小面積 之鍍膜以及薄膜表面上存在許多不可避免的微顆粒；而有機金屬化學氣相 沉積法之優點為容易製作大面積且均勻之薄膜，而其最大缺點則是必需在 高溫(800~900℃)下長膜，以及成份控制困難。 為了解決上述應用上 的瓶頸，我們分別針對有機金屬化學氣相沉積法與脈衝雷射鍍膜法，改良 、創新設計了新的鍍膜系統和方法，稱之為電漿輔助有機金屬化學分子束 鍍膜(PE-CBD)法以及電漿輔助脈衝雷射鍍膜法(PE-PLD)，這些方法都產生 了令人興奮的結果，成功地改善了原來鍍膜法中的缺點，製作出高品質之 釔鋇銅氧超導薄膜，使高溫超導膜在元件應用的實用化上更邁進一步。 在電漿輔助有機金屬化學分子束鍍膜法中，我們使用單一蒸發器法，解 決了成份控制上的困難，同時亦使長膜溫度有效降低到與一般雷射鍍膜的 溫度相當，成功地在 MgO(001)基板上鍍出高品質似磊晶的YBCO超導薄膜 (Tc=89K)。同樣的，在電漿輔助脈衝雷射鍍膜法中，為了能夠製作更大面 積的薄膜，在較一般脈衝雷射鍍膜距離更長的情況下(85mm)，亦成功的製 作出似磊晶的YBCO超導薄膜(Tc=86K)，並且具有極光滑的表面，有效的改 善了表面不平整的問題。 在本論文中，於此兩種鍍膜技術，對其鍍膜 參數所造成之影響，都有作深入之研究，並且利用光譜儀的輔助來分析探 討脈衝雷射之鍍膜機制。