JPH01130421A - 超伝導配線 - Google Patents
超伝導配線Info
- Publication number
- JPH01130421A JPH01130421A JP62288754A JP28875487A JPH01130421A JP H01130421 A JPH01130421 A JP H01130421A JP 62288754 A JP62288754 A JP 62288754A JP 28875487 A JP28875487 A JP 28875487A JP H01130421 A JPH01130421 A JP H01130421A
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- JP
- Japan
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- superconducting
- wiring
- superconductive
- wire
- current
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は超伝導材料を用いた配線に関するものであり、
特に複数の配線を近接させて設置した場合にも高い密度
の電流を超伝導状態で流すことが可能な配線に関する。
特に複数の配線を近接させて設置した場合にも高い密度
の電流を超伝導状態で流すことが可能な配線に関する。
従来の技術
超伝導材料を配線として使用する場合、従来は、東に線
状に加工した超伝導材料をそのまま使用するか、もしく
はそれを常伝導材料で覆った構造で使用することが通例
であった。
状に加工した超伝導材料をそのまま使用するか、もしく
はそれを常伝導材料で覆った構造で使用することが通例
であった。
第５図は従来の超伝導配線を示す断面図である。
５は゛ト導体基板、６は絶縁膜、７は下地膜、１７は超
伝導配線である。この場合には超伝導被覆層による磁場
の遮断が行なわれないため、隣接した配線を流れる電流
によって発生した磁場が超伝導線の臨界電流を減少させ
、超伝導状態で流すことができる電流の密度が減少する
。
伝導配線である。この場合には超伝導被覆層による磁場
の遮断が行なわれないため、隣接した配線を流れる電流
によって発生した磁場が超伝導線の臨界電流を減少させ
、超伝導状態で流すことができる電流の密度が減少する
。
発明が解決しようとする問題点
複数の超伝導配線を近接させて設置し高い密度の電流を
流した場合、配線を構成する超伝導材料の臨界電流が、
隣接した超伝導配線を流れる電流が作る磁場の影響によ
って減少し、−木の配線を孤立した状態で使用した場合
に比較して超伝導状態で流すことが可能な最大電流密度
が減少する。
流した場合、配線を構成する超伝導材料の臨界電流が、
隣接した超伝導配線を流れる電流が作る磁場の影響によ
って減少し、−木の配線を孤立した状態で使用した場合
に比較して超伝導状態で流すことが可能な最大電流密度
が減少する。
本発明者は以−Ｌのような従来の金属薄膜配線の製造方
法の諸欠点に鑑みて種々考案研究した結果、本発明を完
成するに至ったものである。
法の諸欠点に鑑みて種々考案研究した結果、本発明を完
成するに至ったものである。
問題点を解決するための手段
本発明の超伝導配線は超伝導材料の線と、その表面全体
かもしくは一部を被覆する中間層と、さらにその表面全
体かもしくは一部を被覆する超伝導材料の被覆層からな
り、かつ超伝導線および超伝導被覆層が超伝導状態にあ
り、中間層が常伝導状態にある温度で使用される。
かもしくは一部を被覆する中間層と、さらにその表面全
体かもしくは一部を被覆する超伝導材料の被覆層からな
り、かつ超伝導線および超伝導被覆層が超伝導状態にあ
り、中間層が常伝導状態にある温度で使用される。
作用
超伝導線および超伝導被覆層が超伝導状態にあり、中間
層が常伝導状態にある温度で使用されるため、超伝導線
に電流を流した場合にも超伝導被覆層には電流は流れ込
まず、臨界磁場は低下しない。従って超伝導線を流れる
電流によって発生ずる磁場は、１恒伝導線を完全にかも
しくは少なくとも部分的に被覆した超伝導被覆層によっ
て、完全にかもしくは少なくとも部分的に遮断される。
層が常伝導状態にある温度で使用されるため、超伝導線
に電流を流した場合にも超伝導被覆層には電流は流れ込
まず、臨界磁場は低下しない。従って超伝導線を流れる
電流によって発生ずる磁場は、１恒伝導線を完全にかも
しくは少なくとも部分的に被覆した超伝導被覆層によっ
て、完全にかもしくは少なくとも部分的に遮断される。
このため複数の超伝導配線を近接して配置した状態て使
用した場合にも、孤立した状態で場合に比較して超伝導
線の臨界電流の低下がまったく生じないかもしくは少な
くとも軽減され、超伝導状態で流すことができる電流密
度の減少がまったく生じないかもしくは少なくとも軽減
される。
用した場合にも、孤立した状態で場合に比較して超伝導
線の臨界電流の低下がまったく生じないかもしくは少な
くとも軽減され、超伝導状態で流すことができる電流密
度の減少がまったく生じないかもしくは少なくとも軽減
される。
実施例
以下図面に基すいて本発明について史に；Ｙしく説明す
る。
る。
（実施例 １）
第１図は本発明にかかる超伝導配線の１例を示す断面図
である。本例では第１超伝、導配線ｌおよび第２超伝導
配線２を近接して設置した場合を示しており、そのそれ
ぞれの配線は超伝導線（Ｉａおよび２ａ）が常伝導材料
である中間！（ｌｂおよび２ｂ）および超伝導被覆層（
ｌｃおよび２ｃ）によって被覆され、さらに配線として
の機械的強度を保持するために常伝導材料からなるから
なるシース（ｌｄおよび２ｄ）によって被覆された構造
を持っている。このため例えは第２超伝導配線２の超伝
導線２ａに電流を流した場合に発生する磁場は超伝導被
覆層２ｃによって遮断され第１超伝導配線２の表面に達
しない。従って第２随伝導配線２に大電流を流した場合
にも超伝導線１ａの臨界電流密度が減少することはなく
、第１超伝導配線１には１本の配線を独立して設置した
場合と同一の高い密度の電流を超伝導状態で流すことが
可能である。また第２超伝導配線２を流れる電流かざら
に大きくなり第２超伝導配線の超伝導被覆ｒ’：’ｊ２
ｃの、みではそれが発生する磁気を遮断することが出来
なくなった場合にもさらに第１超伝導配線１の超伝導被
覆Ｎｌｃによって遮断されろため、超伝導線１ａの臨界
電流密度が減少することはない。
である。本例では第１超伝、導配線ｌおよび第２超伝導
配線２を近接して設置した場合を示しており、そのそれ
ぞれの配線は超伝導線（Ｉａおよび２ａ）が常伝導材料
である中間！（ｌｂおよび２ｂ）および超伝導被覆層（
ｌｃおよび２ｃ）によって被覆され、さらに配線として
の機械的強度を保持するために常伝導材料からなるから
なるシース（ｌｄおよび２ｄ）によって被覆された構造
を持っている。このため例えは第２超伝導配線２の超伝
導線２ａに電流を流した場合に発生する磁場は超伝導被
覆層２ｃによって遮断され第１超伝導配線２の表面に達
しない。従って第２随伝導配線２に大電流を流した場合
にも超伝導線１ａの臨界電流密度が減少することはなく
、第１超伝導配線１には１本の配線を独立して設置した
場合と同一の高い密度の電流を超伝導状態で流すことが
可能である。また第２超伝導配線２を流れる電流かざら
に大きくなり第２超伝導配線の超伝導被覆ｒ’：’ｊ２
ｃの、みではそれが発生する磁気を遮断することが出来
なくなった場合にもさらに第１超伝導配線１の超伝導被
覆Ｎｌｃによって遮断されろため、超伝導線１ａの臨界
電流密度が減少することはない。
超伝導ｖＡｌ ａ、２ａおよび超伝導被覆Ｆｉｌｅ、２
ｃとしてはたとえばＮｂ１Ｇｅの様な金属超伝導材料や
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミツクの様な酸化物超伝導材
料などが使用される。ただし超伝導線と超伝導被覆層と
は必ずしも同一の材料を使用して作製した物である必要
はなく、またその各々が少なくとも１種類の超伝導材料
を含む複数の材料を紺み合わせた構造を持つものであっ
てもかまわない。一方中間層ｔｂ、２ｂおよびシースｌ
ｄ、２ｄには銅、銀、白金等の常伝導金属材料が使用さ
れることが多いが、配線を使用する温度において常伝導
となる他の材料を使用することも、配線を使用する温度
において常伝導となる材料を少なくとも一種類含む１Ｍ
￥Ａの材わ［を紺み合わせた構造を持つものであっても
かまわない。
ｃとしてはたとえばＮｂ１Ｇｅの様な金属超伝導材料や
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミツクの様な酸化物超伝導材
料などが使用される。ただし超伝導線と超伝導被覆層と
は必ずしも同一の材料を使用して作製した物である必要
はなく、またその各々が少なくとも１種類の超伝導材料
を含む複数の材料を紺み合わせた構造を持つものであっ
てもかまわない。一方中間層ｔｂ、２ｂおよびシースｌ
ｄ、２ｄには銅、銀、白金等の常伝導金属材料が使用さ
れることが多いが、配線を使用する温度において常伝導
となる他の材料を使用することも、配線を使用する温度
において常伝導となる材料を少なくとも一種類含む１Ｍ
￥Ａの材わ［を紺み合わせた構造を持つものであっても
かまわない。
また本例では２木の超伝導配線を近接して設置した場合
を示したが、更に多数の超伝導配線を近接して設置する
ことも可能である。その場合一部の配線のみを本発明の
超伝導配線と腰 池を従来の超伝導配線かもしくは常伝
導配線とした場合にも本発明の超伝導配線は有効である
。また本例では２木の配線として全く同一の材料を使用
した同一構造を持つ物を使用したが、材料もしくは構造
の異なった物にすることも勿論可能である。
を示したが、更に多数の超伝導配線を近接して設置する
ことも可能である。その場合一部の配線のみを本発明の
超伝導配線と腰 池を従来の超伝導配線かもしくは常伝
導配線とした場合にも本発明の超伝導配線は有効である
。また本例では２木の配線として全く同一の材料を使用
した同一構造を持つ物を使用したが、材料もしくは構造
の異なった物にすることも勿論可能である。
（実施例 ２）
第２図本発明にかかる超伝導配線の第２の例を示す断面
図である。本例では表面に絶縁膜を堆積した半導体基板
上に薄膜状の超伝導配線８を形成している。図では省略
されているが半導体基板５の内部および表面には半導体
装置として必要な構造の内配線を除く部分と常伝導配線
とが形成されており、絶縁膜の必要な位置にはそれらの
構造と超伝導配線とを電気的に接続するためのコンタク
トホールが設けられている。
図である。本例では表面に絶縁膜を堆積した半導体基板
上に薄膜状の超伝導配線８を形成している。図では省略
されているが半導体基板５の内部および表面には半導体
装置として必要な構造の内配線を除く部分と常伝導配線
とが形成されており、絶縁膜の必要な位置にはそれらの
構造と超伝導配線とを電気的に接続するためのコンタク
トホールが設けられている。
下地膜７は、超伝導線８ａを形成する材料のグレイン構
造を整え超伝導特性を高めるために使用されているが、
絶縁膜６として同様の作用を持つ材料を選ぶか、もしく
は堆積技術を改善する事にによって省略することも可能
である。また超伝導被覆層８ｃの堆積条件によっては中
間層８ｂも下地膜７と同様の効果を持つ物質の膜とする
か、もしくは少なくともその様な物質を含む複数の物質
を組み合わせた複合膜とする必要がある。
造を整え超伝導特性を高めるために使用されているが、
絶縁膜６として同様の作用を持つ材料を選ぶか、もしく
は堆積技術を改善する事にによって省略することも可能
である。また超伝導被覆層８ｃの堆積条件によっては中
間層８ｂも下地膜７と同様の効果を持つ物質の膜とする
か、もしくは少なくともその様な物質を含む複数の物質
を組み合わせた複合膜とする必要がある。
なお第２図では２本の超伝導配線を平行に形成した例を
示したが、さらに多数の超伝導配線を形成する場合にも
、平行に配置されていない場合にも本発明の超伝導配線
が有効であることは言うまでもない。また第２図で・は
２本の超伝導配線が同一平面上に形成されているが、そ
の−Ｌ下に絶縁層を介してさらに配線を形成し、２層も
しくはそれ以上の配線層を持つ構造とすることも可能で
ある。
示したが、さらに多数の超伝導配線を形成する場合にも
、平行に配置されていない場合にも本発明の超伝導配線
が有効であることは言うまでもない。また第２図で・は
２本の超伝導配線が同一平面上に形成されているが、そ
の−Ｌ下に絶縁層を介してさらに配線を形成し、２層も
しくはそれ以上の配線層を持つ構造とすることも可能で
ある。
その場合には全ての配線層に本発明の超伝導配線を採用
することも、一部の１ごにのみ採用し、池の層には従来
の超伝導配線もしくは常伝導配線を採用することも可能
である。
することも、一部の１ごにのみ採用し、池の層には従来
の超伝導配線もしくは常伝導配線を採用することも可能
である。
なお第２図では半導体を基板として半導体装置の配線に
本発明の超伝導配線を使用した例を示したが、プリント
基板等、他の分野においても本発明の超伝導配線が有効
であることは言うまでもない。
本発明の超伝導配線を使用した例を示したが、プリント
基板等、他の分野においても本発明の超伝導配線が有効
であることは言うまでもない。
（実施例 ３）
第３図本発明にかかる超伝導配線の第３の例を示す断面
図である。本例では実施例２の場合と同様に超伝導配線
が半導体基板ｔに形成されているが、実施例２の場合は
中間層８ｂおよび超伝導被覆層８Ｃが超伝導線８ａの全
面を被覆しているのに対して、本例では上面および側面
のみを被覆している。このため超伝導線８ａを流れる電
流によって発生する磁場は完全には遮断されず、それが
隣接する超伝導配線に影響を与えることを完全に防Ｉヒ
することはてきない。しかし少なくとも従来の超伝導配
線の場合に比較すればその影響は低減され、配線の配置
によっては実施例２の場合に近い密度の電流を超伝導状
態で流すことが可能になる場合も有る。
図である。本例では実施例２の場合と同様に超伝導配線
が半導体基板ｔに形成されているが、実施例２の場合は
中間層８ｂおよび超伝導被覆層８Ｃが超伝導線８ａの全
面を被覆しているのに対して、本例では上面および側面
のみを被覆している。このため超伝導線８ａを流れる電
流によって発生する磁場は完全には遮断されず、それが
隣接する超伝導配線に影響を与えることを完全に防Ｉヒ
することはてきない。しかし少なくとも従来の超伝導配
線の場合に比較すればその影響は低減され、配線の配置
によっては実施例２の場合に近い密度の電流を超伝導状
態で流すことが可能になる場合も有る。
第３図に示した様な超伝導配線は例えは第４図に示され
た様な工程によって作製される。ただし第４１ｍでは半
導体基板としてシリコン（以下Ｓ１と記す）基板な、絶
縁膜として酸化シリコン（以下５Ｉ０２と記す）膜を使
用し、超伝導線および超伝導被覆層にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−
０系セラミツク膜を使用して、下地膜および中間膜に白
金膜を使用して作製した例を示す。
た様な工程によって作製される。ただし第４１ｍでは半
導体基板としてシリコン（以下Ｓ１と記す）基板な、絶
縁膜として酸化シリコン（以下５Ｉ０２と記す）膜を使
用し、超伝導線および超伝導被覆層にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−
０系セラミツク膜を使用して、下地膜および中間膜に白
金膜を使用して作製した例を示す。
まず、配線以外の半導体装置として必要な構造の作製を
終えたシリコン基板９上に５Ｉ０２膜ＩＯを堆積し必要
な部分に超伝導配線と電気的に接続するためのコンタク
トホール（本図では省略されている）を形成した後に、
白金膜１１およびＹ−Ｂ ａ −Ｃｕ −０系セラミツ
ク膜１２を、たとえばスパッタ法によってそれぞれ１１
００ｎおよび７００ ｎ ＩＴ１程度の厚さに堆積する
（第４図（Ａ））。
終えたシリコン基板９上に５Ｉ０２膜ＩＯを堆積し必要
な部分に超伝導配線と電気的に接続するためのコンタク
トホール（本図では省略されている）を形成した後に、
白金膜１１およびＹ−Ｂ ａ −Ｃｕ −０系セラミツ
ク膜１２を、たとえばスパッタ法によってそれぞれ１１
００ｎおよび７００ ｎ ＩＴ１程度の厚さに堆積する
（第４図（Ａ））。
次にフォトリソグラフィーによってパターン形成を行な
ったレジス）１３をマスクとして不要な部分のＹ−Ｂａ
−ＣＩＪ−０系セラミツク膜および白金膜を食刻し、Ｙ
−Ｂａ−Ｃ＋＋−０系セラミツク線１４を形成する（第
４図（Ｂ））。続いて再び白金膜１５およびＹ −Ｂ
ａ −ＣＩＩ −０系セラミツク膜１６をそれぞれ５０
および１１００ｎ程度の厚さに堆積しく第４図（Ｃ））
、重役に不要部分の食刻を行なう（第４図（Ｄ））。こ
こで、１／Ｌ。
ったレジス）１３をマスクとして不要な部分のＹ−Ｂａ
−ＣＩＪ−０系セラミツク膜および白金膜を食刻し、Ｙ
−Ｂａ−Ｃ＋＋−０系セラミツク線１４を形成する（第
４図（Ｂ））。続いて再び白金膜１５およびＹ −Ｂ
ａ −ＣＩＩ −０系セラミツク膜１６をそれぞれ５０
および１１００ｎ程度の厚さに堆積しく第４図（Ｃ））
、重役に不要部分の食刻を行なう（第４図（Ｄ））。こ
こで、１／Ｌ。
１５．１６はそれぞれ第３図の８ ＣＴ ８ ｂ、８
：Ｌを示す。
：Ｌを示す。
発明の効果
本発明による超伝導配線は以上のような構成によりなる
ものであり、複数の超伝導配線を近接して配置した状態
で使用した場合にも、孤ヴした状態で場合に比較して超
伝導状態で流すことができる電流密度の減少がまったく
生じないかもしくは少なくとも軽減される。
ものであり、複数の超伝導配線を近接して配置した状態
で使用した場合にも、孤ヴした状態で場合に比較して超
伝導状態で流すことができる電流密度の減少がまったく
生じないかもしくは少なくとも軽減される。
従って本発明にかかる超伝導配線は極めて産業上値１１
σの高いものである。
σの高いものである。
かる超伝導配線の第１、第２および第３の実施例を示す
断面図、第４図は第３図の超伝導配線を作製するための
工程の１例の断面図、第５図は従来の超伝導配線の１例
を示す断面図である。 ｌ・・・第１超伝導配線、ｌａ・・・超伝導線、ｌｂ・
・・中間層、ｌｃ・・・超伝導皮膜層、１ｄ・・・シー
ス、２・・・第２超伝導配線、２ａ・・・超伝導線、２
ｂ・・・中間層、２ｃ・・・超伝導皮膜層、２ｄ・・・
シース、８・・・超伝導配線、８ａ・・・超伝導線、８
ｂ・・・中間層、８ｃ・・・超伝導被覆層、９・・・Ｓ
１基板、１０・・・５ＩＯ２膜、１１・・・白金膜、１
２−・−Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミツク膜、 １３・
・・レジスト、 １４・＝Ｙ−Ｂａ−Ｃ１１−Ｏ系セラ
ミック線、１５・・・白金膜、１６・・・Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−０系セラミツク膜、１７・・・超伝導配線。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名第２図 ７下地狭 第３図 ７下地瑛 第１図 第４図 第５図 産召イ云導西已線 ７下地膜
断面図、第４図は第３図の超伝導配線を作製するための
工程の１例の断面図、第５図は従来の超伝導配線の１例
を示す断面図である。 ｌ・・・第１超伝導配線、ｌａ・・・超伝導線、ｌｂ・
・・中間層、ｌｃ・・・超伝導皮膜層、１ｄ・・・シー
ス、２・・・第２超伝導配線、２ａ・・・超伝導線、２
ｂ・・・中間層、２ｃ・・・超伝導皮膜層、２ｄ・・・
シース、８・・・超伝導配線、８ａ・・・超伝導線、８
ｂ・・・中間層、８ｃ・・・超伝導被覆層、９・・・Ｓ
１基板、１０・・・５ＩＯ２膜、１１・・・白金膜、１
２−・−Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミツク膜、 １３・
・・レジスト、 １４・＝Ｙ−Ｂａ−Ｃ１１−Ｏ系セラ
ミック線、１５・・・白金膜、１６・・・Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−０系セラミツク膜、１７・・・超伝導配線。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名第２図 ７下地狭 第３図 ７下地瑛 第１図 第４図 第５図 産召イ云導西已線 ７下地膜
Claims (1)
- 超伝導の線と、この線表面全体かもしくは一部を被覆
する中間層と、さらにこの線表面全体かもしくは一部を
被覆する超伝導の被覆層を有し、前記超伝導線および超
伝導被覆層が超伝導状態にあり、前記中間層が常伝導状
態にある温度で使用することを特徴とする超伝導配線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62288754A JPH01130421A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 超伝導配線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62288754A JPH01130421A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 超伝導配線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01130421A true JPH01130421A (ja) | 1989-05-23 |
Family
ID=17734272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62288754A Pending JPH01130421A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 超伝導配線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01130421A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014141777A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | 古河電気工業株式会社 | 超電導導体の製造方法及び超電導導体 |
-
1987
- 1987-11-16 JP JP62288754A patent/JPH01130421A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014141777A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | 古河電気工業株式会社 | 超電導導体の製造方法及び超電導導体 |
| JPWO2014141777A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2017-02-16 | 古河電気工業株式会社 | 超電導導体の製造方法及び超電導導体 |
| US10096403B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-10-09 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Method for producing superconductive conductor and superconductive conductor |
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