JPH01220874A - 酸化物超伝導体薄膜の加工方法 - Google Patents
酸化物超伝導体薄膜の加工方法Info
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- JPH01220874A JPH01220874A JP63047715A JP4771588A JPH01220874A JP H01220874 A JPH01220874 A JP H01220874A JP 63047715 A JP63047715 A JP 63047715A JP 4771588 A JP4771588 A JP 4771588A JP H01220874 A JPH01220874 A JP H01220874A
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Classifications
-
- 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
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は酸化物超伝導体薄膜の加工方法に関する。
（従来の技術）
超伝導の研究開発は１９７３年ＮｂａＧｅで超伝導臨界
温度Ｔｃ：２３．２Ｋが達成されてからつい最近まで進
展が見られなかった。しかし１９８６年４月ベドノルツ
、ミューラがＢａ−Ｌａ−Ｃｕ系の物質で酸化物系超伝
導物質を報告（ツアイトシュリフトフユアフィジーク（
ｚ。
温度Ｔｃ：２３．２Ｋが達成されてからつい最近まで進
展が見られなかった。しかし１９８６年４月ベドノルツ
、ミューラがＢａ−Ｌａ−Ｃｕ系の物質で酸化物系超伝
導物質を報告（ツアイトシュリフトフユアフィジーク（
ｚ。
Ｐｈｙｓ、） Ｂ６４１９８６ ｐ、１８９） してか
ら急速に研究開発が活発になり、超伝導臨界温度Ｔも急
上昇し、現在では液体窒素温度（７７Ｋ）を超えるよう
になっている。
ら急速に研究開発が活発になり、超伝導臨界温度Ｔも急
上昇し、現在では液体窒素温度（７７Ｋ）を超えるよう
になっている。
このように急進展した酸化物系高温超伝導体をエレクト
ロニクス分野に応用するためには薄膜化が不可欠である
。現在までに真空蒸着法やスパッタ法を用いて酸化膜超
伝導体膜をマグネシア（ＭｇＯ）やサファイヤ（Ａ１２
０３）基板上に被着し、引き続き酸素雰囲気中で８００
〜１００°Ｃで数時間熱処理することにより液体窒素温
度程度の高い超伝導臨界温度を示す薄膜が得られている
。またこのような高温熱処理はエレクトロニクス分野で
はデバイスへの応用が難しいために、酸素プラズマ処理
（アイニスイージー（ＩＳＥＣ） ８７５Ｈ−２４Ａｕ
ｇ、 １９８７）が研究開発されている。
ロニクス分野に応用するためには薄膜化が不可欠である
。現在までに真空蒸着法やスパッタ法を用いて酸化膜超
伝導体膜をマグネシア（ＭｇＯ）やサファイヤ（Ａ１２
０３）基板上に被着し、引き続き酸素雰囲気中で８００
〜１００°Ｃで数時間熱処理することにより液体窒素温
度程度の高い超伝導臨界温度を示す薄膜が得られている
。またこのような高温熱処理はエレクトロニクス分野で
はデバイスへの応用が難しいために、酸素プラズマ処理
（アイニスイージー（ＩＳＥＣ） ８７５Ｈ−２４Ａｕ
ｇ、 １９８７）が研究開発されている。
（発明が解決しようとする課題）
上記真空蒸着法やスパッタ法を用いた酸化膜超伝導体薄
膜の形成方法では、基板上に全面に形成することは出来
ても微細加工を行なわないと配線技術としては利用でき
なかった。この微細加工技術としてはＨＮＯ３によるウ
ェットエツチングやりアクティブイオンビームエツチン
グ（ＲＩＢＥ）等の方法が行なわれているが、いずれも
マスクを必要とし工程が複雑になるという欠点があった
。またウェットエツチングについては酸化物超伝導薄膜
に水分が浸透し、組成変化を生じて特性を低下させると
いう問題点も生じていた。マスクレスの微細加工技術と
しては収束イオンビーム（ＦＩＢ）によるドライエツチ
ングが行なわれているが、エツチング速度が遅いという
問題点があった。
膜の形成方法では、基板上に全面に形成することは出来
ても微細加工を行なわないと配線技術としては利用でき
なかった。この微細加工技術としてはＨＮＯ３によるウ
ェットエツチングやりアクティブイオンビームエツチン
グ（ＲＩＢＥ）等の方法が行なわれているが、いずれも
マスクを必要とし工程が複雑になるという欠点があった
。またウェットエツチングについては酸化物超伝導薄膜
に水分が浸透し、組成変化を生じて特性を低下させると
いう問題点も生じていた。マスクレスの微細加工技術と
しては収束イオンビーム（ＦＩＢ）によるドライエツチ
ングが行なわれているが、エツチング速度が遅いという
問題点があった。
（課題を解決するための手段）
本発明によれば、基板上に作成した酸化物超伝導体の薄
膜に水素雰囲気中あるいは真空雰囲気中でレーザビーム
を照射し、走査することによって、照射した領域を非超
伝導化することを特徴とする酸化物超伝導体薄膜の加工
方法が得られる。
膜に水素雰囲気中あるいは真空雰囲気中でレーザビーム
を照射し、走査することによって、照射した領域を非超
伝導化することを特徴とする酸化物超伝導体薄膜の加工
方法が得られる。
（作用）
本発明では基板上に全面に形成した酸化物超伝導体の薄
膜を水素雰囲気中あるいは真空雰囲気中でレーザビーム
を照射し、走査することによって、特定の領域のみ前記
酸化物超伝導体の薄膜を順次非超伝導化することができ
る。レーザビームの照射の効果として酸化物超伝導体が
加熱されることにより真空雰囲気中では主に酸素の脱離
、水素雰囲気中では還元されてＨ２Ｏによる蒸発を生じ
て、組成変化を起こし、照射領域は超伝導特性を示さな
くなる。また組成変化の他にレーザビームのパワーを増
大して加熱温度を１１００°Ｃ以上にすることによって
、結晶構造を変化させて非超伝導化することも可能であ
る。本発明ではレーザビームをスキャンすることによっ
てマスクなして所望の領域のみを非超伝導化することが
出来る。
膜を水素雰囲気中あるいは真空雰囲気中でレーザビーム
を照射し、走査することによって、特定の領域のみ前記
酸化物超伝導体の薄膜を順次非超伝導化することができ
る。レーザビームの照射の効果として酸化物超伝導体が
加熱されることにより真空雰囲気中では主に酸素の脱離
、水素雰囲気中では還元されてＨ２Ｏによる蒸発を生じ
て、組成変化を起こし、照射領域は超伝導特性を示さな
くなる。また組成変化の他にレーザビームのパワーを増
大して加熱温度を１１００°Ｃ以上にすることによって
、結晶構造を変化させて非超伝導化することも可能であ
る。本発明ではレーザビームをスキャンすることによっ
てマスクなして所望の領域のみを非超伝導化することが
出来る。
（実施例）
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の詳細な説明するための
断面図である。まず、表面に半導体装置が形成されたＧ
ａＡｓ結晶基板１１をＳｉＯ２等の絶縁材料で被覆する
。次にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系のターゲットを用いたスパ
ッタ法により、酸化物超伝導体の構成成分を有する薄膜
１２としてＹＢａ２Ｃｕ３０゜に近い組成を有する薄膜
を基板全面に厚さ約０．５１１ｍ彼着する（第１図（ａ
））。この時ＧａＡｓ半導体装置中にはすてにＦＥＴ構
造を作成してあり、また電極もすでに形成しておく。ス
パッタはアルゴン（Ａｒ）と酸素（０２）との混合雰囲
気中で基板温度は室温〜８００°Ｃの範囲で半導体装置
の構造がくずれない温度を選んで行なう。
断面図である。まず、表面に半導体装置が形成されたＧ
ａＡｓ結晶基板１１をＳｉＯ２等の絶縁材料で被覆する
。次にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系のターゲットを用いたスパ
ッタ法により、酸化物超伝導体の構成成分を有する薄膜
１２としてＹＢａ２Ｃｕ３０゜に近い組成を有する薄膜
を基板全面に厚さ約０．５１１ｍ彼着する（第１図（ａ
））。この時ＧａＡｓ半導体装置中にはすてにＦＥＴ構
造を作成してあり、また電極もすでに形成しておく。ス
パッタはアルゴン（Ａｒ）と酸素（０２）との混合雰囲
気中で基板温度は室温〜８００°Ｃの範囲で半導体装置
の構造がくずれない温度を選んで行なう。
次に酸素雰囲気中、基板温度４００°Ｃで酸素プラズマ
処理を行ない、上記薄膜を超伝導化する（第１図（ｂ）
）。
処理を行ない、上記薄膜を超伝導化する（第１図（ｂ）
）。
次に水素気流中で酸化物超伝導体の薄膜１３表面の所望
の部分にＡｒレーザを照射する（第１図（Ｃ））。この
Ａｒレーザを照射してビーム照射部を加熱し雰囲気水素
と反応させることにより水分を蒸発させ、非超伝導薄膜
１４と化する。レーザビームの照射条件は、ビームスポ
ット径５０ｐｍ、出力パワー３〜５Ｗ、走査速度２ｃｍ
／ｓｅｅとした。
の部分にＡｒレーザを照射する（第１図（Ｃ））。この
Ａｒレーザを照射してビーム照射部を加熱し雰囲気水素
と反応させることにより水分を蒸発させ、非超伝導薄膜
１４と化する。レーザビームの照射条件は、ビームスポ
ット径５０ｐｍ、出力パワー３〜５Ｗ、走査速度２ｃｍ
／ｓｅｅとした。
任意の方向にレーザビームを走査することにより、所望
の領域のみを酸化物超伝導物質として残すことが出来、
レーザビーム非照射部は特性を測定した結果、本加工に
より特性の低下は認められなかった。
の領域のみを酸化物超伝導物質として残すことが出来、
レーザビーム非照射部は特性を測定した結果、本加工に
より特性の低下は認められなかった。
本実施例では酸化物超伝導膜にスパッタ法により被着し
たＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系薄膜を用いたが、蒸着法やＣＶ
Ｄ法など他の成長法でも可能であり、またＬａ−８ｒ−
Ｃｕ−０系など他の酸化物超伝導体を用いることも可能
である。また基板の高温処理等の方法により直接酸化物
超伝導薄膜を形成することにより、酸素プラズマ処理工
程を省略することも可能である。
たＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系薄膜を用いたが、蒸着法やＣＶ
Ｄ法など他の成長法でも可能であり、またＬａ−８ｒ−
Ｃｕ−０系など他の酸化物超伝導体を用いることも可能
である。また基板の高温処理等の方法により直接酸化物
超伝導薄膜を形成することにより、酸素プラズマ処理工
程を省略することも可能である。
また本実施例ではＡｒレーザを用いたが、ＹＡＧレーザ
を用いることも可能である。また本実施例では水素気流
中でレーザビームを照射したが、真空中で照射してもよ
い。
を用いることも可能である。また本実施例では水素気流
中でレーザビームを照射したが、真空中で照射してもよ
い。
（発明の効果）
本発明によればマスクで所望の領域を非超伝導化できる
ために素子の配線方法等として極めて有効である。
ために素子の配線方法等として極めて有効である。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施例の工程を示す断
面図である。 図中の番号は以下のものを示す。 １１・、・１．半導体装置が形成されたＧａＡｓ結晶基
板１２・・・・・酸化物超伝導体の構成成分を有する薄
膜１３１１０．・酸化物超伝導薄膜 １４・・・・・非超伝導薄膜
面図である。 図中の番号は以下のものを示す。 １１・、・１．半導体装置が形成されたＧａＡｓ結晶基
板１２・・・・・酸化物超伝導体の構成成分を有する薄
膜１３１１０．・酸化物超伝導薄膜 １４・・・・・非超伝導薄膜
Claims (1)
- 基板上に作成した酸化物超伝導体の薄膜に水素雰囲気
中あるいは真空雰囲気中でレーザビームを照射し、走査
することによって、照射した領域を非超伝導化すること
を特徴とする酸化物超伝導体薄膜の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63047715A JPH01220874A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 酸化物超伝導体薄膜の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63047715A JPH01220874A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 酸化物超伝導体薄膜の加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01220874A true JPH01220874A (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=12783005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63047715A Pending JPH01220874A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 酸化物超伝導体薄膜の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01220874A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6451684A (en) * | 1987-08-22 | 1989-02-27 | Idemitsu Kosan Co | Working method for superconducting material |
| JPH01106492A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-24 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導配線基板の製造法 |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63047715A patent/JPH01220874A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6451684A (en) * | 1987-08-22 | 1989-02-27 | Idemitsu Kosan Co | Working method for superconducting material |
| JPH01106492A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-24 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導配線基板の製造法 |
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