JPH01780A - 接続体装置およびその製造方法 - Google Patents

接続体装置およびその製造方法

Info

Publication number
JPH01780A
JPH01780A JP62-155823A JP15582387A JPH01780A JP H01780 A JPH01780 A JP H01780A JP 15582387 A JP15582387 A JP 15582387A JP H01780 A JPH01780 A JP H01780A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
ribbon
groove
wiring
superconducting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62-155823A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS64780A (en
Inventor
亀山 周一
隆 上原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP62-155823A priority Critical patent/JPH01780A/ja
Publication of JPS64780A publication Critical patent/JPS64780A/ja
Publication of JPH01780A publication Critical patent/JPH01780A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超伝導体く以下、超電導と記す。)等を用い
た接続体装置に関するもので、特に化合物等の超電導体
薄膜を組入れた接続体装置の構造ならびにその製造方法
に係るものである。
従来の技術 ゛ 従来、比較的高温の臨界転移温度を有する超電導体
として、窒化ニオブ(NbN)やゲルマニウムニオブ(
N b s G e )などが知られていたが。
これらの素材の超電導転移温度はたかだか24゛にであ
った。さらに高い転移温度が期待されるものとして、ペ
ロブスカイト系3元化合物のBa−La−Cu−0系、
などが提案されていた。しかしながら、最近の研究によ
れば、Y−Ba−Cu−〇系の材料が液体窒素温度を越
える可能性が示唆され(M、に、Wu  等、フィジカ
ル レビューレターズ(Pysical  Revie
w  Letters)vof、 58、N009、P
P、 908910(1987)) 、現実に、90°
に以上の転移温度を有する超電導化合物が報告されてき
ている。
発明が解決しようとする問題点 単結晶性の超電導薄膜は、多結晶性の超電導薄膜に比べ
て、その配線等の臨界電流密度が太き(取れること、さ
らに、配線等の受動素子ではな(能動素子の活性領域と
しても使用され、その実用化が急がれていた。Y−Ba
−Cu−0系の化合物の薄膜は、焼結法あるいはスパッ
タリング法で形成しても、超電導性を示すセラミックの
粉体、塊状体などが比較的得られやすいが、臨界電流の
大きい結晶軸のそろった単結晶性の強い薄膜が得られに
くかった。しかしながら、本発明人等の知りえたところ
では、スパッタリング法においても、結晶を堆積させる
基体として、高温に加熱されたサファイア(α−A12
03>、酸化マグネシウム、スピネル、シリコン、ガリ
ウムひ素等の単結晶を用いることが、単結晶性の良い超
電導薄膜を形成するために、非常に有効であることを見
いだした。さらに、このように形成された薄膜は基体の
平面に対して、その結晶のC軸が垂直に立ちやす(、し
かも、この平面方向(C軸に垂直な方向)に流れる超電
導電流のキャリア密度が、C軸に沿った方向(C軸に平
行な方向)に流れる超電導電流のキャリア密度よりも数
倍大きいことが見いだされた。すなわち、C軸に垂直な
方向に超電導電流を流しやすく、C軸に平行な方向には
、超電導電流を取り出しにくかった。さらには、超電導
のコヒーレンス長もC軸に垂直な方向には、数十ナノ・
メータ、C軸に平行な方向には、数ナノ・メータ程度で
、同じく、数倍の差があることが知られた。このように
、Y−Ba−Cu−0系等の化合物の薄膜超電導体を、
例えば、集積回路接続体装置の配線等の用途に用いたと
き、基体の水平面方向に流れやすい超電導電流の異方性
がみられやすく、平面に垂直な方向に電流を取り出しに
くいという問題が有った。
問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、基体上に形成さ
れ、基体に平行な平面方向に流れやすい導電性の異方性
がみられる第1のリボン状薄膜と、前記第1のリボン状
薄膜の表面から形成された溝部と、前記溝部に接続して
形成された、導電性の異方性がみられない等方性の第2
のリボン状薄膜とから構成され、第1のリボン状薄膜の
溝部の側面から第2のリボン状薄膜へ電流を取り出すこ
とを特徴とする接続体装置と、基体上に、基体に対して
平行な平面方向に流れやすい導電性の異方性がみられる
第1のリボン状薄膜を形成する工程と、前記第1のリボ
ン状薄膜の表面から溝部を形成する工程と、前記溝部に
接続した、導電性の異方性がみられない等方性の第2の
リボン状薄膜を形成する工程とからなり、第1のリボン
状薄膜の溝部の側面から第2のリボン状薄膜へ電流を取
り出すことを特徴とする接続体装置の製造方法を提供す
る。
作用 本発明の方法により、例えば、基体に平行な平面方向に
流れやすい導電性の異方性がみられるY−Ba−Cu−
0系の材料のリボン状薄膜において、この異方性のリボ
ン状薄膜の表面から溝部を形成することにより、この溝
部の側面から、基体に平行な平面方向に流れる電流を取
り出すことが容易になる。したがって、この溝部の側面
に接して異方性のないリボン状薄膜の導電膜を形成すれ
ば良いことになる。この時、これら2つのリボン状3膜
が超電導性を示せば、電気抵抗のない多層配線が実現で
きる。さらには、溝部が深い場合、異方性のないリボン
状薄膜を溝部に均質に埋め込むことが困難となるので、
溝部の側面を、少し、先細りのテーパー状にしておくこ
とが好ましい。
また、溝部の側面から最大限に電流を取り出すためには
、異方性のリボン状薄膜の底面まで溝部をエツチングし
て側面の面積を最大にしておくことが好ましい。一方、
異方性の薄膜の平面に対して垂直な方向の薄膜のコヒー
レンス長が、薄膜の厚みに対して比較的大きい場合、必
ずしも、薄膜の底面に達するまで溝部をエツチングする
必要はない。すなわち、溝部の下に、コヒーレンス長程
度あるいはそれ以下の薄膜が残っていても溝部の底部か
ら超電導電流を取り出すことが可能なためである。さら
には、溝部をテーパー状に形成した場合、薄膜の縦方向
のコヒーレンス長と、溝部の側面をテーパー状にしてお
くことによる溝部の増大した実効側面積との積から決ま
る電流引出し領域の体積を大きく取ることができるので
、これにより、電流引出しの効率の改善が達成される。
この点から考えても、溝部をテーパー状に形成すること
が好ましい。
実施例 以下、本発明の方式による超電導配線を用いた接続体装
置の構造を、第1の実施例として、第1図を参照して詳
細に説明する。
結晶性のサファイア(α−A 1203)の基体100
上に、700−1000″Cの基体温度で形成されたC
軸がほぼ基体の平面に垂直な方向に配列されたY−Ba
−Cu−0系結晶の厚さ約1000ナノ・メータのリボ
ン状の超電導性の薄膜配線110と、この薄膜の表面を
被覆するシリコン酸化膜120の表面から開口された溝
部140A、140Bと、この溝部140に接続された
多結晶状(基体温度200−500“Cで形成)のY−
Ba−Cu−0系結晶の厚さ約1500ナノ・メータ超
電導薄膜配線160A、160Bが形成されている。こ
こに、超電導配線160Cは、超電導配線110上を通
過する配線である。本発明の構造によれば、等方的に電
流を流せる配線160Aから流れ込んだ電流は、配線1
10に形成された溝部140Aの側面150Aから一様
に流れ込み、溝部140Bの側面150Bから配線16
0Bに、良好に、取り出された。もし、この様な配置に
おいて配線160Cの下の酸化膜120に開口を設け、
配線110に溝部を形成せずに、配線110と配線16
0Cとを接続したとしても、配線160Aから流れ込ん
だ電流は、配線160Cには流れ込まずに、大部分の電
流が溝部140Bの側面150Bから配線160Bに取
り出される。
本発明の方式による超電導配線を用いた接続体装置の構
造を、第2の実施例として、第2図を参照して詳細に説
明する。
第2図に示されているように、第1図の第1の実施例と
ばば同じ構成であるが、配線110に形成された溝部の
側面150A、150Bの形が、深さ方向に先細りのテ
ーパー状となっている。このテーパ状の溝部により、次
のような効果が得られた。はぼ、垂直な側面を有する溝
部が深い場合、リボン状薄膜配線160A、160Bを
溝部に均質に埋め込むことが困難となるが、溝部の側面
を、先細りのテーパー状にしてお(ことにより、薄膜配
線160A、160Bを溝部に均質に埋め込むことが容
易となる。さらには、溝部をテーパー状に形成した場合
、薄膜配線110の縦方向のコヒーレンス長と、溝部の
側面をテーパー状にしておくことによる溝部の増大した
実効側面積との積から決まる電流引出し領域の体積が大
きい。これにより、電流引出しの効率の改善が達成され
る。
本発明の方式による超電導配線を用いた接続体装置の製
造方法を、第3の実施例として、第3図(a)−(c)
を参照して詳細に説明する。
第3図(a)のどと(、結晶性のサファイア(α−A 
I 20 a )の基体100上に、700−1000
″Cの基体温度で、C軸がほぼ基体の平面に垂直な方向
に配列されるようにY−Ba−Cu−0系結晶の厚さ約
1000ナノ・メータのリボン状の超電導性の薄膜を形
成し、通常のホトエツチング工程とアルゴン等を用いた
物理的エツチングにより、リボン状の配線110を形成
し、さらに、全面に、シリコン酸化膜等の絶縁膜120
を形成した。
第3図(b)のごと(、通常のホトエツチング工程にア
ルゴン等を用いた物理的エツチングにより、深さ約80
0ナノ・メータのほぼ垂直な側面を有する溝部1’40
A、140Bを形成し、全面に、多結晶状(基体温度2
00−500°Cで形成)のY−Ba−Cu−0系結晶
の厚さ約1500ナノ・メータ超電導薄膜160を堆積
させ、さらに、通常のホトエツチング工程により、レジ
スト・パターン180A、180B、180Cを形成し
た。
第3図(C)のごとく、レジスト・パターン180A、
180B、180Gをマスクとして、超電導薄膜160
をアルゴン等を用いた物理的エツチングにより、リボン
状の超電導配線160A。
160’B、160’Cを形成し、レジスト180A等
を除去した。ここに、超電導配線160Cは、超電導配
線110上を通過する配線である。
以上のように、本発明の製造方法によれば、等方的に電
流を流せる配線160Aから流れ込んだ電流は、配線1
10に形成された溝部140Aの側面から一様に流れ込
み、溝部140Bの側面150Bから配線160Bに、
良好に、取り出された。
本発明の方式による超電導配線を用いた接続体装置の製
造方法を、第4の実施例として、第4図(a)−(C)
を参照して詳細に説明する。
第4図(a)のどと(、結晶性のサファイア基体100
上に、基体に平行な平面方向に流れやすい導電性の異方
性がみられるY−Ba−Cu−0系の厚さ約1000ナ
ノ・メータのリボン状超電導薄・膜の第1層目の配線1
10を形成し、2層配線の眉間の絶縁膜となるシリコン
酸化膜120を堆積した後、基体に平行な平面方向に流
れやすい導電性の異方性がみられるY−!3a−Cu−
0系の材料のリボン状超電導薄膜の第2層目の配線20
0A、200B、200Cを形成し、ココテ、全面に、
絶縁膜となるシリコン酸化膜220を堆積した。
第4図(b)のどと(、シリコン酸化膜の表面から、通
常のホトエツチング工程と反応性ガスあるいはアルゴン
等を組み合わせたエツチングにより、第2の配線200
A、200Bを貫通し、さらに第1の配線110内に溝
部を有する開口を形成した後、全面に、比較的低温の基
体温度(温度200−500°Cで形成)にて、厚さ約
1000ナノ・メータの多結晶状のY−Ba−Cu−0
系の超電導薄膜160を堆積した。
第4図(c)のどと(、超電導薄膜160の表面からア
ルゴン等のエツチングにより平坦にバック・エツチング
し、溝部の中に超電導薄膜160A、160Bを残置さ
せた。
以上のように、本発明の製造方法によれば、電流の異方
性のある配線20OAから流れ込んだ電流は、溝部14
0A内に形成された異方性のない配線160Aに一様に
流れ込み、さらに、電流の異方性のある第1層目の配線
110を通り、溝部140Bの側面から異方性のない配
線160Bに良好に取り出され、最後に、第2層目の配
線200Bに電流が到達した。このようにして、第2層
目の配線200Cを避けて、配線20OA、200B間
の超電導電流路を形成することができた。
なお、本発明の実施例としては、おもに、配線の形成法
について述べたが、結晶性に優れた第1層目の配線11
0等の結晶部を直接にジョセフソン、バイポーラ等の種
々の能動素子の領域として使えることは当然であり、し
たがって、さらに高度な超電導電子回路が形成されつる
。また、本発明の実施例として、超電導電流を用いた例
について述べたが、本発明の主旨にそったリボン状薄膜
の導電性の異方性がみられるならば、必ずしも、超電導
電流である必要はなく、常電導の電流を用いた場合にも
、本発明の方法は適用可能である。
発明の効果 本発明による構造と製造方法によれば、特に、電流の異
方性のある超電導体薄膜どうしを良好に接続しながら配
線、素子等を形成し、集積化された接続体装置の提供が
可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による構造の第1の実施例を示す断面図
、第2図は本発明による構造の第2の実施例を示す断面
図、第3図(a)−(c)は本発明による製造方法の第
3の実施例を示す一連の工程断面図、第4図(a)−(
c)は本発明による製造方法の第4の実施例を示す一連
の工程断面図である。 100・・・基体、110.200・・・異方性超電導
膜、120.220・・・絶縁膜、140・・・溝部、
150・・・溝部の側面、160・・・等方性超電導膜
、180・・・レジスト。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第 1 図 第 2 図    !TelのR電鷹頑第3図 第4図 770Ttlの超電11ff

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基体上に形成され、基体に平行な平面方向に流れ
    やすい導電性の異方性がみられる第1のリボン状薄膜と
    、前記第1のリボン状薄膜の表面から形成された溝部と
    、前記溝部に接続して形成された、導電性の異方性がみ
    られない等方性の第2のリボン状薄膜とから構成され、
    第1のリボン状薄膜の溝部の側面から第2のリボン状薄
    膜へ電流を取り出すことを特徴とする接続体装置。
  2. (2)溝部の側面がテーパー状になっていることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の接続体装置。
  3. (3)溝部の底面が第1のリボン状薄膜を、少なくとも
    、突き抜けていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項または第2項に記載の接続体装置。
  4. (4)リボン状薄膜が超伝導膜であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項から第3項のいずれかに記載の接
    続体装置。
  5. (5)溝部の底面と第1のリボン状薄膜の底部との間に
    残された薄膜の厚みが、少なくとも、基体に垂直な方向
    のコヒーレンス長と同程度以下であることをを特徴とす
    る特許請求の範囲第4項記載の接続体装置。
  6. (6)基体上に、基体に対して平行な平面方向に流れや
    すい導電性の異方性がみられる第1のリボン状薄膜を形
    成する工程と、前記第1のリボン状薄膜の表面から溝部
    を形成する工程と、前記溝部に接続した、導電性の異方
    性がみられない等方性の第2のリボン状薄膜を形成する
    工程とからなり、第1のリボン状薄膜の溝部の側面から
    第2のリボン状薄膜へ電流を取り出すことを特徴とする
    接続体装置の製造方法。
  7. (7)リボン状薄膜が超伝導膜であることを特徴とする
    特許請求の範囲第6項記載の接続体装置の製造方法。
JP62-155823A 1987-06-23 接続体装置およびその製造方法 Pending JPH01780A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-155823A JPH01780A (ja) 1987-06-23 接続体装置およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-155823A JPH01780A (ja) 1987-06-23 接続体装置およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS64780A JPS64780A (en) 1989-01-05
JPH01780A true JPH01780A (ja) 1989-01-05

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7341978B2 (en) Superconductor wires for back end interconnects
US5595959A (en) Method of forming a high-TC microbridge superconductor device
US5051396A (en) Method of manufacturing superconducting patterns by adding impurities
JPH08501416A (ja) 酸化物超伝導体装置及び回路のための改善されたバリア層
EP0545811A2 (en) Superconducting multilayer interconnection formed of oxide superconductor material and method for manufacturing the same
US7449769B2 (en) Superconducting system, superconducting circuit chip, and high-temperature superconducting junction device with a shunt resistor
JP2011512640A (ja) Hts物品を形成する方法
US5877124A (en) Superconducting ceramic pattern and its manufacturing method
JPH05160449A (ja) ジョセフソン接合構造
JPH03259576A (ja) ジョセフソン接合
US5084437A (en) Method for making high-current, ohmic contacts between semiconductors and oxide superconductors
JPH01780A (ja) 接続体装置およびその製造方法
EP0534854B1 (en) Superconducting thin film formed of oxide superconductor material, superconducting current path and superconducting device utilizing the superconducting thin film
JP4843772B2 (ja) 超電導回路装置の製造方法
US5231077A (en) Active device having an oxide superconductor and a fabrication process thereof
US5247189A (en) Superconducting device composed of oxide superconductor material
JPH01143341A (ja) 超伝導接続体装置およびその製造方法
JPH01143342A (ja) 超伝導接続装置およびその製造方法
JPH02194667A (ja) 超伝導トランジスタおよびその製造方法
JP2679610B2 (ja) 超電導素子の製造方法
JPS63300538A (ja) 配線の形成方法
JP3950965B2 (ja) 超伝導バルクの製造方法及びその超伝導バルクを用いた弱結合型ジョセフソン素子の製造方法
JP2597745B2 (ja) 超電導素子および作製方法
JP2747557B2 (ja) 超電導体装置
JPH0575168A (ja) 超伝導素子