JPH02194570A - 酸化物超伝導配線の形成方法 - Google Patents
酸化物超伝導配線の形成方法Info
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- JPH02194570A JPH02194570A JP1011903A JP1190389A JPH02194570A JP H02194570 A JPH02194570 A JP H02194570A JP 1011903 A JP1011903 A JP 1011903A JP 1190389 A JP1190389 A JP 1190389A JP H02194570 A JPH02194570 A JP H02194570A
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- superconductor
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- 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
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- 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】
〔概 要〕
本発明は、酸化物超伝導体による配線の形成方法に関し
、 バターニングの困難な酸化物超伝導体を良好な膜質の得
られる高温の基板温度で形成し、ゴミの発生を防いで、
微細なパターンに形成できる配線の形成方法を提供する
ことを目的とし、基板上に酸化物超伝導体層を形成する
工程、上記超伝導体層上に保護層を形成する工程、上記
保護層を部分的に除去してその下の上記超伝導体層を部
分的に露出させる工程、 少なくとも上記超伝導体層の露出表面上に、拡歇源層を
形成する工程、および 上記拡散源とその下の上記超伝導体層の露出部分とを加
熱によって反応させて絶縁、腎を形成する工程 を含むように構成する。
、 バターニングの困難な酸化物超伝導体を良好な膜質の得
られる高温の基板温度で形成し、ゴミの発生を防いで、
微細なパターンに形成できる配線の形成方法を提供する
ことを目的とし、基板上に酸化物超伝導体層を形成する
工程、上記超伝導体層上に保護層を形成する工程、上記
保護層を部分的に除去してその下の上記超伝導体層を部
分的に露出させる工程、 少なくとも上記超伝導体層の露出表面上に、拡歇源層を
形成する工程、および 上記拡散源とその下の上記超伝導体層の露出部分とを加
熱によって反応させて絶縁、腎を形成する工程 を含むように構成する。
本発明は、酸化物超伝導体による配線の形成方法に関す
る。
る。
半導体装置の高集積化、高速化を進めるにあたリ、配線
による信号の損失や歪等を極力低減させるために1、超
伝導体で配線をル成しまた米子の開発が行なわれている
。特にTcの高い酸化物超伝導体が実用上鏝も有利であ
る。
による信号の損失や歪等を極力低減させるために1、超
伝導体で配線をル成しまた米子の開発が行なわれている
。特にTcの高い酸化物超伝導体が実用上鏝も有利であ
る。
従来、酸化物超伝導体で配線を形成するパ、ターニング
方法として、ウェットエツチング、リフト−オフ、スパ
ックエツチング、・イオンビーム等による方法が行なわ
れている。
方法として、ウェットエツチング、リフト−オフ、スパ
ックエツチング、・イオンビーム等による方法が行なわ
れている。
単純な希釈塩酸によるウェットエツチング方法は、工程
は簡便であるが、レジストマスク下の嘆方向・\のエツ
チングのホij御性が悪い点と、エンチン・′ア゛液に
酸化物超伝導体の成分が溶は出し7て、超伝導性を劣化
させるという点が間頭であり、実際に形成できるパター
ン幅は10廁程度であった。
は簡便であるが、レジストマスク下の嘆方向・\のエツ
チングのホij御性が悪い点と、エンチン・′ア゛液に
酸化物超伝導体の成分が溶は出し7て、超伝導性を劣化
させるという点が間頭であり、実際に形成できるパター
ン幅は10廁程度であった。
リフト−オフ工程を利用すれば、簡便に微細パターンが
形成できるが、リフト−オフ工程特有の′ρ量のゴミ発
生が問題であり、また、この方法でよ、基板温度を室温
近くにして酸化物超伝導体をJf3成しなければならな
いので、後処理の加熱が必要となり、超伝導体の膜質の
向上が望めなし1゜また、スパックエツチングによるバ
ターニングは、エソ千ング速度が遅いという点と、レジ
ストマスク/酸化物超伝導体の選択比が充分に得られな
いという点で実用には向いていなかった。
形成できるが、リフト−オフ工程特有の′ρ量のゴミ発
生が問題であり、また、この方法でよ、基板温度を室温
近くにして酸化物超伝導体をJf3成しなければならな
いので、後処理の加熱が必要となり、超伝導体の膜質の
向上が望めなし1゜また、スパックエツチングによるバ
ターニングは、エソ千ング速度が遅いという点と、レジ
ストマスク/酸化物超伝導体の選択比が充分に得られな
いという点で実用には向いていなかった。
さらに、イオンビームによる直接パターニングは、直接
パターニングに特有のスループットの低さと、スパッタ
された酸化物超伝導体がゴミの原因となることの問題点
があった。
パターニングに特有のスループットの低さと、スパッタ
された酸化物超伝導体がゴミの原因となることの問題点
があった。
本発明は、バターニングの困難な酸化物超伝導体を良好
な膜質の得られる高温の基板温度で形成し、ゴミの発生
を防いで、微細なパターンに形成できる配線の形成方法
を提供することを目的とする。
な膜質の得られる高温の基板温度で形成し、ゴミの発生
を防いで、微細なパターンに形成できる配線の形成方法
を提供することを目的とする。
上記の目的は、本発明によれば、
基板上に酸化物超伝導体層を形成する工程、上記超伝導
体層上に保護層を形成する工程、十、記保護層を部分的
に除去してその下の上記超伝導体層を部分的に露出させ
る工程、 少なくとも上記超伝導体層の露出表面上に、拡;1(厚
層を形成する工程、および 上記拡散源とその下の上記超伝導体層の露出部分と4加
熱によ1.で反応させて絶?)層を形成する丁稈 を含むことを特徴とする酸化物超伝導配線の形成方法に
よって達成される。
体層上に保護層を形成する工程、十、記保護層を部分的
に除去してその下の上記超伝導体層を部分的に露出させ
る工程、 少なくとも上記超伝導体層の露出表面上に、拡;1(厚
層を形成する工程、および 上記拡散源とその下の上記超伝導体層の露出部分と4加
熱によ1.で反応させて絶?)層を形成する丁稈 を含むことを特徴とする酸化物超伝導配線の形成方法に
よって達成される。
酸化物超伝導体は、超伝導特性が組成に対して樟めて敏
感であり、徹かな組成変動によっても超伝導特性が失わ
れることは知みれている。本発明よ、この組成敏感性を
利用し、で、酸化物超伝導体による微細な配線をj″1
なう。
感であり、徹かな組成変動によっても超伝導特性が失わ
れることは知みれている。本発明よ、この組成敏感性を
利用し、で、酸化物超伝導体による微細な配線をj″1
なう。
本発明による酸(E物超伝導配線の形成方法Q)基本的
な原理は、適当な基もjZ十に酸化物超伝導体の〉1昼
をル成した後、この層のう袷配線と1.て必要な部分の
、組成はこの超伏道体本に、つ組成(以下、j E!、
!−7.導組成工1・と呼称ずろ)、4県、で維持す
るー〕5、配線、とjて不要な部分1よi′、l成をこ
の、に来J)釘1或か、み変動させることにあるっ超伝
導組成か1″:)変動させられた部分は通常の酸化物と
同様に絶縁体となる。したが−って、最初に形成した超
伝導体の層は、超伝導組成の配線領域と、変動した組成
(以下、「変動′I″A成」と呼称する)の絶縁領域と
に組成上置:雲1され、必要な配線パターンを得ること
ができる。
な原理は、適当な基もjZ十に酸化物超伝導体の〉1昼
をル成した後、この層のう袷配線と1.て必要な部分の
、組成はこの超伏道体本に、つ組成(以下、j E!、
!−7.導組成工1・と呼称ずろ)、4県、で維持す
るー〕5、配線、とjて不要な部分1よi′、l成をこ
の、に来J)釘1或か、み変動させることにあるっ超伝
導組成か1″:)変動させられた部分は通常の酸化物と
同様に絶縁体となる。したが−って、最初に形成した超
伝導体の層は、超伝導組成の配線領域と、変動した組成
(以下、「変動′I″A成」と呼称する)の絶縁領域と
に組成上置:雲1され、必要な配線パターンを得ること
ができる。
本発明におし・1ては、L記の組成変動を起こさせるた
めに、−・空形成した酸化1勿超1云導1本層のうち絶
を領域とすべき部分を、この超伝導体とは組成が異なる
物質と反応させる。すなわち、前記保護:台を除去する
露出工程て+色ぐ〈領域上すべき充分を露出させ、次に
、少なくともこの露出表面とに拡散源層を形成j7、て
おき、露出部分をこの拡散源と反応させることによ−、
て−組成を超伝導組成から変動、!lさυ−て絶縁層、
+9ゾ4−る。
めに、−・空形成した酸化1勿超1云導1本層のうち絶
を領域とすべき部分を、この超伝導体とは組成が異なる
物質と反応させる。すなわち、前記保護:台を除去する
露出工程て+色ぐ〈領域上すべき充分を露出させ、次に
、少なくともこの露出表面とに拡散源層を形成j7、て
おき、露出部分をこの拡散源と反応させることによ−、
て−組成を超伝導組成から変動、!lさυ−て絶縁層、
+9ゾ4−る。
」、記反L’5;は適当な温度に加熱ずろことによって
行なう。
行なう。
露出−1−:稈に先だって形成し、た保護層は、上記拡
散、葡と露出部分の超1云導体との反応に際i、て安走
な層である必要がある。
散、葡と露出部分の超1云導体との反応に際i、て安走
な層である必要がある。
保護層としては金、白金等の貴金属、あるいはチタン酸
ストロンチウム、酸化マクネシウノ0、酸化ジルコニウ
ノ・、フッ素化カルシラl、等のような酸化されにくい
物質が適当である。
ストロンチウム、酸化マクネシウノ0、酸化ジルコニウ
ノ・、フッ素化カルシラl、等のような酸化されにくい
物質が適当である。
この場合、拡散源としては、A R、Ti、 W、 M
o、 CrSi、 Ge、 Cu、 Y、 Ba等のよ
うな酸化され易い物質が適当である。
o、 CrSi、 Ge、 Cu、 Y、 Ba等のよ
うな酸化され易い物質が適当である。
用いる酸化物超伝導体の1如によって、保護層、拡散源
、および加熱温度の組合せを適当に選定す3作 用〕 本発明の方法は、所定の配線パターンにしたがって、超
伝導体層の領域を限定して非超伝導組成とすることによ
り、従来の方法にくらべて著し、く微細な配線パターン
を従来のようなゴミの発生もなく容易に形成するこ吉が
できる。
、および加熱温度の組合せを適当に選定す3作 用〕 本発明の方法は、所定の配線パターンにしたがって、超
伝導体層の領域を限定して非超伝導組成とすることによ
り、従来の方法にくらべて著し、く微細な配線パターン
を従来のようなゴミの発生もなく容易に形成するこ吉が
できる。
以下に、添付図面を参照し、実施例によって本発明を更
に詳しく説明する。
に詳しく説明する。
本発明にしたがって、酸化物超伝導体YBazCu+O
Xの配線を形成した。第】図に示した工程(1)〜(1
0)に沿って、その手順を説明する。
Xの配線を形成した。第】図に示した工程(1)〜(1
0)に沿って、その手順を説明する。
(1)チタン酸ストロンチウムの基板lを800℃に加
熱し、この上にRFマグネトロンスパッタリングによっ
て酸化物超伝導体YBa、Cu、Oxの層2を厚さ20
00人に形成した。
熱し、この上にRFマグネトロンスパッタリングによっ
て酸化物超伝導体YBa、Cu、Oxの層2を厚さ20
00人に形成した。
(2)基板温度は200℃とし、層2の」二に、スパッ
タリングによって、酸化されにくい保護層として、Au
の層3を厚さ1000人に形成した。
タリングによって、酸化されにくい保護層として、Au
の層3を厚さ1000人に形成した。
(3)層3の上に、フォトレジスト (商品名(IFP
R−800、東京応化製)のN4を厚さ1廁に形成した
。
R−800、東京応化製)のN4を厚さ1廁に形成した
。
(,1)所定の配線パターンにしたがって、フォトレジ
ストの層4の露光現像を行なった。この段階で、最柊的
な絶縁領域に対応する部分のフォトレジストの、54が
除去され、その下の、へUの層3が露出してしする。
ストの層4の露光現像を行なった。この段階で、最柊的
な絶縁領域に対応する部分のフォトレジストの、54が
除去され、その下の、へUの層3が露出してしする。
(5)図で上方から、イオンビームエツチングをj−t
ない、上記露出された部分のAuの層3を除去1〜だ。
ない、上記露出された部分のAuの層3を除去1〜だ。
この段階で、最柊的な絶縁領域に対応する部分のAIJ
の層3が除去され、その下のYBa2CU10Xの層2
カ<露出している。
の層3が除去され、その下のYBa2CU10Xの層2
カ<露出している。
(6)プラズマアッシングによってフォトレジストの層
1の残留部分を除去した。
1の残留部分を除去した。
(7)配線パターン4含む必要な領域全面に、スパッタ
リング1こよって、酸化され易い拡散源とし5.で、へ
Cζつ層5を7さ3000 、八jこ汀ユT浣したつ(
、;)1記(7)の状態で、窒六カ゛ス露囲気中−,7
,3QQ’l″、に加熱して1時間保持した。この段階
−1YBa2L!」3Dx ごり層20露出龍分:まこ
σ)層の、> f:J’7にわたって4へ5とζ″)反
応が進行した状態;二ある。
リング1こよって、酸化され易い拡散源とし5.で、へ
Cζつ層5を7さ3000 、八jこ汀ユT浣したつ(
、;)1記(7)の状態で、窒六カ゛ス露囲気中−,7
,3QQ’l″、に加熱して1時間保持した。この段階
−1YBa2L!」3Dx ごり層20露出龍分:まこ
σ)層の、> f:J’7にわたって4へ5とζ″)反
応が進行した状態;二ある。
層2..7)うし1.:、の反応領域を図中に2aでが
、した。
、した。
この、iコ1S応領域2.l内ては層2の組F:’::
、 ’aY3a2V:1J30Xか:)変動しており、
超伝導特性が失われで宅縁体となっごいる。、2bは層
2の未−1応項域であ:つ、YBa 2Cu魅XのL’
L IΣ曵7が椎持されており、超伝導体こ)配で菜を
構成して一1乙、反応は熱拡散過程を含み、筈;)内で
等方的に進行ずろ・′7.)で、反応・イ1域2.1(
す4へUの層3の下側にある層2にも若干入り込む。
、 ’aY3a2V:1J30Xか:)変動しており、
超伝導特性が失われで宅縁体となっごいる。、2bは層
2の未−1応項域であ:つ、YBa 2Cu魅XのL’
L IΣ曵7が椎持されており、超伝導体こ)配で菜を
構成して一1乙、反応は熱拡散過程を含み、筈;)内で
等方的に進行ずろ・′7.)で、反応・イ1域2.1(
す4へUの層3の下側にある層2にも若干入り込む。
したがって、反応領域2aを、この領域の下端(基板1
との界面っここで幅は最小となる。)でも電気的に十分
な幅の絶縁領域として形成するためには、上記のように
A 1.1の層3の下方に入り込む距離も予約1分考慮
する。必要がある。、酸化物超伝導体(ン)層2の厚さ
が大きい桿、反応・領域2aの最大幅は大きくなる。
との界面っここで幅は最小となる。)でも電気的に十分
な幅の絶縁領域として形成するためには、上記のように
A 1.1の層3の下方に入り込む距離も予約1分考慮
する。必要がある。、酸化物超伝導体(ン)層2の厚さ
が大きい桿、反応・領域2aの最大幅は大きくなる。
(9MJン酸、と硝酸(i : 1,41et)の混合
液で処理し、て1へ戸の−5を除去(、た、1(10)
、へi、i @層3を王水で除去]、た。
液で処理し、て1へ戸の−5を除去(、た、1(10)
、へi、i @層3を王水で除去]、た。
以)プ)禅i’ll)によって、配線幅1μηで酸化物
超伝導体YB・玉匹u 30 Xの配線を形成した。
超伝導体YB・玉匹u 30 Xの配線を形成した。
以上説明し、たよう;ニア、本発!!、il l二よれ
ば、xV]温で形成しjj良質な酸1h′l勿超伝i超
伏で、ゴゝの発(Eん防i、l−,シなが・)極め“5
′、弔禮な配置塚4傾′・戎するこ、−づできる、
ば、xV]温で形成しjj良質な酸1h′l勿超伝i超
伏で、ゴゝの発(Eん防i、l−,シなが・)極め“5
′、弔禮な配置塚4傾′・戎するこ、−づできる、
第1図は、本発明にしたがった実施例の工程を示す断面
図である。 1・・・チタン酸ストロンチウムの基板、2・・・酸化
物超伝導体YBa、Cu30x o)層、2a・・・反
応領域、 2b・・・未反応領域、3・・・Auの層
、 4・・・フォトレジストの層、5・・・Al
の層。
図である。 1・・・チタン酸ストロンチウムの基板、2・・・酸化
物超伝導体YBa、Cu30x o)層、2a・・・反
応領域、 2b・・・未反応領域、3・・・Auの層
、 4・・・フォトレジストの層、5・・・Al
の層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、基板上に酸化物超伝導体層を形成する工程、上記超
伝導体層上に保護層を形成する工程、上記保護層を部分
的に除去してその下の上記超伝導体層を部分的に露出さ
せる工程、 少なくとも上記超伝導体層の露出表面上に、拡散源層を
形成する工程、および 上記拡散源とその下の上記超伝導体層の露出部分とを加
熱によって反応させて絶縁層を形成する工程 を含むことを特徴とする酸化物超伝導配線の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1011903A JPH02194570A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | 酸化物超伝導配線の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1011903A JPH02194570A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | 酸化物超伝導配線の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02194570A true JPH02194570A (ja) | 1990-08-01 |
Family
ID=11790690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1011903A Pending JPH02194570A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | 酸化物超伝導配線の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02194570A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04287382A (ja) * | 1991-03-18 | 1992-10-12 | Hitachi Ltd | 超電導薄膜パタンの形成方法 |
| US8621709B2 (en) | 2006-12-12 | 2014-01-07 | G.B.D. Corp. | Multi-strut cleaning head |
-
1989
- 1989-01-23 JP JP1011903A patent/JPH02194570A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04287382A (ja) * | 1991-03-18 | 1992-10-12 | Hitachi Ltd | 超電導薄膜パタンの形成方法 |
| US8621709B2 (en) | 2006-12-12 | 2014-01-07 | G.B.D. Corp. | Multi-strut cleaning head |
| US9439546B2 (en) | 2006-12-12 | 2016-09-13 | Omachron Intellectual Property Inc. | Multi-strut cleaning head |
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