JPH0244784A - 超伝導パターンの形成方法 - Google Patents
超伝導パターンの形成方法Info
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- JPH0244784A JPH0244784A JP63194488A JP19448888A JPH0244784A JP H0244784 A JPH0244784 A JP H0244784A JP 63194488 A JP63194488 A JP 63194488A JP 19448888 A JP19448888 A JP 19448888A JP H0244784 A JPH0244784 A JP H0244784A
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- JP
- Japan
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- substrate
- pattern
- thin film
- superconducting
- forming
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- Pending
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- 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。
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、超伝導パターンの形成方法に関する。このパ
ターンはジョセフソン素子など多くのデバイスに幅広く
使われるものである。
ターンはジョセフソン素子など多くのデバイスに幅広く
使われるものである。
従来、超伝導パターンは、基板全面に超伝導薄膜を作製
した後、エツチング等によって所望のパターンを形成す
るのが一般的であった。
した後、エツチング等によって所望のパターンを形成す
るのが一般的であった。
しかしながら、超伝導薄膜、特に近年発見されたセラミ
ックス系超伝導薄膜、窃１えばＹＢａｚＣｕ３０’ｙ−
δ＋ ＥｒＢａ２（：ｕ３０７−δ（０＜δ＜ １ ）
、Ｂ１５ｉＣａＣｕＯ系材料では、その材料組成が複
雑なこともあり、エツチングにより例えばＹ、Ｂａ、Ｃ
ｕなとのエツチング速度が異なるため超伝導体の組成が
エツチングにより変化しやすいという問題があった。
ックス系超伝導薄膜、窃１えばＹＢａｚＣｕ３０’ｙ−
δ＋ ＥｒＢａ２（：ｕ３０７−δ（０＜δ＜ １ ）
、Ｂ１５ｉＣａＣｕＯ系材料では、その材料組成が複
雑なこともあり、エツチングにより例えばＹ、Ｂａ、Ｃ
ｕなとのエツチング速度が異なるため超伝導体の組成が
エツチングにより変化しやすいという問題があった。
このため、エツチングにより超伝導特性を示さなくなっ
たり、パターンの結晶性、再現性、均一性も良くないと
いう欠点もあった。
たり、パターンの結晶性、再現性、均一性も良くないと
いう欠点もあった。
本発明は、上記の問題点を解決すべくなされたもので、
エツチング操作を必要とせず、成膜操作のみで超伝導パ
ターンを形成し得る超伝導パターンの形成方法を提供す
ることを目的とする。
エツチング操作を必要とせず、成膜操作のみで超伝導パ
ターンを形成し得る超伝導パターンの形成方法を提供す
ることを目的とする。
本発明は、パターニング用膜を単結晶基板上にパターニ
ングした後、該基板上に超伝導薄膜を成膜することを特
徴とする超伝導パターンの形成方法である。
ングした後、該基板上に超伝導薄膜を成膜することを特
徴とする超伝導パターンの形成方法である。
すなわち、単結晶基板上に単結晶以外の材料の膜でパタ
ーニングを行った後、該基板上に超伝導薄膜を成膜する
と、パターニングされていない、単結晶基板上に直接成
膜された膜のみが、超伝導性を示すことを利用したもの
である。
ーニングを行った後、該基板上に超伝導薄膜を成膜する
と、パターニングされていない、単結晶基板上に直接成
膜された膜のみが、超伝導性を示すことを利用したもの
である。
基板は、超伝導薄膜の材料により、超伝導性を示しやす
い基板を選んで使用する。すなわち、サファイア、 ５
ｒＴｉ０３． ＴｉＯ２，ＢｅＯ、ＭｇＯ、［：ａＯ。
い基板を選んで使用する。すなわち、サファイア、 ５
ｒＴｉ０３． ＴｉＯ２，ＢｅＯ、ＭｇＯ、［：ａＯ。
ＳｒＯまたはＢａＯ等を用いることができる。パターニ
ングする膜は、超伝導薄膜が形成されにくい膜なら何で
もよく、通常の蒸着材料、レジスト等が用いられ、その
結晶性は単結晶以外であれば、アモルファス、多結晶等
を用いることができる。
ングする膜は、超伝導薄膜が形成されにくい膜なら何で
もよく、通常の蒸着材料、レジスト等が用いられ、その
結晶性は単結晶以外であれば、アモルファス、多結晶等
を用いることができる。
従って、単結晶材料と同一物質、同一組成であっても、
結晶性が悪ければパターニング材として用いることもで
きる。
結晶性が悪ければパターニング材として用いることもで
きる。
超伝導薄膜の材料は、特に制限はないが、好ましい材料
としては、その化合物組成がＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄで表わされ
る４元または４元以上の多元化合物であり、ＡはＬａ
、 Ｃｅ 、 Ｐｒ 、 Ｎｄ 、 Ｐｍ 。
としては、その化合物組成がＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄで表わされ
る４元または４元以上の多元化合物であり、ＡはＬａ
、 Ｃｅ 、 Ｐｒ 、 Ｎｄ 、 Ｐｍ 。
Ｓｍ 、 Ｓｃ 、 Ｅｕ 、 Ｇｄ 、 Ｔｂ 、
Ｄｙ 、 Ｈｏ 。
Ｄｙ 、 Ｈｏ 。
Ｅｒ 、Ｔｍ 、Ｙｂ 、Ｌｕ 、Ｂｉ 、Ｔｌおよび
Ｙからなる群より選ばれる一種以上の元素、ＢはＢａ
、Ｃａ 、ＳｒおよびＰｂからなる群より選ばれる一種
以上の元素、ＣはＶ、Ｔｉ 、Ｃｒ 。
Ｙからなる群より選ばれる一種以上の元素、ＢはＢａ
、Ｃａ 、ＳｒおよびＰｂからなる群より選ばれる一種
以上の元素、ＣはＶ、Ｔｉ 、Ｃｒ 。
Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ、ＣｄおよびＣｕからな
る群より選ばわる一種以上の元素、ＤはＳおよび０から
なる群より選ばれる一種以上の元素を表わす。
る群より選ばわる一種以上の元素、ＤはＳおよび０から
なる群より選ばれる一種以上の元素を表わす。
基板上への超伝導薄膜の成膜方法としては、通常のスパ
ッタ法、電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、ＭＢＥ、ＣＶ
Ｄ法、イオンビーム法などが適用できる。
ッタ法、電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、ＭＢＥ、ＣＶ
Ｄ法、イオンビーム法などが適用できる。
このようにして作製された超伝導薄膜は、必要に応じて
熱処理ざわるが、単結晶基板は、超伝導薄膜との熱膨張
係数の近いものを選ぶことで、さらにその耐久性を向上
させることもできる。また、熱処理を行う場合、パター
ニングとして用いる膜は熱分解しない膜を用いることが
望ましく、これによって単結晶上の超伝導薄膜へ与える
影習もない。有機レジスト等をパターニング材料として
選んだ場合は、熱処理前に有機溶剤等でレジストを溶解
してから加熱すればよい。
熱処理ざわるが、単結晶基板は、超伝導薄膜との熱膨張
係数の近いものを選ぶことで、さらにその耐久性を向上
させることもできる。また、熱処理を行う場合、パター
ニングとして用いる膜は熱分解しない膜を用いることが
望ましく、これによって単結晶上の超伝導薄膜へ与える
影習もない。有機レジスト等をパターニング材料として
選んだ場合は、熱処理前に有機溶剤等でレジストを溶解
してから加熱すればよい。
以下、本発明を実施例によりさらに説明する。
実施例１
第１図は、本発明方法の工程を示す断面図である。まず
、単結晶基板１（本例では、ＭｇＯ（１００）を用いた
）上に、パターニング材として無機材料の５ｒ０７を用
いネガ形パターン２を作製した。（第１図−八） この基板上に、マグネトロンスパッタ法でＹ−Ｂａ −
Ｃｕ−０焼結体ターゲットを用いて、Ａ「雰囲気中で成
膜したところ、「第１図−Ｂ」に示すようにＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−０薄＠３，４が形成された。膜厚は５０００人で
あった。この時の成膜条件は、基板温度４００℃、Ａｒ
ガス圧０．５Ｐａ、スパッタパワー２００Ｗで成膜した
。蒸着速度は１人／ｓｅｃであフた。さらに、この基板
を酸素霊囲気中で９００℃、３時間の熱処理を行い、超
伝導パターン３を作製した。Ａｕ電極をつけて液体Ｈｅ
を用いて抵抗を測定したところＭｇ０４ＬＭ晶上のＹ−
Ｂａ −Ｃｕ −０薄膜３は８０にで電気抵抗がゼロと
なり超伝導性を示したが、パターニングした５ｉ０２上
のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０薄膜４は、４にでも抵抗ゼロには
ならず超伝導性を示さなかった。
、単結晶基板１（本例では、ＭｇＯ（１００）を用いた
）上に、パターニング材として無機材料の５ｒ０７を用
いネガ形パターン２を作製した。（第１図−八） この基板上に、マグネトロンスパッタ法でＹ−Ｂａ −
Ｃｕ−０焼結体ターゲットを用いて、Ａ「雰囲気中で成
膜したところ、「第１図−Ｂ」に示すようにＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−０薄＠３，４が形成された。膜厚は５０００人で
あった。この時の成膜条件は、基板温度４００℃、Ａｒ
ガス圧０．５Ｐａ、スパッタパワー２００Ｗで成膜した
。蒸着速度は１人／ｓｅｃであフた。さらに、この基板
を酸素霊囲気中で９００℃、３時間の熱処理を行い、超
伝導パターン３を作製した。Ａｕ電極をつけて液体Ｈｅ
を用いて抵抗を測定したところＭｇ０４ＬＭ晶上のＹ−
Ｂａ −Ｃｕ −０薄膜３は８０にで電気抵抗がゼロと
なり超伝導性を示したが、パターニングした５ｉ０２上
のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０薄膜４は、４にでも抵抗ゼロには
ならず超伝導性を示さなかった。
実施例２
サファイア（１００）基板上にノボラック樹脂系レジス
ト（八Ｚ−１３５０、シブレーファーイースト社製）で
パターニングを行い、さらにＥｒ −Ｂａ −Ｃｕ −
０をクラスターイオンビーム法で成膜した。この時の成
膜条件は、基板温度２００℃で、Ｅｒ２Ｏ３、ＢａＣＯ
３、ＣｕＯをそれぞれ独立したイオンガンより蒸発させ
た。Ｅｒ２Ｏ３の加速電圧は０．５ＫＶ、ＢａＣＯ３と
ＣｕＯの加速電圧は３ＫＶで、イオン電流は、すべて
１００ｍＡであフた。０２を毎分９〜５ｘ＋１導入しな
がら、基板上での蒸着速度が１〜８人／ｓｅｃであり、
かツＥｒ：Ｂａ：Ｃｕの組成比が１：２：３となるよう
に各イオンガンを制御した。その後、アセトンで上記レ
ジストを溶解除去し、実施例１と同様に熱処理を行った
ところ、実施例１と同様にサファイア基板上のみ良好な
超伝導薄膜を得た。臨界温度は、８５にであった。
ト（八Ｚ−１３５０、シブレーファーイースト社製）で
パターニングを行い、さらにＥｒ −Ｂａ −Ｃｕ −
０をクラスターイオンビーム法で成膜した。この時の成
膜条件は、基板温度２００℃で、Ｅｒ２Ｏ３、ＢａＣＯ
３、ＣｕＯをそれぞれ独立したイオンガンより蒸発させ
た。Ｅｒ２Ｏ３の加速電圧は０．５ＫＶ、ＢａＣＯ３と
ＣｕＯの加速電圧は３ＫＶで、イオン電流は、すべて
１００ｍＡであフた。０２を毎分９〜５ｘ＋１導入しな
がら、基板上での蒸着速度が１〜８人／ｓｅｃであり、
かツＥｒ：Ｂａ：Ｃｕの組成比が１：２：３となるよう
に各イオンガンを制御した。その後、アセトンで上記レ
ジストを溶解除去し、実施例１と同様に熱処理を行った
ところ、実施例１と同様にサファイア基板上のみ良好な
超伝導薄膜を得た。臨界温度は、８５にであった。
実施例３
Ｍｇ０基板上にＡＩｌ、２０３でパターニングを行い、
Ｂｉ −５ｒ −Ｃａ −Ｃｕ −０をマグネトロンス
パッタ法で成１反した。ターゲットはＢｉ２５ｒ２（：
ａ、ｆｌ：ｕ２０１２−ｗ （Ｘ ＞０ ）焼結体を用
いこの時の成膜条件は、基板温度２００℃、Ａｒガス圧
０．５Ｐａ、スパッタパワー２００Ｗで成膜した。蒸着
速度は１人／ｓｅｃであフた。さらに、この基板を酸素
雰囲気中で８５０℃、１時間の熱処理を行い、実施例１
と同様にＭｇＯ基板上のみ良好な超伝導薄膜を得た。臨
界温度は８５にであった。
Ｂｉ −５ｒ −Ｃａ −Ｃｕ −０をマグネトロンス
パッタ法で成１反した。ターゲットはＢｉ２５ｒ２（：
ａ、ｆｌ：ｕ２０１２−ｗ （Ｘ ＞０ ）焼結体を用
いこの時の成膜条件は、基板温度２００℃、Ａｒガス圧
０．５Ｐａ、スパッタパワー２００Ｗで成膜した。蒸着
速度は１人／ｓｅｃであフた。さらに、この基板を酸素
雰囲気中で８５０℃、１時間の熱処理を行い、実施例１
と同様にＭｇＯ基板上のみ良好な超伝導薄膜を得た。臨
界温度は８５にであった。
以上説明したように、本発明による超伝導パターンの形
成方法によれば、超伝導薄膜形成後、Ａ６１１なエツチ
ング等の処理を行わないため、パターンの結晶性、再現
性、均一性の良い優れた超伝導パターンを形成すること
かできる。
成方法によれば、超伝導薄膜形成後、Ａ６１１なエツチ
ング等の処理を行わないため、パターンの結晶性、再現
性、均一性の良い優れた超伝導パターンを形成すること
かできる。
第１図は本発明の超伝導パターン形成方法の一例を示す
模式的断面図である。 １：単結晶基板 ２：パターニング膜、 ３：超伝導薄膜、 ４二非超伝導薄膜。 特許出願人 キャノン株式会社
模式的断面図である。 １：単結晶基板 ２：パターニング膜、 ３：超伝導薄膜、 ４二非超伝導薄膜。 特許出願人 キャノン株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、無機材料を単結晶基板上にパターニングした後、該
基板上に超伝導薄膜を成膜することを特徴とする超伝導
パターンの形成方法。 ２、有機レジストを単結晶基板上にパターニングした後
、該基板上に超伝導薄膜を成膜し、次いで該有機レジス
トを溶解除去することを特徴とする超伝導パターンの形
成方法。 ３、前記超伝導薄膜の化合物組成をＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄと表
わすとき、ＡがＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、
Ｓｃ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、Ｌｕ、Ｂｉ、ＴｌおよびＹよりなる群から選ばれた
一種以上の元素；ＢがＢａ、Ｃａ、ＳｒおよびＰｂより
なる群から選ばれた一種以上の元素：ＣがＶ、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ、ＣｄおよびＣｕよ
りなる群から選ばれた一種以上の元素；ＤがＳおよびＯ
よりなる群から選ばれた一種以上の元素である請求項１
または２記載の超伝導パターンの形成方法。 ４、前記単結晶基板が、サファイア、ＳｉＴｉＯ＿３、
ＴｉＯ＿２、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯまたはＢ
ａＯである請求項１または２記載の超伝導パターンの形
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194488A JPH0244784A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 超伝導パターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194488A JPH0244784A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 超伝導パターンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0244784A true JPH0244784A (ja) | 1990-02-14 |
Family
ID=16325364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63194488A Pending JPH0244784A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 超伝導パターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0244784A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0697522A (ja) * | 1990-11-30 | 1994-04-08 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 超伝導材料の薄膜の製造方法 |
| CN112117375A (zh) * | 2020-09-24 | 2020-12-22 | 中国科学院微电子研究所 | 一种超导纳米线结构及其制备方法 |
| CN112117376A (zh) * | 2020-09-24 | 2020-12-22 | 中国科学院微电子研究所 | 一种超导纳米线结构及其制备方法 |
| JP2023076209A (ja) * | 2021-11-22 | 2023-06-01 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 多芯薄膜超伝導線材、および、その製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS592349A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 酸化物超伝導体回路形成法 |
| JPS6441282A (en) * | 1987-07-21 | 1989-02-13 | Philips Nv | Method of depositing superconducting oxide material thin layer |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP63194488A patent/JPH0244784A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS592349A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 酸化物超伝導体回路形成法 |
| JPS6441282A (en) * | 1987-07-21 | 1989-02-13 | Philips Nv | Method of depositing superconducting oxide material thin layer |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0697522A (ja) * | 1990-11-30 | 1994-04-08 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 超伝導材料の薄膜の製造方法 |
| CN112117375A (zh) * | 2020-09-24 | 2020-12-22 | 中国科学院微电子研究所 | 一种超导纳米线结构及其制备方法 |
| CN112117376A (zh) * | 2020-09-24 | 2020-12-22 | 中国科学院微电子研究所 | 一种超导纳米线结构及其制备方法 |
| JP2023076209A (ja) * | 2021-11-22 | 2023-06-01 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 多芯薄膜超伝導線材、および、その製造方法 |
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