JPH0272684A - 酸化物超伝導薄膜のパターン形成方法 - Google Patents
酸化物超伝導薄膜のパターン形成方法Info
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- JPH0272684A JPH0272684A JP63222270A JP22227088A JPH0272684A JP H0272684 A JPH0272684 A JP H0272684A JP 63222270 A JP63222270 A JP 63222270A JP 22227088 A JP22227088 A JP 22227088A JP H0272684 A JPH0272684 A JP H0272684A
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- thin film
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- oxide superconducting
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- 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〕
酸化物超伝導薄膜のパターンを形成する方法の改良に関
し、 酸化物超伝導薄膜を、その構成元素に関係な（、容易に
且つ微細にパターニングできるようにすることを目的と
し、 表面に酸化物超伝導薄膜が積層された場合に該酸化物超
伝導薄膜が超伝導性を示し得る物質からなる基板（或い
は層）に対して必要とされる酸化物超伝導薄膜パターン
と同じそれを形成する工程と、次いで、酸化物超伝導薄
膜を形成してから該酸化物超伝導薄膜の酸化処理を行う
工程とを含んでなるよう構成する。
し、 酸化物超伝導薄膜を、その構成元素に関係な（、容易に
且つ微細にパターニングできるようにすることを目的と
し、 表面に酸化物超伝導薄膜が積層された場合に該酸化物超
伝導薄膜が超伝導性を示し得る物質からなる基板（或い
は層）に対して必要とされる酸化物超伝導薄膜パターン
と同じそれを形成する工程と、次いで、酸化物超伝導薄
膜を形成してから該酸化物超伝導薄膜の酸化処理を行う
工程とを含んでなるよう構成する。
本発明は、酸化物超伝導薄膜のパターンを形成する方法
の改良に関する。
の改良に関する。
近年、酸化物超伝導薄膜を用いた超伝導デバイスの研究
・開発が盛んである。
・開発が盛んである。
このような超伝導デバイスを製造する場合、当然のこと
ながら、酸化物超伝導薄膜のパターニング、それも微細
なパターニングが必要となる。
ながら、酸化物超伝導薄膜のパターニング、それも微細
なパターニングが必要となる。
一般に、酸化物超伝導体は多くの種類の元素で構成され
ている。従って、この薄膜をパターニングするとなると
、含有される全ての元素に対して有効なパターン形成方
法を採り入れることが必要になり、そのプロセスは限定
されたものとならざるを得ない。
ている。従って、この薄膜をパターニングするとなると
、含有される全ての元素に対して有効なパターン形成方
法を採り入れることが必要になり、そのプロセスは限定
されたものとならざるを得ない。
従って、超伝導デバイスの製造を産業として立ち上げる
為には、酸化物超伝導薄膜の構成元素に関係なくパター
ニングできる方法を開発することが一要素として必要で
ある。
為には、酸化物超伝導薄膜の構成元素に関係なくパター
ニングできる方法を開発することが一要素として必要で
ある。
現在、酸化物超伝導薄膜をパターニングするには、半導
体装置の製造プロセスで採用されている反応性イオン・
エツチング（ｒｅａｃｔｉｖｅｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎ
ｇ：ＲＩＥ）法を適用した事例、イオン・ビーム・エツ
チングやスパッタ・エツチングなど物理的なエツチング
法を適用した事例などが知られている。
体装置の製造プロセスで採用されている反応性イオン・
エツチング（ｒｅａｃｔｉｖｅｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎ
ｇ：ＲＩＥ）法を適用した事例、イオン・ビーム・エツ
チングやスパッタ・エツチングなど物理的なエツチング
法を適用した事例などが知られている。
前記したように、ＲＩＥ法を適用する場合、エツチング
・ガスの選択が難しい上にエツチング速度が遅いので有
効とはいえず、また、物理的なエツチング法も矢張り時
間が掛かる点では同じである。
・ガスの選択が難しい上にエツチング速度が遅いので有
効とはいえず、また、物理的なエツチング法も矢張り時
間が掛かる点では同じである。
本発明は、酸化物超伝導薄膜を、その構成元素に関係な
く、容易に且つ微細にパターニングできるようにする。
く、容易に且つ微細にパターニングできるようにする。
第１図及び第２図は本発明の詳細な説明する為の工程要
所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側面図を表
している。
所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側面図を表
している。
図に於いて、１は表面に酸化物からなる薄膜が形成され
ると該薄膜が超伝導特性を示す物質からなる層、２は表
面に酸化物からなる薄膜が形成されても該薄膜は超伝導
特性を示さない物質からなる層、３は酸化物からなる薄
膜をそれぞれ示している。
ると該薄膜が超伝導特性を示す物質からなる層、２は表
面に酸化物からなる薄膜が形成されても該薄膜は超伝導
特性を示さない物質からなる層、３は酸化物からなる薄
膜をそれぞれ示している。
一般に、酸化物超伝導薄膜とされているものであっても
、その下地の如何に依って超伝導特性を示す場合と示さ
ない場合があり、本発明では、この現象を利用して酸化
物超伝導薄膜の微細パターンを形成するようにしている
。
、その下地の如何に依って超伝導特性を示す場合と示さ
ない場合があり、本発明では、この現象を利用して酸化
物超伝導薄膜の微細パターンを形成するようにしている
。
このようなことから、本発明に依る酸化物超伝導薄膜の
パターン形成方法に於いては、表面に酸化物超伝導薄膜
（例えばＢ １−Ｃａ−Ｃｕ−０層１４或いは２４）が
積層された場合に該酸化物超伝導薄膜が超伝導性を示し
得る物質からなる基板或いは層（例えば酸化マグネシウ
ム基板１１或いは酸化マグネシウム膜２２）に対して必
要とされる酸化物超伝導薄膜パターンと同じそれ（例え
ば開口１３Ａ或いはパターニングされた酸化マグネシウ
ム膜２２）を形成する工程と、次いで、酸化物超伝導薄
膜を形成してから該酸化物超伝導薄膜の酸化処理（例え
ば酸素プラズマに曝したり、酸素アニールをする）を行
う工程とを含んでなるよう構成する。
パターン形成方法に於いては、表面に酸化物超伝導薄膜
（例えばＢ １−Ｃａ−Ｃｕ−０層１４或いは２４）が
積層された場合に該酸化物超伝導薄膜が超伝導性を示し
得る物質からなる基板或いは層（例えば酸化マグネシウ
ム基板１１或いは酸化マグネシウム膜２２）に対して必
要とされる酸化物超伝導薄膜パターンと同じそれ（例え
ば開口１３Ａ或いはパターニングされた酸化マグネシウ
ム膜２２）を形成する工程と、次いで、酸化物超伝導薄
膜を形成してから該酸化物超伝導薄膜の酸化処理（例え
ば酸素プラズマに曝したり、酸素アニールをする）を行
う工程とを含んでなるよう構成する。
前記手段を採ることに依り、パターンは酸化物超伝導薄
膜の堆積前に形成されているので、その構成元素の如何
には全く無関係である。従って、酸化物超伝導薄膜のパ
ターニングには不向きであるとされてきたＲＩＥ法の適
用が有効になり、通常の半導体装置製造プロセスに於い
て多用されているリソグラフィ技術をそのまま使用する
ことができ、現在、半導体装置で実現されているのと同
程廣の微細パターンを容易に形成することが可能となる
。
膜の堆積前に形成されているので、その構成元素の如何
には全く無関係である。従って、酸化物超伝導薄膜のパ
ターニングには不向きであるとされてきたＲＩＥ法の適
用が有効になり、通常の半導体装置製造プロセスに於い
て多用されているリソグラフィ技術をそのまま使用する
ことができ、現在、半導体装置で実現されているのと同
程廣の微細パターンを容易に形成することが可能となる
。
第３図乃至第６図は本発明一実施例を解説する為の工程
要所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側面図を
表し、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
要所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側面図を
表し、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
第３図参照
＋ｌ） 化学気相成長（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐ
。
。
ｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法を適用するこ
とに依り、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）基板１１の表面
に二酸化シリコン（ＳｉＯｚ）膜１２を厚さ例えば１
〔μｍ〕程度に堆積させる。
とに依り、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）基板１１の表面
に二酸化シリコン（ＳｉＯｚ）膜１２を厚さ例えば１
〔μｍ〕程度に堆積させる。
第４図参照
（２）通常のフォト・リソグラフィ技術に於けるレジス
ト・プロセスを適用することに依り、開口１３Ａを有す
るフォト・レジスト膜１３を形成する。尚、開口１３Ａ
は超伝導薄膜のパターンを画定するものである。
ト・プロセスを適用することに依り、開口１３Ａを有す
るフォト・レジスト膜１３を形成する。尚、開口１３Ａ
は超伝導薄膜のパターンを画定するものである。
第５図参照
（３）エツチング・ガスをＣＦ４．ＣＦ４＋Ｈ２゜ＣＣ
Ｉ！２Ｆ２などフッ素系ガスとするドライ・エツチング
法を適用することに依り、フォト・レジスト膜１３をマ
スクとしてＳｉＯ２膜１２のエツチングを行い、開口１
３Ａと同じパターンの開口１２Ａを形成する。
Ｉ！２Ｆ２などフッ素系ガスとするドライ・エツチング
法を適用することに依り、フォト・レジスト膜１３をマ
スクとしてＳｉＯ２膜１２のエツチングを行い、開口１
３Ａと同じパターンの開口１２Ａを形成する。
この工程を経ることに依り、開口１２Ａ内にはＭｇＯ基
板１１の一部が表出される。
板１１の一部が表出される。
第６図参照
（４） スパッタリング法を適用することに依り、厚
さ例えば５００（ｎｍ）程度のビスマス（Ｂｉ）系の酸
化物膜、例えば、Ｂ １−Ｃａ−Ｃｕ−０膜１４を形成
する。
さ例えば５００（ｎｍ）程度のビスマス（Ｂｉ）系の酸
化物膜、例えば、Ｂ １−Ｃａ−Ｃｕ−０膜１４を形成
する。
（５）酸素プラズマに曝したり或いは酸素アニールする
など、所謂、酸素処理を行う。
など、所謂、酸素処理を行う。
この工程を経ると、Ｂ１−Ｃａ−Ｃｕ−〇膜１４のうち
ＭｇＯ基板１１とコンタクトしている部分は超伝導性を
示すようになり、５ｉ０２膜１２上に在る部分は超伝導
性を示さない。従って、これに依って酸化物超伝導薄膜
からなるパターンが形成されたことになる。
ＭｇＯ基板１１とコンタクトしている部分は超伝導性を
示すようになり、５ｉ０２膜１２上に在る部分は超伝導
性を示さない。従って、これに依って酸化物超伝導薄膜
からなるパターンが形成されたことになる。
第７図乃至第１０図は本発明に於ける他の実施例を解説
する為の工程要所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部
切断側面図を表し、以下、これ等の図を参照しつつ説明
する。
する為の工程要所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部
切断側面図を表し、以下、これ等の図を参照しつつ説明
する。
第７図参照
（１）ＣＶＤ法を適用することに依り、ＳｉＯ２基板２
１の表面に厚さ例えば０．５〔μｍ〕程度のＭｇ○膜２
２を堆積させる。
１の表面に厚さ例えば０．５〔μｍ〕程度のＭｇ○膜２
２を堆積させる。
第８図参照
（２）通常のフォト・リソグラフィ技術に於けるレジス
ト・プロセスを適用することに依り、後に形成される超
伝導薄膜パターンと同じそれを有するマスク・パターン
膜２３を形成する。
ト・プロセスを適用することに依り、後に形成される超
伝導薄膜パターンと同じそれを有するマスク・パターン
膜２３を形成する。
第９図参照
（３） エツチング・ガスをＡｒとするドライ・エツ
チング法を適用することに依り、マスク・バタン膜２３
をマスクとしてＭｇＯ膜２２のエツチングを行う。
チング法を適用することに依り、マスク・バタン膜２３
をマスクとしてＭｇＯ膜２２のエツチングを行う。
この工程を経ることに依り、ＭｇＯ膜２２は後に形成さ
れる超伝導薄膜のパターンと同じになる。
れる超伝導薄膜のパターンと同じになる。
第１０図参照
（４） スパッタリング法を適用することに依り、厚
さ例えば５００（ｎｍ）程度のビスマス（Ｂ１）系の酸
化物膜、例えば、Ｂ１−Ｃａ−Ｃｕ−０膜２４を形成す
る。
さ例えば５００（ｎｍ）程度のビスマス（Ｂ１）系の酸
化物膜、例えば、Ｂ１−Ｃａ−Ｃｕ−０膜２４を形成す
る。
（５）酸素プラズマに曝したり或いは酸素アニールする
など、所謂、酸素処理を行う。
など、所謂、酸素処理を行う。
斯かる工程を経ることに依り、３ｉ−ＣａＣｕ＝Ｏ膜２
４のうちＭｇＯ膜２２とコンタクトしている部分は超伝
導性を示すようになり、５ｉｏｚ基板２１上に在る部分
は超伝導性を示さない。従って、これに依って酸化物起
転ｍｌ膜からなるパターンが形成されたことになる。
４のうちＭｇＯ膜２２とコンタクトしている部分は超伝
導性を示すようになり、５ｉｏｚ基板２１上に在る部分
は超伝導性を示さない。従って、これに依って酸化物起
転ｍｌ膜からなるパターンが形成されたことになる。
第１１図は本発明に於ける更に他の実施例を解説する為
の工程要所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側
面図を表し、以下、この図を参照しつつ説明する。尚、
第３図乃至第６図に於いて用いた記号と同記号は同部分
を示すか或いは同じ意味を持つものとする。
の工程要所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側
面図を表し、以下、この図を参照しつつ説明する。尚、
第３図乃至第６図に於いて用いた記号と同記号は同部分
を示すか或いは同じ意味を持つものとする。
本実施例の工程、Ｂｉ系酸化物膜、即ち、Ｂ１Ｃａ−Ｃ
ｕ−○膜１４を形成する迄の工程は第３図乃至第６図に
ついて説明した実施例と同じであるから省略し、その次
の段階から説明する。
ｕ−○膜１４を形成する迄の工程は第３図乃至第６図に
ついて説明した実施例と同じであるから省略し、その次
の段階から説明する。
第１１図参照
＋１）Ｓｉ０２膜１２並びにＢ １−Ｃａ−Ｃｕ−０膜
１４が形成されたＭｇＯ基板１１をフッ酸系エツチング
液に浸漬して５ｉ０２膜１２のエツチングを行って除去
すると、その上にある超伝導性を示さないＢ １−Ｃａ
−Ｃｕ−０膜１４は除去されてしまい、ＭｇＯ基板１２
とコンタクトして超伝導性を示すＢ １−Ｃａ−Ｃｕ−
０膜１４、従って、必要とするパターンをもつＢ１Ｃａ
−Ｃｕ−０膜１４の部分のみが残るものである。
１４が形成されたＭｇＯ基板１１をフッ酸系エツチング
液に浸漬して５ｉ０２膜１２のエツチングを行って除去
すると、その上にある超伝導性を示さないＢ １−Ｃａ
−Ｃｕ−０膜１４は除去されてしまい、ＭｇＯ基板１２
とコンタクトして超伝導性を示すＢ １−Ｃａ−Ｃｕ−
０膜１４、従って、必要とするパターンをもつＢ１Ｃａ
−Ｃｕ−０膜１４の部分のみが残るものである。
尚、このような工程を採るのであれば、第３図乃至第６
図について説明した実施例に於ける工程（５）の酸素処
理は、Ｂ１−Ｃａ−Ｃｕ−○膜Ｉ４のパターニングを行
ってから施すことも可能である。
図について説明した実施例に於ける工程（５）の酸素処
理は、Ｂ１−Ｃａ−Ｃｕ−○膜Ｉ４のパターニングを行
ってから施すことも可能である。
前記説明した各実施例では、材料としてＭｇＯ及びＢｉ
系の組み合わせを使用したが、これは、チタン酸ストロ
ンチウム（ＳｒＴｉ０３）及びＹ系の組み合わせも使用
することができ、この場合に於けるＹ系としては、例え
ば、Ｙ−Ｂａ−ＣｕＯが挙げられる。また、酸化物超伝
導薄膜が超伝導性を示さないようにする為の下地として
５ｉ０２膜を用いたが、これは、他の絶縁膜、例えば、
窒化シリコン（Ｓｊ３Ｎ４）膜に代替することもできる
。
系の組み合わせを使用したが、これは、チタン酸ストロ
ンチウム（ＳｒＴｉ０３）及びＹ系の組み合わせも使用
することができ、この場合に於けるＹ系としては、例え
ば、Ｙ−Ｂａ−ＣｕＯが挙げられる。また、酸化物超伝
導薄膜が超伝導性を示さないようにする為の下地として
５ｉ０２膜を用いたが、これは、他の絶縁膜、例えば、
窒化シリコン（Ｓｊ３Ｎ４）膜に代替することもできる
。
本発明に依る酸化物超伝導薄膜のパターン形成方法に於
いては、積層された場合に酸化物超伝導薄膜が超伝導性
を示し得るような物質からなる基板或いは層に対しパタ
ーンを形成し、その上に酸化物超伝導薄膜を形成し、該
酸化物超伝導薄膜の酸化処理を行う工程とを含んでいる
。
いては、積層された場合に酸化物超伝導薄膜が超伝導性
を示し得るような物質からなる基板或いは層に対しパタ
ーンを形成し、その上に酸化物超伝導薄膜を形成し、該
酸化物超伝導薄膜の酸化処理を行う工程とを含んでいる
。
前記構成を採ることに依り、パターンは酸化物超伝導薄
膜の堆積前に形成されているので、その構成元素の如何
には全く無関係である。従って、酸化物超伝導薄膜のパ
ターニングには不向きであるとされてきたＲＩＥ法の適
用が有効になり、通常の半導体装置製造プロセスに於い
て多用されているリソグラフィ技術をそのまま使用する
ことができ、現在、半導体装置で実現されているのと同
程度の微細パターンを容易に形成することが可能となる
。
膜の堆積前に形成されているので、その構成元素の如何
には全く無関係である。従って、酸化物超伝導薄膜のパ
ターニングには不向きであるとされてきたＲＩＥ法の適
用が有効になり、通常の半導体装置製造プロセスに於い
て多用されているリソグラフィ技術をそのまま使用する
ことができ、現在、半導体装置で実現されているのと同
程度の微細パターンを容易に形成することが可能となる
。
第１図及び第２図は本発明の詳細な説明する為の工程要
所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側面図、第
３図乃至第６図は本発明一実施例を説明する為の工程要
所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側面図、第
７図乃至第１０図は本発明の他の実施例を説明する為の
工程要所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側面
図、第１１図は本発明の更に他の実施例を説明する為の
工程要所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側面
図をそれぞれ表している。 図に於いて、ｌは表面に酸化物からなる薄膜が形成され
ると該薄膜が超伝導特性を示す物質からなる層、２は表
面に酸化物からなる薄膜が形成されても該薄膜は超伝導
特性を示さない物質からなる層、３は酸化物からなる薄
膜をそれぞれ示している。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司
所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側面図、第
３図乃至第６図は本発明一実施例を説明する為の工程要
所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側面図、第
７図乃至第１０図は本発明の他の実施例を説明する為の
工程要所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側面
図、第１１図は本発明の更に他の実施例を説明する為の
工程要所に於ける酸化物超伝導デバイスの要部切断側面
図をそれぞれ表している。 図に於いて、ｌは表面に酸化物からなる薄膜が形成され
ると該薄膜が超伝導特性を示す物質からなる層、２は表
面に酸化物からなる薄膜が形成されても該薄膜は超伝導
特性を示さない物質からなる層、３は酸化物からなる薄
膜をそれぞれ示している。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 表面に酸化物超伝導薄膜が積層された場合に該酸化物超
伝導薄膜が超伝導性を示し得る物質からなる基板（或い
は層）に対して必要とされる酸化物超伝導薄膜パターン
と同じそれを形成する工程と、 次いで、酸化物超伝導薄膜を形成してしてから該酸化物
超伝導薄膜の酸化処理を行う工程とを含んでなることを
特徴とする酸化物超伝導薄膜のパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63222270A JPH0272684A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 酸化物超伝導薄膜のパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63222270A JPH0272684A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 酸化物超伝導薄膜のパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0272684A true JPH0272684A (ja) | 1990-03-12 |
Family
ID=16779752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63222270A Pending JPH0272684A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 酸化物超伝導薄膜のパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0272684A (ja) |
-
1988
- 1988-09-07 JP JP63222270A patent/JPH0272684A/ja active Pending
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