JPH0332074A - 超電導デバイス - Google Patents
超電導デバイスInfo
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- JPH0332074A JPH0332074A JP1167570A JP16757089A JPH0332074A JP H0332074 A JPH0332074 A JP H0332074A JP 1167570 A JP1167570 A JP 1167570A JP 16757089 A JP16757089 A JP 16757089A JP H0332074 A JPH0332074 A JP H0332074A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0744—Manufacture or deposition of electrodes
-
- 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
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- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/70—High TC, above 30 k, superconducting device, article, or structured stock
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-
- 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
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- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/917—Mechanically manufacturing superconductor
- Y10S505/925—Making superconductive joint
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Manufacturing Of Electrical Connectors (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、超電導デバイスおよびその配線方法に関する
。より詳細には、酸化物超電導薄膜を用いた超電導デバ
イスおよびその配線方法に関する。
。より詳細には、酸化物超電導薄膜を用いた超電導デバ
イスおよびその配線方法に関する。
従来の技術
酸化物超電導体を用いた超電導デバイスは、最も早く実
用に供される酸化物超電導体製品と言われている。この
超電導デバイスは、一般に酸化物超電導体を薄膜として
用いるものが多い。また、このような超電導デバイスの
超電導部分は、内部または外部の常電導の部分と接続し
なければならないが、その接続方法が確立してない。一
部の研究者の間では、超電導薄膜表面にインジュウム（
Ｉ ｎ）を押しつけることにより接触させてリード線を
つなぐ方法が用いられている。
用に供される酸化物超電導体製品と言われている。この
超電導デバイスは、一般に酸化物超電導体を薄膜として
用いるものが多い。また、このような超電導デバイスの
超電導部分は、内部または外部の常電導の部分と接続し
なければならないが、その接続方法が確立してない。一
部の研究者の間では、超電導薄膜表面にインジュウム（
Ｉ ｎ）を押しつけることにより接触させてリード線を
つなぐ方法が用いられている。
発明が解決しようとする課題
酸化物超電導薄膜の表面は、大気に曝されることによっ
て、大気中の水分等の影響を受は劣化される。大気にふ
れた部分は、そのままの状態では表面に非常にうすい絶
縁層が生じている。従って、この表面から直接リード線
を取り出すと、その接触抵抗により、十分なオーミック
コンタクトが得られず、超電導デバイスの特性を十分に
取り出すことができなかった。
て、大気中の水分等の影響を受は劣化される。大気にふ
れた部分は、そのままの状態では表面に非常にうすい絶
縁層が生じている。従って、この表面から直接リード線
を取り出すと、その接触抵抗により、十分なオーミック
コンタクトが得られず、超電導デバイスの特性を十分に
取り出すことができなかった。
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し
た良好な接触を得られる接続を行った超電導デバイスお
よびその配線方法を提供することにある。
た良好な接触を得られる接続を行った超電導デバイスお
よびその配線方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
本発明に従うと、超電導体部分と該超電導体部分以外の
部分とが接続用配線を用いて接続されている超電導デバ
イスにおいて、前記接続用配線と超電導体との電気的な
接続が実質的に該超電導体の表面以外の面で行われてい
ることを特徴とする超電導デバイスが提供される。また
、この超電導デバイスの配線方法として、超電導体部分
と該超電導体部分以外の部分とを接続用配線を用いて接
続する方法において、前記接続用配線と超電導体との実
質的な電気的接続を該超電導体の表面以外の面で行うこ
とを特徴とする方法が提供される。
部分とが接続用配線を用いて接続されている超電導デバ
イスにおいて、前記接続用配線と超電導体との電気的な
接続が実質的に該超電導体の表面以外の面で行われてい
ることを特徴とする超電導デバイスが提供される。また
、この超電導デバイスの配線方法として、超電導体部分
と該超電導体部分以外の部分とを接続用配線を用いて接
続する方法において、前記接続用配線と超電導体との実
質的な電気的接続を該超電導体の表面以外の面で行うこ
とを特徴とする方法が提供される。
本発明において、超電導体の表面以外の面での接続を実
現するには、例えば超電導体に接続用の接続穴を開け、
この接続穴を利用して超電導体の表面以外の面と接続用
配線とを接続することが好ましい。また、この接続穴内
部には、導電性金属をコーティングすることが好ましく
、このコーティングをした後にＡｇおよび／または１ｎ
を用いて接続用配線を接続することが好ましい。
現するには、例えば超電導体に接続用の接続穴を開け、
この接続穴を利用して超電導体の表面以外の面と接続用
配線とを接続することが好ましい。また、この接続穴内
部には、導電性金属をコーティングすることが好ましく
、このコーティングをした後にＡｇおよび／または１ｎ
を用いて接続用配線を接続することが好ましい。
第１図に、本発明の超電導デバイスの接続用配線との接
続部の一例を示す。第１図の超電導デバイスでは、・基
板１上に作製された超電導薄膜２に形成された接続穴３
を利用して、超電導薄膜２とリード線５を接続している
。接続穴３の内面には、接触抵抗を減するために電気伝
導性のよい金属によるコーティング層６が形成され、リ
ード線５は導電性ペースト４で固定されている。
続部の一例を示す。第１図の超電導デバイスでは、・基
板１上に作製された超電導薄膜２に形成された接続穴３
を利用して、超電導薄膜２とリード線５を接続している
。接続穴３の内面には、接触抵抗を減するために電気伝
導性のよい金属によるコーティング層６が形成され、リ
ード線５は導電性ペースト４で固定されている。
作用
本発明の超電導デバイスは、接続用配線と超電導体との
電気的な接続が実質的に該超電導体の表面以外の面で行
われているところにその主要な特徴がある。
電気的な接続が実質的に該超電導体の表面以外の面で行
われているところにその主要な特徴がある。
超電導デバイスに用いられている酸化物超電導薄膜の表
面は、大気に曝されるので大気中の水分等により劣化し
ている。しかしながら、内部の状態は良好であるため、
薄膜に穴をあけ、その穴内面の超電導体と接続用配線と
を接続することにより、良好なオーミックコンタクトを
得ることができる。
面は、大気に曝されるので大気中の水分等により劣化し
ている。しかしながら、内部の状態は良好であるため、
薄膜に穴をあけ、その穴内面の超電導体と接続用配線と
を接続することにより、良好なオーミックコンタクトを
得ることができる。
また、酸化物超電導体は、超電導性の強さを示すコヒー
レンス長に大きな異方性を有しており、ａ１ｂ軸方向に
較べてＣ軸方向のコヒーレンス長は約１／ｌＯと短く、
超電導性が弱い。従って、Ｃ軸が基板に対して垂直な超
電導体は、表面方向に良好な電気的接触を形成すること
は困難である。しかしながら、例えばこの超電導体に穴
を開け、この超電導体の側面、すなわちＣ軸と垂直な方
向の接触を得ることができれば、強い超電導性による、
いわゆる近接効果が利用できるため、電気的に良好なオ
ーミックコンタクトが得られやすい。接続穴は機械的に
加工することが望ましいが、フォトリンゲラフィブロセ
スによって化学的あるいは物理的に形成することもでき
る。
レンス長に大きな異方性を有しており、ａ１ｂ軸方向に
較べてＣ軸方向のコヒーレンス長は約１／ｌＯと短く、
超電導性が弱い。従って、Ｃ軸が基板に対して垂直な超
電導体は、表面方向に良好な電気的接触を形成すること
は困難である。しかしながら、例えばこの超電導体に穴
を開け、この超電導体の側面、すなわちＣ軸と垂直な方
向の接触を得ることができれば、強い超電導性による、
いわゆる近接効果が利用できるため、電気的に良好なオ
ーミックコンタクトが得られやすい。接続穴は機械的に
加工することが望ましいが、フォトリンゲラフィブロセ
スによって化学的あるいは物理的に形成することもでき
る。
本発明では、超電導体の表面以外の面で超電導体と接続
用配線とが接続されていれば十分であり、上記の接続穴
は一例で必須ではない。他の方法としては、超電導体に
溝を形成する、端部をエツチングして清浄な面で接続を
行う等の方法が考えられる。
用配線とが接続されていれば十分であり、上記の接続穴
は一例で必須ではない。他の方法としては、超電導体に
溝を形成する、端部をエツチングして清浄な面で接続を
行う等の方法が考えられる。
本発明の方法で、例えば接続穴を用いる場合には、その
内面を導電性金属でコーティングすることが好ましい。
内面を導電性金属でコーティングすることが好ましい。
このコーティング層は本発明において不可欠ではないが
、良好な特性を得るために有効に作用する。コーティン
グ層は真空蒸着、スパッタリング等の通常のコーティン
グ手段により作製できる。材料は、Ａｇ５Ａｕ、 Ｉｎ
、 Ｚｎ、 ＣｕＳＮｉ。
、良好な特性を得るために有効に作用する。コーティン
グ層は真空蒸着、スパッタリング等の通常のコーティン
グ手段により作製できる。材料は、Ａｇ５Ａｕ、 Ｉｎ
、 Ｚｎ、 ＣｕＳＮｉ。
Ｐｔ、 Ｔｉ５Ｐｂ、 Ｐｄ等、超電導体との反応性が
低く、導電性の高い材料を用いることができる。
低く、導電性の高い材料を用いることができる。
また、接続用配線を固定する導電性ペーストは、Ａｇ、
Ｉｎ、 Ｃｕ５ＡｕＳＰｔＳＡｌ、 Ｐｂ等とペース
トの混合物あるいは、それらの金属単体を用いることが
できる。金属単体を用いる場合は比較的にやわらかいＡ
ｇ５Ｉｎ、 Ｐｂなどが望ましい。この導電性ペースト
は本発明において不可欠ではなく、上記のコーティング
層上に直接リード線を超音波により接続してもよい。
Ｉｎ、 Ｃｕ５ＡｕＳＰｔＳＡｌ、 Ｐｂ等とペース
トの混合物あるいは、それらの金属単体を用いることが
できる。金属単体を用いる場合は比較的にやわらかいＡ
ｇ５Ｉｎ、 Ｐｂなどが望ましい。この導電性ペースト
は本発明において不可欠ではなく、上記のコーティング
層上に直接リード線を超音波により接続してもよい。
以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明するが
、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明
の技術的範囲をなんら制限するものではない。
、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明
の技術的範囲をなんら制限するものではない。
実施例１
Ｍｇ○（１００）単結晶基板上にスパッタリング法によ
り作製したＹ 、 Ｂａ２Ｃｕ３０ Ｍ薄膜を用い、巾
１００ ｐ ｍ、長さ１０ｍｍの超電導回路を作製し、
第１図に示した構造でＡｕワイヤと接続を行い、接触抵
抗を測定して本発明の効果を調べた。
り作製したＹ 、 Ｂａ２Ｃｕ３０ Ｍ薄膜を用い、巾
１００ ｐ ｍ、長さ１０ｍｍの超電導回路を作製し、
第１図に示した構造でＡｕワイヤと接続を行い、接触抵
抗を測定して本発明の効果を調べた。
接続穴３は、先端が鋭いダイヤモンドペンを押しつける
ことにより、約５０μｍφの穴を機械的に開けた。その
後、真空蒸着法により、Ａｕを以下の条件で３０００人
の厚さで蒸着して、コーティング層６を形成した。
ことにより、約５０μｍφの穴を機械的に開けた。その
後、真空蒸着法により、Ａｕを以下の条件で３０００人
の厚さで蒸着して、コーティング層６を形成した。
（蒸着条件）
基板加熱 なし。
真空度 １〜３×ＩＯ″６ｔＯｒｒ
蒸着速度 ５〜１０人／ｓｅｃ
次にＩｎを接続穴内に物理的に押し付け、Ａｕワイヤ（
５０μｍφ）を接続した。
５０μｍφ）を接続した。
尚、比較のために等しい超電導回路に同じＡｕワイヤを
超電導薄膜表面で接続したものも作製し、接触抵抗を測
定した。結果を第１表に示す。
超電導薄膜表面で接続したものも作製し、接触抵抗を測
定した。結果を第１表に示す。
第 １ 表
（７７ＪＫでの接触抵抗を測定）
本発明では、従来と比較して１桁以上の改善が見られた
。
。
実施例２
Ｍｇ○（１００）単結晶基板上にスパッタリング法によ
り作製したＹ、Ｂａ２Ｃｕ３０８薄膜を用い、巾１００
μｍ。
り作製したＹ、Ｂａ２Ｃｕ３０８薄膜を用い、巾１００
μｍ。
長さ１０ｍｍの超電導回路を作製し、第１図に示した構
造でＡｕワイヤと接続を行い、接触抵抗を測定して本発
明の効果を調べた。
造でＡｕワイヤと接続を行い、接触抵抗を測定して本発
明の効果を調べた。
接続穴３は、５０μｍφで、フォトリングラフィ法によ
りパターンを作製し、カウフマン式イオンガンにより穴
を開けた。その後、真空蒸着法により、Ａｕを実施例１
と同じ条件で３０００人の厚さで蒸着して、コーティン
グ層６を形成した。
りパターンを作製し、カウフマン式イオンガンにより穴
を開けた。その後、真空蒸着法により、Ａｕを実施例１
と同じ条件で３０００人の厚さで蒸着して、コーティン
グ層６を形成した。
次に実施例１と等しい方法で、Ａｕワイヤ（５０μｍφ
）を接続した。
）を接続した。
尚、比較のために等しい超電導回路に同じＡｕワイヤを
超電導薄膜表面で接続したものも作製し、接触抵抗を測
定した。結果を第２表に示す。
超電導薄膜表面で接続したものも作製し、接触抵抗を測
定した。結果を第２表に示す。
第
表
（７７，３にでの接触抵抗を測定）
本実施例では、従来と比較して１桁程度の改善が見られ
た。
た。
実施例３
Ｍｇ Ｏ（１００）単結晶基板上にスパッタリング法に
より作製したＢｉｚＳｒ、Ｃａ、Ｃｕ、０８薄膜を用い
、巾１００μｍ、長さ１０ ｍｍの超電導回路を作製し
、接触抵抗を測定し、第１図に示した構造でＡｕワイヤ
と接続を行い、接触抵抗を測定して本発明の効果を調べ
た。
より作製したＢｉｚＳｒ、Ｃａ、Ｃｕ、０８薄膜を用い
、巾１００μｍ、長さ１０ ｍｍの超電導回路を作製し
、接触抵抗を測定し、第１図に示した構造でＡｕワイヤ
と接続を行い、接触抵抗を測定して本発明の効果を調べ
た。
接続穴３は、実施例２と同様５０μｍφで、フォトリソ
グラフィ法によりパターンを作製し、カウフマン式イオ
ンガンにより穴を開けた。その後、真空蒸着法により、
Ａｕを実施例１と同じ条件で３０００人の厚さで蒸着し
て、コーティング層６を形成した。
グラフィ法によりパターンを作製し、カウフマン式イオ
ンガンにより穴を開けた。その後、真空蒸着法により、
Ａｕを実施例１と同じ条件で３０００人の厚さで蒸着し
て、コーティング層６を形成した。
次に実施例１と等しい方法で、Ａｕワイヤ〈５０μｍφ
を接続した。尚、比較のために等しい超電導回路に同じ
Ａｕワイヤを超電導薄膜表面で接続したものも作製し、
接触抵抗を測定した。結果を第３表に示す。
を接続した。尚、比較のために等しい超電導回路に同じ
Ａｕワイヤを超電導薄膜表面で接続したものも作製し、
接触抵抗を測定した。結果を第３表に示す。
第 ３ 表
実施例１と同様本発明では、従来と比較して１桁以上の
改善が見られた。
改善が見られた。
実施例４
ＭｇＯ（１００）単結晶基板上にスパッタリング法によ
り作製したＴｌ□Ｂａ、Ｃａ、Ｃｕ３０８薄膜を用い、
巾１００μｍ、長さ１０ｍｍの超電導回路を作製し、接
触抵抗を測定し、第１図に示した構造でＡｕワイヤと接
続を行い、接触抵抗を測定して本発明の効果を調べた。
り作製したＴｌ□Ｂａ、Ｃａ、Ｃｕ３０８薄膜を用い、
巾１００μｍ、長さ１０ｍｍの超電導回路を作製し、接
触抵抗を測定し、第１図に示した構造でＡｕワイヤと接
続を行い、接触抵抗を測定して本発明の効果を調べた。
接続穴３は、実施例２と同様５０μｍφで、フォトリン
グラフィ法によりパターンを作製し、カウフマン式イオ
ンガンにより穴を開けた。その後、真空蒸着法により、
へ〇を実施例１と同じ条件で３０００人の厚さで蒸着し
て、コーティング層６を形成した。
グラフィ法によりパターンを作製し、カウフマン式イオ
ンガンにより穴を開けた。その後、真空蒸着法により、
へ〇を実施例１と同じ条件で３０００人の厚さで蒸着し
て、コーティング層６を形成した。
次に実施例１と等しい方法で、Ａｕワイヤ（５０μｍφ
〉を接続した。尚、比較のために等しい超電導回路に同
じＡｕワイヤを超電導薄膜表面で接続したものも作製し
、接触抵抗を測定した。結果を第４表に示す。
〉を接続した。尚、比較のために等しい超電導回路に同
じＡｕワイヤを超電導薄膜表面で接続したものも作製し
、接触抵抗を測定した。結果を第４表に示す。
第４表
（７７，３にでの接触抵抗を測定）
実施例１と同様本発明では、従来と比較して１桁以上の
改善が見られた。
改善が見られた。
発明の効果
以上詳述のように、本発明に従うと、他の回路との接続
部での接触抵抗を大巾に低減した超電導デバイスおよび
その配線方法が提供される。本発明によれば、上記の接
続部での発熱ロスがなくなるばかりでなく、信頼性も向
上する。
部での接触抵抗を大巾に低減した超電導デバイスおよび
その配線方法が提供される。本発明によれば、上記の接
続部での発熱ロスがなくなるばかりでなく、信頼性も向
上する。
第１図は、本発明の超電導デバイスの接続用配線との接
続部の一例の模式図である。 〔主な参照番号〕 １・・基板、２・・超電導薄膜、
続部の一例の模式図である。 〔主な参照番号〕 １・・基板、２・・超電導薄膜、
Claims (2)
- （１）超電導体部分と該超電導体部分以外の部分とが接
続用配線を用いて接続されている超電導デバイスにおい
て、前記接続用配線と超電導体との電気的な接続が実質
的に該超電導体の表面以外の面で行われていることを特
徴とする超電導デバイス。 - （２）超電導体部分と該超電導体部分以外の部分とを接
続用配線を用いて接続する方法において、前記接続用配
線と超電導体との実質的な電気的接続を該超電導体の表
面以外の面で行うことを特徴とする超電導デバイスの配
線方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1167570A JPH0332074A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | 超電導デバイス |
| CA002020089A CA2020089C (en) | 1989-06-29 | 1990-06-28 | Method and construction of electrical connection to oxide superconductor |
| EP90401884A EP0406120B1 (en) | 1989-06-29 | 1990-06-29 | Method and construction of electrical connection to oxide superconductor |
| DE69026148T DE69026148T2 (de) | 1989-06-29 | 1990-06-29 | Methode und Konstruktion einer elektrischen Verbindung zu einem oxydischen Supraleiter |
| US07/545,618 US5357059A (en) | 1989-06-29 | 1990-06-29 | Construction of electrical connection to oxide superconductor |
| AU58062/90A AU631438B2 (en) | 1989-06-29 | 1990-06-29 | Method and construction of electrical connection to oxide superconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1167570A JPH0332074A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | 超電導デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0332074A true JPH0332074A (ja) | 1991-02-12 |
Family
ID=15852190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1167570A Pending JPH0332074A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | 超電導デバイス |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5357059A (ja) |
| EP (1) | EP0406120B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0332074A (ja) |
| AU (1) | AU631438B2 (ja) |
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