JPH0376596B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0376596B2 JPH0376596B2 JP59024730A JP2473084A JPH0376596B2 JP H0376596 B2 JPH0376596 B2 JP H0376596B2 JP 59024730 A JP59024730 A JP 59024730A JP 2473084 A JP2473084 A JP 2473084A JP H0376596 B2 JPH0376596 B2 JP H0376596B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- mgo
- substrate
- plane
- sputtering
- 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.)
- Expired
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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
- H10N60/0241—Manufacture or treatment of devices comprising nitrides or carbonitrides
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はNbＮ薄膜の形成法に関し、詳しくは
高周波スパツタ法により、Si基板上に臨界温度
Tcの高いNbＮの超伝導薄膜を形成する方法に関
する。
高周波スパツタ法により、Si基板上に臨界温度
Tcの高いNbＮの超伝導薄膜を形成する方法に関
する。
近年、Nb、NbＮなどの硬質超伝導体を電極材
料として用いるジヨセフソンデバイスの開発が活
発に行われているが、デバイス特性の向上の一つ
として、基板上に臨界温度Tcの高い超伝導薄膜
を形成することが望まれている。
料として用いるジヨセフソンデバイスの開発が活
発に行われているが、デバイス特性の向上の一つ
として、基板上に臨界温度Tcの高い超伝導薄膜
を形成することが望まれている。
従来、MgOの単結晶劈開面上にNbＮ単結晶薄
膜を直流スパツタ法によりエピタキシヤル成長さ
せて形成することは周知である。第１図は周知の
方法で得られているMgO単結晶劈開面上のNbＮ
単結晶薄膜のエピタキシヤル温度を示すグラフで
ある。これによれば、放電ガス圧ＰとMgO基板
とカソード間距離Ｄに強く依存しているが、臨界
温度Tcが約16KのNbＮ単結晶薄膜が得られる。
膜を直流スパツタ法によりエピタキシヤル成長さ
せて形成することは周知である。第１図は周知の
方法で得られているMgO単結晶劈開面上のNbＮ
単結晶薄膜のエピタキシヤル温度を示すグラフで
ある。これによれば、放電ガス圧ＰとMgO基板
とカソード間距離Ｄに強く依存しているが、臨界
温度Tcが約16KのNbＮ単結晶薄膜が得られる。
しかし、この周知の方法では、MgO単結晶劈
開面上に多数個のデバイスを製作することは困難
であり、基板のコストなど実用上問題がある。
開面上に多数個のデバイスを製作することは困難
であり、基板のコストなど実用上問題がある。
本発明者等は上記に鑑み、高周波スパツタ法に
よりSi基板表面に形成したMgO薄膜上にNbＮ薄
膜を形成した結果、単結晶のNbＮ薄膜ではない
が、Si基板上にMgOが（200）面に配向し、この
上に、NbN0.75の（100）面がエピタキシヤル成長
して、臨界温度Tcが比較的高いNbＮ薄膜を形成
し得ることを見出した。
よりSi基板表面に形成したMgO薄膜上にNbＮ薄
膜を形成した結果、単結晶のNbＮ薄膜ではない
が、Si基板上にMgOが（200）面に配向し、この
上に、NbN0.75の（100）面がエピタキシヤル成長
して、臨界温度Tcが比較的高いNbＮ薄膜を形成
し得ることを見出した。
本発明は上記知見に基づくものであつて、Si基
板表面にMgO薄膜をスパツタ形成し、次いでこ
のMgO薄膜上にNbＮ薄膜をスパツタ形成するこ
とを特徴とする。
板表面にMgO薄膜をスパツタ形成し、次いでこ
のMgO薄膜上にNbＮ薄膜をスパツタ形成するこ
とを特徴とする。
以下、実施例により本発明を詳しく説明する。
高周波スパツタ装置を用い、放電Arガス圧50ｍ、
Torr成膜速度約3nｍ／min、基板温度300℃で、
Si基板表面にMgO薄膜をスパツタ形成した。第
２図ａにこのMgO薄膜のＸ線回折パターンを示
す。MgO（200）面に強い配向がみられる。
高周波スパツタ装置を用い、放電Arガス圧50ｍ、
Torr成膜速度約3nｍ／min、基板温度300℃で、
Si基板表面にMgO薄膜をスパツタ形成した。第
２図ａにこのMgO薄膜のＸ線回折パターンを示
す。MgO（200）面に強い配向がみられる。
次に、放電ガス圧Ｐ（Ar＋N2）〓30ｍTorr、
基板温度300℃、成膜速度約14nｍ／min、PD〓
0.1Torr・cmで、先に得られたMgO薄膜上にNb
Ｎ薄膜を連続スパツタ形成した。第２図ｂはこの
場合のNbＮ薄膜のＸ線回折パターンを示す。な
お、PD〓0.1Torr・cm、基板温度300℃は、第１
図に示すエピタキシヤル条件を満たしている。し
たがつて、この場合、MgOは（200）面に配合
し、その上にNbN0.95の（100）面がエピタキシア
ル成長していることが理解される。
基板温度300℃、成膜速度約14nｍ／min、PD〓
0.1Torr・cmで、先に得られたMgO薄膜上にNb
Ｎ薄膜を連続スパツタ形成した。第２図ｂはこの
場合のNbＮ薄膜のＸ線回折パターンを示す。な
お、PD〓0.1Torr・cm、基板温度300℃は、第１
図に示すエピタキシヤル条件を満たしている。し
たがつて、この場合、MgOは（200）面に配合
し、その上にNbN0.95の（100）面がエピタキシア
ル成長していることが理解される。
第３図はSi基板上にスパツタ形成したMgO、
Al2O3薄膜上のNbＮ薄膜およびSi基板上に直接ス
パツタ形成したNbＮ薄膜の各臨界温度Tcの膜厚
依存性を示す。同図ａはNbＮ／MgO／Si、ｂ
は、NbＮ／Al2O3／Si、ｃはNbＮ／Siの場合で
ある。成膜条件はいずれも上記と同じである。本
発明によるａのMgO膜の場合、100〓程度の薄い
膜でも約14Kの高いTcが得られており、この値は
ｂのAl2O3膜上やｃのSi基板上の場合よりも数Ｋ
高い。このことは、本発明による場合、MgOと
NbＮ間のエピタキシヤル成長に関連したもので
あり、MgOとNbＮの界面には、結晶格子や乱れ
などによつて生ずる遷移層が形成されず、境界は
明確に分離された状態になつているものと考えら
れる。
Al2O3薄膜上のNbＮ薄膜およびSi基板上に直接ス
パツタ形成したNbＮ薄膜の各臨界温度Tcの膜厚
依存性を示す。同図ａはNbＮ／MgO／Si、ｂ
は、NbＮ／Al2O3／Si、ｃはNbＮ／Siの場合で
ある。成膜条件はいずれも上記と同じである。本
発明によるａのMgO膜の場合、100〓程度の薄い
膜でも約14Kの高いTcが得られており、この値は
ｂのAl2O3膜上やｃのSi基板上の場合よりも数Ｋ
高い。このことは、本発明による場合、MgOと
NbＮ間のエピタキシヤル成長に関連したもので
あり、MgOとNbＮの界面には、結晶格子や乱れ
などによつて生ずる遷移層が形成されず、境界は
明確に分離された状態になつているものと考えら
れる。
以上詳述したように、本発明によれば、Si基板
上にTcの高い超伝導薄膜を容易にスパツタ形成
できるので、特性の良い多数個のデバイスを製作
することができ、実用上極めて有用である。
上にTcの高い超伝導薄膜を容易にスパツタ形成
できるので、特性の良い多数個のデバイスを製作
することができ、実用上極めて有用である。
第１図は従来法で得られているMgO単結晶劈
開面上のNbＮ単結晶薄膜のエピタキシヤル温度
を示すグラフ。第２図ａ，ｂは本発明の実施例で
得られたMgO薄膜とNbＮ／MgO／SiのＸ線回折
パターンをそれぞれ示す。第３図は本発明の実施
例で得られたNbＮ薄膜の臨界温度Tcの膜厚依存
性を示す。
開面上のNbＮ単結晶薄膜のエピタキシヤル温度
を示すグラフ。第２図ａ，ｂは本発明の実施例で
得られたMgO薄膜とNbＮ／MgO／SiのＸ線回折
パターンをそれぞれ示す。第３図は本発明の実施
例で得られたNbＮ薄膜の臨界温度Tcの膜厚依存
性を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Si基板表面にMgO薄膜をスパツタ形成し、
次いでこのMgO薄膜上にNbＮ薄膜をスパツタ形
成することを特徴とするNbＮ薄膜の形成方法。 ２ 前記のMgO薄膜とNbＮの結晶方位の配向が
（200）面と（100）面である特許請求の範囲第１
項に記載のNbＮ薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59024730A JPS60169176A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | ΝｂΝ薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59024730A JPS60169176A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | ΝｂΝ薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60169176A JPS60169176A (ja) | 1985-09-02 |
| JPH0376596B2 true JPH0376596B2 (ja) | 1991-12-05 |
Family
ID=12146264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59024730A Granted JPS60169176A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | ΝｂΝ薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60169176A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62154676A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-09 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | スパツタ薄膜の配向強度の改良方法 |
| JPS6487763A (en) * | 1987-05-26 | 1989-03-31 | Sumitomo Electric Industries | Superconducting material |
| US5100694A (en) * | 1989-08-01 | 1992-03-31 | The United States Of America As Represented By The Administrator National Aeronautics And Space Administration | Method for producing edge geometry superconducting tunnel junctions utilizing an NbN/MgO/NbN thin film structure |
| CN105449094B (zh) * | 2015-12-29 | 2019-04-05 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 氮化铌薄膜的制备方法、squid器件及其制备方法 |
| CN107857240B (zh) * | 2017-11-30 | 2021-03-30 | 株洲硬质合金集团有限公司 | 氮化铌粉末的生产方法 |
-
1984
- 1984-02-13 JP JP59024730A patent/JPS60169176A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60169176A (ja) | 1985-09-02 |
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