JPH039579A - 酸化物超伝導パターン - Google Patents
酸化物超伝導パターンInfo
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- JPH039579A JPH039579A JP1144853A JP14485389A JPH039579A JP H039579 A JPH039579 A JP H039579A JP 1144853 A JP1144853 A JP 1144853A JP 14485389 A JP14485389 A JP 14485389A JP H039579 A JPH039579 A JP H039579A
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Links
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Classifications
-
- 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
- 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
Landscapes
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は超伝導ベーストランジスタ、超伝導電界効果型
トランジスタ等超伝導材料を用いた電子デバイスのモノ
リシック化の為のパターニングに関する。
トランジスタ等超伝導材料を用いた電子デバイスのモノ
リシック化の為のパターニングに関する。
［従来の技術］
臨界温度が高く液体窒素冷却による幅広い応用が期待さ
れるＢｉ系酸化物超伝導材料を超伝導ベーストランジス
タや超伝導電界効果トランジスタ等電子デバイスに用い
るには高集積化、量産性の面からモノリシック化が必要
不可欠である。しかしモノリシック化はまだ適正手段が
選定されておらず成されていない。
れるＢｉ系酸化物超伝導材料を超伝導ベーストランジス
タや超伝導電界効果トランジスタ等電子デバイスに用い
るには高集積化、量産性の面からモノリシック化が必要
不可欠である。しかしモノリシック化はまだ適正手段が
選定されておらず成されていない。
［発明が解決しようとする課題］
いまだモノリシック化が図れていないのは酸化物超伝導
体は加工中に特性が変化し易いため微細パターン化した
後安定した超伝導特性を得ることが困難であるためでる
０本発明はこの困難な点を解決するものであり高集積化
が可能でｔ産性に優れた電子デバイスを容易に得んとす
るものである。
体は加工中に特性が変化し易いため微細パターン化した
後安定した超伝導特性を得ることが困難であるためでる
０本発明はこの困難な点を解決するものであり高集積化
が可能でｔ産性に優れた電子デバイスを容易に得んとす
るものである。
［課題を解決するための手段］
上記の問題を解決するため本発明の酸化物超伝導パター
ンは１）Ｂｉ系酸化物超伝導材料を用いた電子デバイス
の為のパターニングに於て予め作製した低臨界温度相ま
たは非超伝導体相の゛Ｂｉ−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０物質
上に所定のパターンでＰｂを注入し、Ｐｂ注入により得
られる高臨界温度相とその周部の低臨界温度相または非
超伝導相によりパターンを構成したこと２）Ｐｂ注入中
または注入後熱処理を行い形成すること３）Ｐｂ注入中
または注入後の熱処理を酸化窒素雰囲気中で行い形成す
ること４）Ｐｂ注入中または注入後の熱処理に於て光を
照射して形成することを特徴とする。
ンは１）Ｂｉ系酸化物超伝導材料を用いた電子デバイス
の為のパターニングに於て予め作製した低臨界温度相ま
たは非超伝導体相の゛Ｂｉ−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０物質
上に所定のパターンでＰｂを注入し、Ｐｂ注入により得
られる高臨界温度相とその周部の低臨界温度相または非
超伝導相によりパターンを構成したこと２）Ｐｂ注入中
または注入後熱処理を行い形成すること３）Ｐｂ注入中
または注入後の熱処理を酸化窒素雰囲気中で行い形成す
ること４）Ｐｂ注入中または注入後の熱処理に於て光を
照射して形成することを特徴とする。
［実施例コ
以下実施例に従い本発明を説明する。
先ず最初に第１図に示すように単結晶ＭｇＯ基板（１０
０）１上に反応蒸着法よりＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○
膜２を３８０ｎｍ形成する。
０）１上に反応蒸着法よりＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○
膜２を３８０ｎｍ形成する。
成膜は蒸発原料にＢ ｉ −Ｐ ｂ合金、Ｓｒ、Ｃａ。
Ｃｕの金属を用い、蒸発はＢｉ−Ｐｂ合金は電子ビーム
により他の金属はＫｎｕｄｓｅｎセルにより行なった。
により他の金属はＫｎｕｄｓｅｎセルにより行なった。
条件は初期真空度２＊１（１’Ｔｏｒｒ、成膜中真空度
３〜９＊１０−’Ｔｏｒｒ、基板温度６００〜６８０℃
、成膜速度２０〜３５ｎｍ／ ｍ ｉ ｎであり、酸素
の供給はマイクロ波で活性化した酸素プラズマを基板部
に成膜中に照射して行う、得られたＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−０膜２はＸ線回折、トンネル顕微鏡（ＳＴＭ：
ステージ温度を変えトンネル電流を調べる）、ＲＨＥＥ
Ｄ分析によると一部半導体相を含むエピタキシャル成長
した低臨界温度相（臨界温度７３Ｋ）であった。
３〜９＊１０−’Ｔｏｒｒ、基板温度６００〜６８０℃
、成膜速度２０〜３５ｎｍ／ ｍ ｉ ｎであり、酸素
の供給はマイクロ波で活性化した酸素プラズマを基板部
に成膜中に照射して行う、得られたＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−０膜２はＸ線回折、トンネル顕微鏡（ＳＴＭ：
ステージ温度を変えトンネル電流を調べる）、ＲＨＥＥ
Ｄ分析によると一部半導体相を含むエピタキシャル成長
した低臨界温度相（臨界温度７３Ｋ）であった。
次にＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜２（以後低臨界温度
相とも呼ぶ）上にＲＦマグネトロンスパッタによりＭｇ
０層３を２５０ｎｍ、Ａｕ層４を抵抗加熱蒸着により１
５０ｎｍ形成する。その後フォトリソグラフィ（５はレ
ジストを示す）、ドライエツチングにより図２に示すよ
うにＭｇ０層３とＡｕ層４によりマスクを形成する。こ
こでマスクにＭｇＯだけでなくＡｕを複合させたのはイ
オン注入時に於けるパターンの安定化のためである。
相とも呼ぶ）上にＲＦマグネトロンスパッタによりＭｇ
０層３を２５０ｎｍ、Ａｕ層４を抵抗加熱蒸着により１
５０ｎｍ形成する。その後フォトリソグラフィ（５はレ
ジストを示す）、ドライエツチングにより図２に示すよ
うにＭｇ０層３とＡｕ層４によりマスクを形成する。こ
こでマスクにＭｇＯだけでなくＡｕを複合させたのはイ
オン注入時に於けるパターンの安定化のためである。
次にＰｂイオンをＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜２中に
注入（矢印６は注入方向を示す）しパタニングした後、
水銀灯（特殊光源５ｔＪＶ−１１０Ｖ、ｌｌ０Ｗ）によ
り紫外線を照射しながら温度３００〜６２０℃酸化窒素
雰囲気中で１５時間熱処理を行う。ここで紫外線を照射
するのは酸素を活性化するためである。照射により熱処
理温度を低くしたり短時間にすることが可能となり作製
条件のマージンが広がりパターン精密化（Ｐｂ拡散の制
御）のための条件の適正化を行い易くしている。また雰
囲気を酸化窒素で行うのは純酸素に比べ高臨界温度相を
得易いためである。
注入（矢印６は注入方向を示す）しパタニングした後、
水銀灯（特殊光源５ｔＪＶ−１１０Ｖ、ｌｌ０Ｗ）によ
り紫外線を照射しながら温度３００〜６２０℃酸化窒素
雰囲気中で１５時間熱処理を行う。ここで紫外線を照射
するのは酸素を活性化するためである。照射により熱処
理温度を低くしたり短時間にすることが可能となり作製
条件のマージンが広がりパターン精密化（Ｐｂ拡散の制
御）のための条件の適正化を行い易くしている。また雰
囲気を酸化窒素で行うのは純酸素に比べ高臨界温度相を
得易いためである。
次にマスクをエツチングにより除去したのちトンネル顕
微鏡とＥＰＭＡにより膜平面方向の超伝導特性とパター
ンを調べた。その結果Ｐｂを注入した部分は臨界温度１
００に以上の高臨界温度相２Ｓでその周囲は液体窒素温
度７７により低い低臨界温度相２であった。液体窒素冷
却に於ては低臨界温度相２は非超伝導相（半導体的）と
なり超伝導相と非超伝導相によりパターンが形成される
。
微鏡とＥＰＭＡにより膜平面方向の超伝導特性とパター
ンを調べた。その結果Ｐｂを注入した部分は臨界温度１
００に以上の高臨界温度相２Ｓでその周囲は液体窒素温
度７７により低い低臨界温度相２であった。液体窒素冷
却に於ては低臨界温度相２は非超伝導相（半導体的）と
なり超伝導相と非超伝導相によりパターンが形成される
。
本発明ではイオン注入法によりＥｉ−９ｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−０膜中Ｐｂを注入したがマスキング後Ｐｂ蒸気中で熱
処理を行い膜中にＰｂを拡散させて注入しても効果は同
じであり何等差し支えない。
−０膜中Ｐｂを注入したがマスキング後Ｐｂ蒸気中で熱
処理を行い膜中にＰｂを拡散させて注入しても効果は同
じであり何等差し支えない。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば容易に酸化物超伝導の
バッターを作製できるため電子デバイスのモノリシック
化が図れ高集積化、量産性の向上が可能となる。
バッターを作製できるため電子デバイスのモノリシック
化が図れ高集積化、量産性の向上が可能となる。
本発明により得られた酸化物超伝導パターンはその後電
極等を形成し超伝導トランジスタ等電子デバイスに応用
することが出来る。
極等を形成し超伝導トランジスタ等電子デバイスに応用
することが出来る。
第１図はフォトリソグラフィまでの形成膜の断面図。
第２図はマスク形成後のイオン注入を示す断面図。
・ＭｇＯ基板
・Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜
（低臨界温度相）
・高臨界温度相
・ＭｇＯ層
・Ａｕ層
・レジスト
第３図は高臨界温度層と低臨界温度層の状態を示す断面
図。 １ ・ ２ ・ 以上
図。 １ ・ ２ ・ 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）Ｂｉ系酸化物超伝導材料を用いた電子デバイスの為
のパターニングに於て予め作製した低臨界温度相または
非超伝導体相のＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ物質上に所
定のパターンでＰｂを注入し、Ｐｂ注入により得られる
高臨界温度相とその周部の低臨界温度相または非超伝導
相によりパターンを構成したことを特徴とする酸化物超
伝導パターン。 ２）Ｐｂ注入中または注入後熱処理を行い形成すること
を特徴とする請求項１記載の酸化物超伝導パターン。 ３）Ｐｂ注入中または注入後の熱処理を酸化窒素雰囲気
中で行い形成することを特徴とする請求項１記載の酸化
物超伝導パターン。 ４）Ｐｂ注入中または注入後の熱処理に於て光を照射し
て形成することを特徴とする請求項１記載の酸化物超伝
導パターン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144853A JPH039579A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 酸化物超伝導パターン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144853A JPH039579A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 酸化物超伝導パターン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH039579A true JPH039579A (ja) | 1991-01-17 |
Family
ID=15371937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1144853A Pending JPH039579A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 酸化物超伝導パターン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH039579A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5804835A (en) * | 1991-11-13 | 1998-09-08 | Seiko Epson Corporation | Method of operating a high temperature superconductive device comprising superconductive source, drain, and channel regions |
| JP2023517503A (ja) * | 2020-03-20 | 2023-04-26 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 量子ビット・アプリケーションのための全半導体ジョセフソン接合デバイス |
-
1989
- 1989-06-07 JP JP1144853A patent/JPH039579A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5804835A (en) * | 1991-11-13 | 1998-09-08 | Seiko Epson Corporation | Method of operating a high temperature superconductive device comprising superconductive source, drain, and channel regions |
| JP2023517503A (ja) * | 2020-03-20 | 2023-04-26 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 量子ビット・アプリケーションのための全半導体ジョセフソン接合デバイス |
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