JPH06302872A - 酸化物超電導薄膜上に上層の薄膜を積層する方法 - Google Patents
酸化物超電導薄膜上に上層の薄膜を積層する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板上に予め成膜した酸化物超電導薄膜上に
非超電導体の薄膜を良好な界面状態で積層する。 【構成】 上層の非超電導体薄膜を、単結晶の極めて薄
い薄膜を成膜する工程と、その上により低い基板温度で
成膜する工程の２工程で成長させる。
非超電導体の薄膜を良好な界面状態で積層する。 【構成】 上層の非超電導体薄膜を、単結晶の極めて薄
い薄膜を成膜する工程と、その上により低い基板温度で
成膜する工程の２工程で成長させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は基板上に予め成膜した酸
化物超電導薄膜上に他の薄膜を積層する方法に関するも
のであり、特に、酸化物超電導薄膜と上層の薄膜との間
の界面で、相互拡散ができるだけ起こらないよう、上層
の薄膜を成膜する方法に関するものである。
化物超電導薄膜上に他の薄膜を積層する方法に関するも
のであり、特に、酸化物超電導薄膜と上層の薄膜との間
の界面で、相互拡散ができるだけ起こらないよう、上層
の薄膜を成膜する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導体を各種電子デバイス等に
応用する場合には、酸化物超電導体を薄膜化して積層す
る必要がある。特に、トンネル型ジョセフソン接合とい
われる超電導体−非超電導体−超電導体接合を酸化物超
電導体を使用して実現する場合には、第１の酸化物超電
導薄膜／非超電導体薄膜／第２の酸化物超電導薄膜をこ
の順番で順次積層しなければならない。
応用する場合には、酸化物超電導体を薄膜化して積層す
る必要がある。特に、トンネル型ジョセフソン接合とい
われる超電導体−非超電導体−超電導体接合を酸化物超
電導体を使用して実現する場合には、第１の酸化物超電
導薄膜／非超電導体薄膜／第２の酸化物超電導薄膜をこ
の順番で順次積層しなければならない。
【０００３】また、酸化物超電導体で構成された超電導
チャネルに流れる超電導電流を、超電導チャネル上に絶
縁層を介して配置されたゲート電極に印加する信号電圧
で制御する超電導電界効果型素子を実現する場合には、
酸化物超電導薄膜／絶縁体薄膜／金属導体膜をこの順番
で積層する必要がある。
チャネルに流れる超電導電流を、超電導チャネル上に絶
縁層を介して配置されたゲート電極に印加する信号電圧
で制御する超電導電界効果型素子を実現する場合には、
酸化物超電導薄膜／絶縁体薄膜／金属導体膜をこの順番
で積層する必要がある。
【０００４】さらに、酸化物超電導体を使用して超電導
多層配線を実現する場合には、酸化物超電導薄膜と絶縁
体薄膜とを相互に積層しなければならない。すなわち、
酸化物超電導薄膜により超電導電線路を形成し、層間絶
縁層を絶縁体薄膜により形成することが必要である。
多層配線を実現する場合には、酸化物超電導薄膜と絶縁
体薄膜とを相互に積層しなければならない。すなわち、
酸化物超電導薄膜により超電導電線路を形成し、層間絶
縁層を絶縁体薄膜により形成することが必要である。
【０００５】上記の各種電子デバイスを構成する酸化物
超電導薄膜、非超電導体薄膜および絶縁体薄膜には高い
品質も要求される。すなわち、上記の各薄膜は諸特性が
優れているだけでなく、結晶性が良くなければならず、
全ての薄膜が単結晶であることが好ましい。いずれかの
薄膜が多結晶またはアモルファスである場合には、素子
の性能が悪化または素子として動作しない場合もある。
また、薄膜間の界面の状態も重要であり、界面における
相互拡散がなく、界面がシャープに形成されていること
が好ましい。特に、非超電導体薄膜、絶縁体薄膜の成分
元素が酸化物超電導薄膜中に拡散すると、酸化物超電導
薄膜の超電導特性が大幅に低下することがあり、問題と
なっていた。
超電導薄膜、非超電導体薄膜および絶縁体薄膜には高い
品質も要求される。すなわち、上記の各薄膜は諸特性が
優れているだけでなく、結晶性が良くなければならず、
全ての薄膜が単結晶であることが好ましい。いずれかの
薄膜が多結晶またはアモルファスである場合には、素子
の性能が悪化または素子として動作しない場合もある。
また、薄膜間の界面の状態も重要であり、界面における
相互拡散がなく、界面がシャープに形成されていること
が好ましい。特に、非超電導体薄膜、絶縁体薄膜の成分
元素が酸化物超電導薄膜中に拡散すると、酸化物超電導
薄膜の超電導特性が大幅に低下することがあり、問題と
なっていた。
【０００６】しかしながら、予め基板上に成膜された酸
化物超電導薄膜上に、非超電導体薄膜、絶縁体薄膜等を
成膜する場合、従来は、酸化物超電導薄膜の成膜する際
の基板温度またはそれよりも多少低い基板温度で成膜を
行っていた。例えば、Appl. Phys. Lett. 60 (14), pp1
744 では、基板温度750〜800℃でSrTiＯ3基板上に成膜
したＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上に、同一の基板
温度でSrTiＯ3薄膜を成膜している。
化物超電導薄膜上に、非超電導体薄膜、絶縁体薄膜等を
成膜する場合、従来は、酸化物超電導薄膜の成膜する際
の基板温度またはそれよりも多少低い基板温度で成膜を
行っていた。例えば、Appl. Phys. Lett. 60 (14), pp1
744 では、基板温度750〜800℃でSrTiＯ3基板上に成膜
したＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上に、同一の基板
温度でSrTiＯ3薄膜を成膜している。
【０００７】上記従来の方法で酸化物超電導薄膜上に、
非超電導体薄膜、絶縁体薄膜等を成膜すると、非超電導
体薄膜、絶縁体薄膜の成膜時に酸化物超電導薄膜と非超
電導体薄膜、絶縁体薄膜との界面が、長時間高温に保持
されるので、界面における相互拡散が避けられない。従
って、酸化物超電導薄膜と非超電導体薄膜、絶縁体薄膜
との両方の特性が著しく劣化する。ところが、相互拡散
を防止するために非超電導体薄膜、絶縁体薄膜の成膜時
の基板温度を低くすると、これらの薄膜の結晶性が低下
し、ときにはアモルファスになり、やはり特性が悪くな
る。
非超電導体薄膜、絶縁体薄膜等を成膜すると、非超電導
体薄膜、絶縁体薄膜の成膜時に酸化物超電導薄膜と非超
電導体薄膜、絶縁体薄膜との界面が、長時間高温に保持
されるので、界面における相互拡散が避けられない。従
って、酸化物超電導薄膜と非超電導体薄膜、絶縁体薄膜
との両方の特性が著しく劣化する。ところが、相互拡散
を防止するために非超電導体薄膜、絶縁体薄膜の成膜時
の基板温度を低くすると、これらの薄膜の結晶性が低下
し、ときにはアモルファスになり、やはり特性が悪くな
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は従来技
術の問題点を解決して、界面における相互拡散を防ぎな
がら、基板上の予め成膜された酸化物超電導薄膜上に、
結晶性の優れた非超電導体薄膜、絶縁体薄膜等を成膜す
る方法を提供することにある。
術の問題点を解決して、界面における相互拡散を防ぎな
がら、基板上の予め成膜された酸化物超電導薄膜上に、
結晶性の優れた非超電導体薄膜、絶縁体薄膜等を成膜す
る方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に予め
成膜した酸化物超電導薄膜または酸化物超電導体と類似
の結晶構造を有する酸化物の薄膜上に前記薄膜を構成す
る酸化物超電導体または酸化物以外の材料の所定の厚さ
の薄膜を積層する方法において、酸化物超電導薄膜また
は酸化物薄膜を該薄膜上に前記材料の単結晶の薄膜が成
長する温度にして、前記材料の極めて薄い単結晶の薄膜
を成膜する第１の成膜工程と、酸化物超電導薄膜または
酸化物薄膜の温度を前記第１の工程よりも低い温度にし
て、前記第１の成膜工程で成膜した前記材料の単結晶の
薄膜上にさらに前記材料の薄膜を所定の厚さまで成膜す
る第２の成膜工程とを含むことを特徴とする。
成膜した酸化物超電導薄膜または酸化物超電導体と類似
の結晶構造を有する酸化物の薄膜上に前記薄膜を構成す
る酸化物超電導体または酸化物以外の材料の所定の厚さ
の薄膜を積層する方法において、酸化物超電導薄膜また
は酸化物薄膜を該薄膜上に前記材料の単結晶の薄膜が成
長する温度にして、前記材料の極めて薄い単結晶の薄膜
を成膜する第１の成膜工程と、酸化物超電導薄膜または
酸化物薄膜の温度を前記第１の工程よりも低い温度にし
て、前記第１の成膜工程で成膜した前記材料の単結晶の
薄膜上にさらに前記材料の薄膜を所定の厚さまで成膜す
る第２の成膜工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】本発明の方法は、酸化物超電導薄膜または
Pr1Ba2Cu3Ｏ7-y等酸化物超電導体と類似の結晶構造の酸
化物上に非超電導体膜、絶縁体膜を成膜する際に適用さ
れる。また、本発明の方法の上記の第２の成膜工程にお
いては、前記酸化物超電導薄膜または酸化物薄膜の温度
が、該薄膜を構成する酸化物超電導体または酸化物が酸
化される温度であることが好ましい。
Pr1Ba2Cu3Ｏ7-y等酸化物超電導体と類似の結晶構造の酸
化物上に非超電導体膜、絶縁体膜を成膜する際に適用さ
れる。また、本発明の方法の上記の第２の成膜工程にお
いては、前記酸化物超電導薄膜または酸化物薄膜の温度
が、該薄膜を構成する酸化物超電導体または酸化物が酸
化される温度であることが好ましい。
【００１１】
【作用】本発明の方法は、予め基板上に成膜された酸化
物超電導薄膜または酸化物薄膜上に比較的高い基板温度
で極めて薄い単結晶の非超電導体膜、絶縁体膜等を成膜
する第１の成膜工程と、その上に低い基板温度で非超電
導体膜、絶縁体膜等を所定の厚さまで成膜する第２の成
膜工程とを含む。本発明の方法において、第１の成膜工
程で成膜する単結晶の薄膜の厚さは、この薄膜が単結晶
であることが明確になる程度の厚さであることが好まし
く、例えば、５nm程度の厚さが好ましい。この単結晶の
薄膜上に同一の材料の薄膜を成長させる場合、酸化物超
電導薄膜または酸化物薄膜上ならば単結晶の薄膜が成長
しない低い基板温度でも、下層の単結晶に対してエピタ
キシャルに単結晶薄膜が成長する。従って、本発明の方
法によれば、下層の酸化物超電導薄膜または酸化物薄膜
と、その上に成膜される非超電導体薄膜、絶縁体薄膜等
との間の界面が高温に保持される時間が短いので、界面
における相互拡散が有効に防止される。
物超電導薄膜または酸化物薄膜上に比較的高い基板温度
で極めて薄い単結晶の非超電導体膜、絶縁体膜等を成膜
する第１の成膜工程と、その上に低い基板温度で非超電
導体膜、絶縁体膜等を所定の厚さまで成膜する第２の成
膜工程とを含む。本発明の方法において、第１の成膜工
程で成膜する単結晶の薄膜の厚さは、この薄膜が単結晶
であることが明確になる程度の厚さであることが好まし
く、例えば、５nm程度の厚さが好ましい。この単結晶の
薄膜上に同一の材料の薄膜を成長させる場合、酸化物超
電導薄膜または酸化物薄膜上ならば単結晶の薄膜が成長
しない低い基板温度でも、下層の単結晶に対してエピタ
キシャルに単結晶薄膜が成長する。従って、本発明の方
法によれば、下層の酸化物超電導薄膜または酸化物薄膜
と、その上に成膜される非超電導体薄膜、絶縁体薄膜等
との間の界面が高温に保持される時間が短いので、界面
における相互拡散が有効に防止される。
【００１２】本発明の方法では、第１の成膜工程で単結
晶の薄膜を厚く成膜すると、それだけ上記界面が高温に
保持される時間が長くなり、より多く両者の成分元素が
互いに他方に拡散する。従って、第１の成膜工程で成膜
される薄膜の厚さはできるだけ薄い方が好ましいが、薄
すぎる場合には、薄膜の結晶性が不完全で、薄膜が単結
晶で構成されない。従って、本発明の方法では、第１の
成膜工程で成膜する単結晶の薄膜の厚さをこの薄膜が単
結晶であることが明確になる程度の例えば、５nm程度に
する。
晶の薄膜を厚く成膜すると、それだけ上記界面が高温に
保持される時間が長くなり、より多く両者の成分元素が
互いに他方に拡散する。従って、第１の成膜工程で成膜
される薄膜の厚さはできるだけ薄い方が好ましいが、薄
すぎる場合には、薄膜の結晶性が不完全で、薄膜が単結
晶で構成されない。従って、本発明の方法では、第１の
成膜工程で成膜する単結晶の薄膜の厚さをこの薄膜が単
結晶であることが明確になる程度の例えば、５nm程度に
する。
【００１３】一方、本発明の方法では、第２の工程にお
ける成膜温度を、下層の酸化物超電導薄膜または酸化物
薄膜が酸化される温度にすることが好ましい。この温度
で上層の薄膜を成膜すると、その成膜工程の間に下層の
酸化物超電導薄膜または酸化物薄膜が酸化され、より特
性が向上する。この温度は、下層の薄膜が、例えばＹ1B
a2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜、Pr1Ba2Cu3Ｏ7-y酸化物薄
膜の場合に、350〜500℃である。
ける成膜温度を、下層の酸化物超電導薄膜または酸化物
薄膜が酸化される温度にすることが好ましい。この温度
で上層の薄膜を成膜すると、その成膜工程の間に下層の
酸化物超電導薄膜または酸化物薄膜が酸化され、より特
性が向上する。この温度は、下層の薄膜が、例えばＹ1B
a2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜、Pr1Ba2Cu3Ｏ7-y酸化物薄
膜の場合に、350〜500℃である。
【００１４】本発明の方法は任意の酸化物超電導体およ
び酸化物超電導体と類似の結晶構造を有する酸化物に適
用できるが、Ｙ系超電導材料、例えばＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X、
Bi系超電導材料、例えばBi2Sr2Ca2Cu3Ｏx 、Tl系超電導
材料、例えばTl2Ba2Ca2Cu3Ｏx およびPr1Ba2Cu3Ｏ7-y酸
化物に適用することができる。Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-Xは高品質
の結晶性のよい薄膜を安定に成膜できるので好ましく、
また、Bi系複合酸化物超電導体は超電導臨界温度Ｔc が
高いので好ましい。これらの酸化物超電導体の薄膜はス
パッタリング、レーザ蒸着法、真空共蒸着法で成膜する
ことができる。これらの成膜法の操作条件自体は公知で
ある。
び酸化物超電導体と類似の結晶構造を有する酸化物に適
用できるが、Ｙ系超電導材料、例えばＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X、
Bi系超電導材料、例えばBi2Sr2Ca2Cu3Ｏx 、Tl系超電導
材料、例えばTl2Ba2Ca2Cu3Ｏx およびPr1Ba2Cu3Ｏ7-y酸
化物に適用することができる。Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-Xは高品質
の結晶性のよい薄膜を安定に成膜できるので好ましく、
また、Bi系複合酸化物超電導体は超電導臨界温度Ｔc が
高いので好ましい。これらの酸化物超電導体の薄膜はス
パッタリング、レーザ蒸着法、真空共蒸着法で成膜する
ことができる。これらの成膜法の操作条件自体は公知で
ある。
【００１５】本発明の方法により、上記の酸化物超電導
薄膜上に成膜される他の材料の薄膜は酸化物の薄膜であ
るのが好ましく、特に、酸化物超電導体に類似した結晶
構造または格子定数を有する非超電導酸化物材料である
のが好ましい。例としては、MgＯ、SrTiＯ3 、ＹＳＺ等
の酸化物を挙げることができる。
薄膜上に成膜される他の材料の薄膜は酸化物の薄膜であ
るのが好ましく、特に、酸化物超電導体に類似した結晶
構造または格子定数を有する非超電導酸化物材料である
のが好ましい。例としては、MgＯ、SrTiＯ3 、ＹＳＺ等
の酸化物を挙げることができる。
【００１６】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。
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。
【００１７】
【実施例】本発明の方法で、SrTiＯ3基板上に成膜され
たＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上にSrTiＯ3薄膜を
積層した。先ず、共蒸着法でSrTiＯ3（１００) 基板上
にＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X超電導薄膜を成膜した。主な成膜条件
は下記の通り： 蒸発源 ： Ｙ、Ba、Cu 基板温度 ： 700 ℃ Ｏ2 圧力 ： ３×10-5Torr（Ｏ3 ：８％含
有） 膜厚 ： 10 nm 次に、基板温度を600℃に下げ、この酸化物超電導薄膜
上にSrTiＯ3薄膜を反応性共蒸着法で成膜した。主な成
膜条件を以下に示す。 蒸発源 ： Sr、Ti 基板温度 ： 600 ℃ 圧力（真空度） ： ３×10-5Torr（Ｏ3 ：８％含
有） 膜厚 ： ５nm その場のＲＨＥＥＤ観察で、SrTiＯ3薄膜の状態を確認
したところ、単結晶で均一且つ連続に成長していた。こ
の工程において、SrTiＯ3薄膜の成膜温度は、Ｙ1Ba2Cu3
Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上に単結晶のSrTiＯ3薄膜を成膜
可能な500℃より高く800℃以下の任意の温度が選択可能
である。
たＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上にSrTiＯ3薄膜を
積層した。先ず、共蒸着法でSrTiＯ3（１００) 基板上
にＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X超電導薄膜を成膜した。主な成膜条件
は下記の通り： 蒸発源 ： Ｙ、Ba、Cu 基板温度 ： 700 ℃ Ｏ2 圧力 ： ３×10-5Torr（Ｏ3 ：８％含
有） 膜厚 ： 10 nm 次に、基板温度を600℃に下げ、この酸化物超電導薄膜
上にSrTiＯ3薄膜を反応性共蒸着法で成膜した。主な成
膜条件を以下に示す。 蒸発源 ： Sr、Ti 基板温度 ： 600 ℃ 圧力（真空度） ： ３×10-5Torr（Ｏ3 ：８％含
有） 膜厚 ： ５nm その場のＲＨＥＥＤ観察で、SrTiＯ3薄膜の状態を確認
したところ、単結晶で均一且つ連続に成長していた。こ
の工程において、SrTiＯ3薄膜の成膜温度は、Ｙ1Ba2Cu3
Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上に単結晶のSrTiＯ3薄膜を成膜
可能な500℃より高く800℃以下の任意の温度が選択可能
である。
【００１８】続いて、基板温度をさらに400℃にさげ、
上記のSrTiＯ3単結晶薄膜上にさらにSrTiＯ3薄膜を、Sr
TiＯ3薄膜全体の厚さが400nmとなるまで成膜を行った。
この成膜の際も、その場のＲＨＥＥＤ観察でSrTiＯ3薄
膜が、単結晶を維持しながら成長することを確認した。
基板温度以外の成膜条件は、上記の単結晶のSrTiＯ3薄
膜の成膜条件と等しい。なお、この工程において、SrTi
Ｏ3薄膜の成膜温度は300〜500℃の範囲の任意の温度が
選択可能であるが、特に350〜500℃の範囲の温度にする
ことによりＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導体が酸化される
ので、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜の超電導特性が
同時に向上する。
上記のSrTiＯ3単結晶薄膜上にさらにSrTiＯ3薄膜を、Sr
TiＯ3薄膜全体の厚さが400nmとなるまで成膜を行った。
この成膜の際も、その場のＲＨＥＥＤ観察でSrTiＯ3薄
膜が、単結晶を維持しながら成長することを確認した。
基板温度以外の成膜条件は、上記の単結晶のSrTiＯ3薄
膜の成膜条件と等しい。なお、この工程において、SrTi
Ｏ3薄膜の成膜温度は300〜500℃の範囲の任意の温度が
選択可能であるが、特に350〜500℃の範囲の温度にする
ことによりＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導体が酸化される
ので、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜の超電導特性が
同時に向上する。
【００１９】上記本発明の方法においては、Ｙ1Ba2Cu3
Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上にSrTiＯ3薄膜を積層する際
に、界面において相互拡散が起こる高温での成膜は、僅
か５nmの厚さまでしか行わない。従って、SrTiＯ3薄膜
全体を高温で成膜する従来の方法に比較して、界面が高
温に保持される時間が1/80になる。従って、上記の本発
明の方法で作製された積層膜においては、界面における
相互拡散が極めて少なく、シャープな界面が形成されて
いた。また、本実施例においては、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化
物超電導薄膜上にSrTiＯ3薄膜を積層する場合について
のみ説明を行ったが、上述のように本発明の方法は、任
意の酸化物超電導体および酸化物超電導体と類似の結晶
構造を有するPr1Ba2Cu3Ｏ7-y等の非超電導酸化物の薄膜
上に、他の材料の薄膜を積層する場合に適用できる。
Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上にSrTiＯ3薄膜を積層する際
に、界面において相互拡散が起こる高温での成膜は、僅
か５nmの厚さまでしか行わない。従って、SrTiＯ3薄膜
全体を高温で成膜する従来の方法に比較して、界面が高
温に保持される時間が1/80になる。従って、上記の本発
明の方法で作製された積層膜においては、界面における
相互拡散が極めて少なく、シャープな界面が形成されて
いた。また、本実施例においては、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化
物超電導薄膜上にSrTiＯ3薄膜を積層する場合について
のみ説明を行ったが、上述のように本発明の方法は、任
意の酸化物超電導体および酸化物超電導体と類似の結晶
構造を有するPr1Ba2Cu3Ｏ7-y等の非超電導酸化物の薄膜
上に、他の材料の薄膜を積層する場合に適用できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明の方法を用いることによって、酸
化物超電導薄膜上に結晶性の良い薄膜を、良好な界面を
形成して成膜することができる。従って、本発明の方法
を、各種超電導素子の作製に応用すると効果的である。
特に、極薄の酸化物超電導薄膜で構成された超電導チャ
ネルと、この超電導チャネル上に形成されたゲート絶縁
層と、ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有す
る超電導電界効果型素子のゲート絶縁層の作製に応用す
ると有利である。すなわち、界面での相互拡散が抑制さ
れ、低温でゲート絶縁層の成膜ができるので、素子動作
に重要な影響を及ぼす界面準位密度を低減させることが
できる。これにより、電流変調幅を増大させることがで
きる。また、超電導チャネルを構成している酸化物超電
導体の酸化が促進されるので、臨界温度、臨界電流密度
が向上し、より高温での動作が可能になるとともに、電
流容量が増大する。
化物超電導薄膜上に結晶性の良い薄膜を、良好な界面を
形成して成膜することができる。従って、本発明の方法
を、各種超電導素子の作製に応用すると効果的である。
特に、極薄の酸化物超電導薄膜で構成された超電導チャ
ネルと、この超電導チャネル上に形成されたゲート絶縁
層と、ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有す
る超電導電界効果型素子のゲート絶縁層の作製に応用す
ると有利である。すなわち、界面での相互拡散が抑制さ
れ、低温でゲート絶縁層の成膜ができるので、素子動作
に重要な影響を及ぼす界面準位密度を低減させることが
できる。これにより、電流変調幅を増大させることがで
きる。また、超電導チャネルを構成している酸化物超電
導体の酸化が促進されるので、臨界温度、臨界電流密度
が向上し、より高温での動作が可能になるとともに、電
流容量が増大する。
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に予め成膜した酸化物超電導薄膜
または酸化物超電導体と類似の結晶構造を有する酸化物
の薄膜上に前記薄膜を構成する酸化物超電導体または酸
化物以外の材料の所定の厚さの薄膜を積層する方法にお
いて、酸化物超電導薄膜または酸化物薄膜を該薄膜上に
前記材料の単結晶の薄膜が成長する温度にして、前記材
料の極めて薄い単結晶の薄膜を成膜する第１の成膜工程
と、酸化物超電導薄膜または酸化物薄膜の温度を前記第
１の工程よりも低い温度にして、前記第１の成膜工程で
成膜した前記材料の単結晶の薄膜上にさらに前記材料の
薄膜を所定の厚さまで成膜する第２の成膜工程とを含む
ことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記基板上に予め成膜した薄膜が酸化物
超電導薄膜であることを特徴とする請求項１に記載の方
法。 - 【請求項３】 前記基板上に予め成膜した薄膜がPr1Ba2
Cu3Ｏ7-y酸化物薄膜であることを特徴とする請求項１に
記載の方法。 - 【請求項４】 前記第２の成膜工程における前記酸化物
超電導薄膜または酸化物薄膜の温度が、該薄膜を構成す
る酸化物超電導体または酸化物が酸化される温度である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の
方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5111113A JPH06302872A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 酸化物超電導薄膜上に上層の薄膜を積層する方法 |
| CA002121315A CA2121315A1 (en) | 1993-04-14 | 1994-04-14 | Method for depositing another thin film on an oxide thin film having perovskite crystal structure |
| EP94400818A EP0620602B1 (en) | 1993-04-14 | 1994-04-14 | Method for depositing another thin film on an oxide thin film having perovskite crystal structure |
| DE69404067T DE69404067T2 (de) | 1993-04-14 | 1994-04-14 | Verfahren zum Ablegen einer anderen Dünnschicht auf einer Oxyd-Dünnschicht mit perovskiter Kristallstruktur |
| US08/227,389 US5438037A (en) | 1993-04-14 | 1994-04-14 | Method for depositing another thin film on an oxide thin film having perovskite crystal structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5111113A JPH06302872A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 酸化物超電導薄膜上に上層の薄膜を積層する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302872A true JPH06302872A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=14552747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5111113A Pending JPH06302872A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 酸化物超電導薄膜上に上層の薄膜を積層する方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5438037A (ja) |
| EP (1) | EP0620602B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06302872A (ja) |
| CA (1) | CA2121315A1 (ja) |
| DE (1) | DE69404067T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5973351A (en) * | 1997-01-22 | 1999-10-26 | International Business Machines Corporation | Semiconductor device with high dielectric constant insulator material |
| US6517944B1 (en) | 2000-08-03 | 2003-02-11 | Teracomm Research Inc. | Multi-layer passivation barrier for a superconducting element |
| US20060110670A1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-05-25 | Jin Wu | In situ method for passivating the surface of a photoreceptor substrate |
Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
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| SG28390G (en) * | 1987-12-25 | 1995-09-01 | Sumitomo Electric Industries | A semiconductor substrate having a superconducting thin film |
| JP2524827B2 (ja) * | 1988-11-29 | 1996-08-14 | 財団法人生産開発科学研究所 | 積層薄膜体及びその製造法 |
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-
1993
- 1993-04-14 JP JP5111113A patent/JPH06302872A/ja active Pending
-
1994
- 1994-04-14 DE DE69404067T patent/DE69404067T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-04-14 EP EP94400818A patent/EP0620602B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-14 US US08/227,389 patent/US5438037A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-04-14 CA CA002121315A patent/CA2121315A1/en not_active Abandoned
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69404067D1 (de) | 1997-08-14 |
| DE69404067T2 (de) | 1998-01-22 |
| EP0620602A1 (en) | 1994-10-19 |
| US5438037A (en) | 1995-08-01 |
| CA2121315A1 (en) | 1994-10-15 |
| EP0620602B1 (en) | 1997-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981222 |