JPH0657638B2 - 集束イオンビ−ムによる超伝導体薄膜の臨界温度制御方法 - Google Patents
集束イオンビ−ムによる超伝導体薄膜の臨界温度制御方法Info
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- JPH0657638B2 JPH0657638B2 JP62163755A JP16375587A JPH0657638B2 JP H0657638 B2 JPH0657638 B2 JP H0657638B2 JP 62163755 A JP62163755 A JP 62163755A JP 16375587 A JP16375587 A JP 16375587A JP H0657638 B2 JPH0657638 B2 JP H0657638B2
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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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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、集束イオンビームによる超伝導薄膜の臨界温
度制御方法に関するものである。
度制御方法に関するものである。
（従来の技術） 第６図(1)〜(3)は、通常の非集束イオンビームを用いた
超伝導薄膜の臨界温度制御方法を示している。従来、基
板６１上に、超伝導薄膜６２をスパッタ法等により形成
し、さらに、光リソグラフィ、電子ビームリソグラフィ
ー等によりノボラック系ポジ形フォトレジストパターン
等をイオン注入用マスク６３として形成する（第６図
(1)）。次に、非集束イオンビーム６５を用いて、ウェ
ハー全面を一括照射し、超伝導体薄膜６２内に注入領域
６４の超伝導薄膜の結晶性をこわす（第６図(2)）。そ
の後、イオン注入用マスク６３を除去する。（第６図
(3)）。
超伝導薄膜の臨界温度制御方法を示している。従来、基
板６１上に、超伝導薄膜６２をスパッタ法等により形成
し、さらに、光リソグラフィ、電子ビームリソグラフィ
ー等によりノボラック系ポジ形フォトレジストパターン
等をイオン注入用マスク６３として形成する（第６図
(1)）。次に、非集束イオンビーム６５を用いて、ウェ
ハー全面を一括照射し、超伝導体薄膜６２内に注入領域
６４の超伝導薄膜の結晶性をこわす（第６図(2)）。そ
の後、イオン注入用マスク６３を除去する。（第６図
(3)）。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この方法では、マスク形成工程、マスク
除去工程があり、工程が長い。さらに、マスク形成を行
なうため超伝導薄膜とマスク材との界面汚染が生じる。
除去工程があり、工程が長い。さらに、マスク形成を行
なうため超伝導薄膜とマスク材との界面汚染が生じる。
本発明の目的は工程が簡略化された集束イオンビームに
よる超伝導体薄膜の臨界温度制御方法を提供することで
ある。
よる超伝導体薄膜の臨界温度制御方法を提供することで
ある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、超伝導体薄膜に集束イオンビームにより局所
的に選択ドーピングを行ない、被選択ドーピング部分の
結晶性をこわすことにより、被選択ドーピング部の臨界
温度を制御することを特徴とする集束イオンビームによ
る超伝導体薄膜の臨界温度制御を特徴とする集束イオン
ビームによる超伝導体薄膜の臨界温度制御方法である。
的に選択ドーピングを行ない、被選択ドーピング部分の
結晶性をこわすことにより、被選択ドーピング部の臨界
温度を制御することを特徴とする集束イオンビームによ
る超伝導体薄膜の臨界温度制御を特徴とする集束イオン
ビームによる超伝導体薄膜の臨界温度制御方法である。
（作用） 次に、本発明の原理について第１図及び第２図を用いて
説明する。第１図は集束イオンビームによる超伝導体薄
膜の臨界温度制御方法を示している。基板１１上に、超
伝導体薄膜１２をスパッタ法等により形成する（第１図
(1)）。次に、超伝導体薄膜１２に、集束イオンビーム
２４によりイオン注入することにより注入領域１３を形
成する。注入領域１３はイオン注入により、超伝導体薄
膜の結晶性がこわされており、臨界温度が低下する。第
２図は、イオン注入ドーズ量と臨界温度との関係を示し
たものである。横軸に臨界温度Ｔｃ（゜K）、縦軸に抵
抗Ｒ（Ω）をとっている。Ｔｃ１は超伝導体薄膜のイオ
ン注入前の臨界温度を示している。イオン注入ドーズ量
Ｄ２，Ｄ３後の臨界温度はＴｃ２，Ｔｃ３である。イオ
ン注入ドーズ量が大きい程、結晶の損傷が大きく、臨界
温度が低くなる。即ち、ドーズ量はＤ３＞Ｄ２であり、
臨界温度はＴｃ３＜Ｔｃ２＜Ｔｃ１となる。この様に、
イオン注入ドーズ量により、臨界温度が制御できる。
説明する。第１図は集束イオンビームによる超伝導体薄
膜の臨界温度制御方法を示している。基板１１上に、超
伝導体薄膜１２をスパッタ法等により形成する（第１図
(1)）。次に、超伝導体薄膜１２に、集束イオンビーム
２４によりイオン注入することにより注入領域１３を形
成する。注入領域１３はイオン注入により、超伝導体薄
膜の結晶性がこわされており、臨界温度が低下する。第
２図は、イオン注入ドーズ量と臨界温度との関係を示し
たものである。横軸に臨界温度Ｔｃ（゜K）、縦軸に抵
抗Ｒ（Ω）をとっている。Ｔｃ１は超伝導体薄膜のイオ
ン注入前の臨界温度を示している。イオン注入ドーズ量
Ｄ２，Ｄ３後の臨界温度はＴｃ２，Ｔｃ３である。イオ
ン注入ドーズ量が大きい程、結晶の損傷が大きく、臨界
温度が低くなる。即ち、ドーズ量はＤ３＞Ｄ２であり、
臨界温度はＴｃ３＜Ｔｃ２＜Ｔｃ１となる。この様に、
イオン注入ドーズ量により、臨界温度が制御できる。
（実施例） 以下、本発明の実施例について、第３図、第４図、第５
図を参照して説明する。第３図は、集束イオンビーム装
置の構成を示している。イオン源３０１に共晶合金イオ
ン源を用いて、Ｅ×Ｂ質量分離器３０４により、所望の
１つのイオン種のみをとり出し、基板３１０へ、最小
０．１μｍ程度の微細ビームでイオン注入する。計算機
制御によるビーム偏向により任意のパターンを任意の場
所にイオン注入できる。第４図はＡｕ−Ｓｉ−Ｂｅ共晶
合金イオン源から放出されるイオン種のスペクトルを示
している。この合金組成（ａｔｏｍｉｃ％）はＡｕ；５
９％，Ｓｉ；２６％，Ｂｅ；１５％である。第４図か
ら、Ｂｅ＋＋，Ｓｉ＋＋，Ａｕ＋の３種類が主要なイオ
ン種であることがわかる。本実施例では、超伝導体薄膜
として、マグネトロンスパッター法で形成した０．１μ
ｍ厚のＹ−Ｂａ２−Ｃｕ３−Ｏ７薄膜を用いた。第５図
(1)に示す様に、Ｙ−Ｂａ２−Ｃｕ３−Ｏ７スパッター
薄膜の臨界温度は７５゜Kである。この薄膜に、１５０
ＫＶ加速Ｓｉ＋＋イオン注入（注入レンジ０．１μｍ）
した結果が、第５図(2)，(3)，(4)に示されている。第
５図(2)の１×１０１３／cm2ドーズでは臨界温度５０゜
K，第５図(3)の１×１０１４／cm2ドーズでは臨界温度
２８゜K，第５図(4)のドーズ量１×１０１５／cm2ドー
ズでは超伝導特性を示さなくなった。以上示した様に、
ドーズ量により、臨界温度制御が可能である。
図を参照して説明する。第３図は、集束イオンビーム装
置の構成を示している。イオン源３０１に共晶合金イオ
ン源を用いて、Ｅ×Ｂ質量分離器３０４により、所望の
１つのイオン種のみをとり出し、基板３１０へ、最小
０．１μｍ程度の微細ビームでイオン注入する。計算機
制御によるビーム偏向により任意のパターンを任意の場
所にイオン注入できる。第４図はＡｕ−Ｓｉ−Ｂｅ共晶
合金イオン源から放出されるイオン種のスペクトルを示
している。この合金組成（ａｔｏｍｉｃ％）はＡｕ；５
９％，Ｓｉ；２６％，Ｂｅ；１５％である。第４図か
ら、Ｂｅ＋＋，Ｓｉ＋＋，Ａｕ＋の３種類が主要なイオ
ン種であることがわかる。本実施例では、超伝導体薄膜
として、マグネトロンスパッター法で形成した０．１μ
ｍ厚のＹ−Ｂａ２−Ｃｕ３−Ｏ７薄膜を用いた。第５図
(1)に示す様に、Ｙ−Ｂａ２−Ｃｕ３−Ｏ７スパッター
薄膜の臨界温度は７５゜Kである。この薄膜に、１５０
ＫＶ加速Ｓｉ＋＋イオン注入（注入レンジ０．１μｍ）
した結果が、第５図(2)，(3)，(4)に示されている。第
５図(2)の１×１０１３／cm2ドーズでは臨界温度５０゜
K，第５図(3)の１×１０１４／cm2ドーズでは臨界温度
２８゜K，第５図(4)のドーズ量１×１０１５／cm2ドー
ズでは超伝導特性を示さなくなった。以上示した様に、
ドーズ量により、臨界温度制御が可能である。
この方法によれば超伝導体薄膜を例えばＩＣの配線とし
て用いるときに有用である。すなわち半導体素子を形成
した上に超伝導体薄膜を形成する。そのあと配線を形成
したくない部分に前記のように集束イオンビームを照射
すればその部分の臨界温度が配線部分に比べ低下する。
ＩＣを両者の中間の温度で動作させれば超伝導配線とし
て動作する。
て用いるときに有用である。すなわち半導体素子を形成
した上に超伝導体薄膜を形成する。そのあと配線を形成
したくない部分に前記のように集束イオンビームを照射
すればその部分の臨界温度が配線部分に比べ低下する。
ＩＣを両者の中間の温度で動作させれば超伝導配線とし
て動作する。
以上説明した実施例ではＳｉ＋＋イオンを用いたが、Ｓ
ｉ＋，Ｂｅ＋＋，Ｂｅ＋，Ａｕ＋，Ａｕ＋＋を用いても
よい。さらに、他のＧａ＋等のイオンを用いても良い。
イオンの加速電圧は超伝導体薄膜の膜厚以上の注入レン
ジがある様に設定すれば良い。さらに、ＬａＳｒＣｕＯ
等の超伝導体薄膜を用いても良い。
ｉ＋，Ｂｅ＋＋，Ｂｅ＋，Ａｕ＋，Ａｕ＋＋を用いても
よい。さらに、他のＧａ＋等のイオンを用いても良い。
イオンの加速電圧は超伝導体薄膜の膜厚以上の注入レン
ジがある様に設定すれば良い。さらに、ＬａＳｒＣｕＯ
等の超伝導体薄膜を用いても良い。
（発明の効果） 以上説明した様に、本発明の集束イオンビームによる超
伝導体薄膜の臨界温度制御方法によれば、マスクレス
で、任意のパターンを任意の場所にイオン注入できるた
め、従来の工程よりも簡略化され、かつ表面汚染なく、
超伝導薄膜の臨界温度制御をすることができる。
伝導体薄膜の臨界温度制御方法によれば、マスクレス
で、任意のパターンを任意の場所にイオン注入できるた
め、従来の工程よりも簡略化され、かつ表面汚染なく、
超伝導薄膜の臨界温度制御をすることができる。
第１図は本発明のプロセスを示す断面図、第２図は、本
発明の原理を示す図、第３図は集束イオンビーム装置の
構成図、第４図はＡｕ５９−Ｓｉ２６−Ｂｅ１５共晶合
金イオン源の質量スペクトルを示す図、第５図はＹ−Ｂ
ａ２−Ｃｕ３−Ｏ７超伝導体薄膜へ１５０ＫＶＳｉ＋＋
イオン注入し、臨界温度と抵抗との関係を測定した図、
第６図は、従来の非集束イオンビームによる超伝導体薄
膜の臨界温度制御プロセスを示す断面図である。
発明の原理を示す図、第３図は集束イオンビーム装置の
構成図、第４図はＡｕ５９−Ｓｉ２６−Ｂｅ１５共晶合
金イオン源の質量スペクトルを示す図、第５図はＹ−Ｂ
ａ２−Ｃｕ３−Ｏ７超伝導体薄膜へ１５０ＫＶＳｉ＋＋
イオン注入し、臨界温度と抵抗との関係を測定した図、
第６図は、従来の非集束イオンビームによる超伝導体薄
膜の臨界温度制御プロセスを示す断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 39/06 ＺＡＡ 9276−4Ｍ // Ｈ０１Ｂ 12/06 ＺＡＡ 7244−5Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】超伝導体薄膜に集束イオンビームにより局
所的に選択ドーピングを行ない、被選択ドーピング部分
の結晶性をこわすことにより、被選択ドーピング部の臨
界温度を制御することを特徴とする集束イオンビームに
よる超伝導体薄膜の臨界温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62163755A JPH0657638B2 (ja) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | 集束イオンビ−ムによる超伝導体薄膜の臨界温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62163755A JPH0657638B2 (ja) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | 集束イオンビ−ムによる超伝導体薄膜の臨界温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS647430A JPS647430A (en) | 1989-01-11 |
| JPH0657638B2 true JPH0657638B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=15780082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62163755A Expired - Lifetime JPH0657638B2 (ja) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | 集束イオンビ−ムによる超伝導体薄膜の臨界温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0657638B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998033665A1 (en) * | 1997-02-03 | 1998-08-06 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Formation of superconducting devices using a selective etching technique |
-
1987
- 1987-06-29 JP JP62163755A patent/JPH0657638B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS647430A (en) | 1989-01-11 |
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