JPH07122791A - 酸化物薄膜の微細加工用のエッチング液および加工方法 - Google Patents
酸化物薄膜の微細加工用のエッチング液および加工方法Info
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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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Abstract
(57)【要約】
【構成】 濃度50％のＨＦ水溶液とアルコール、好まし
くはイソプロピルアルコールとを体積比１：６〜１：10
0 で混合してなるエッチング液。およびこのエッチング
液を使用して酸化物超電導薄膜上に成膜された酸化物薄
膜をエッチングする方法。 【効果】 水を少量しか含まないので、酸化物超電導薄
膜に触れても酸化物超電導薄膜を劣化させず、酸化物薄
膜を選択的にエッチングできる。
くはイソプロピルアルコールとを体積比１：６〜１：10
0 で混合してなるエッチング液。およびこのエッチング
液を使用して酸化物超電導薄膜上に成膜された酸化物薄
膜をエッチングする方法。 【効果】 水を少量しか含まないので、酸化物超電導薄
膜に触れても酸化物超電導薄膜を劣化させず、酸化物薄
膜を選択的にエッチングできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物薄膜の微細加工
用のエッチング液および加工方法に関する。より詳細に
は、酸化物超電導薄膜上に成膜された酸化物の非超電導
体薄膜を、下層の酸化物超電導薄膜を劣化させずにエッ
チングできるエッチング液およびこのエッチング液を使
用した加工方法に関する。
用のエッチング液および加工方法に関する。より詳細に
は、酸化物超電導薄膜上に成膜された酸化物の非超電導
体薄膜を、下層の酸化物超電導薄膜を劣化させずにエッ
チングできるエッチング液およびこのエッチング液を使
用した加工方法に関する。
【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】上記の酸化物超電導体を使用した各種電子
デバイスの作製においては、酸化物超電導薄膜上に成膜
された非超電導体薄膜・絶縁体薄膜を所定の形状に加工
しなければならない。この加工には、従来ＨＦ系のエッ
チング溶液が使用されていた。例えばApplyed Physics
Letter 59(10) pp1257〜1259 1991年９月２日発行に
は、酸化物超電導薄膜上に成膜されたSrTiＯ3絶縁体薄
膜を７％のＨＦ水溶液を使用してエッチングして、酸化
物超電導薄膜上の絶縁体薄膜をエッチングして超電導素
子を作製する技術が開示されている。
デバイスの作製においては、酸化物超電導薄膜上に成膜
された非超電導体薄膜・絶縁体薄膜を所定の形状に加工
しなければならない。この加工には、従来ＨＦ系のエッ
チング溶液が使用されていた。例えばApplyed Physics
Letter 59(10) pp1257〜1259 1991年９月２日発行に
は、酸化物超電導薄膜上に成膜されたSrTiＯ3絶縁体薄
膜を７％のＨＦ水溶液を使用してエッチングして、酸化
物超電導薄膜上の絶縁体薄膜をエッチングして超電導素
子を作製する技術が開示されている。
【０００６】上記ＨＦ系のエッチング溶液は、SrTiＯ3
に対するエッチング速度に比較して、酸化物超電導体、
例えばＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導体に対するエッチン
グ速度が遅いので、酸化物超電導薄膜上に積層されたSr
TiＯ3薄膜の加工に適している。
に対するエッチング速度に比較して、酸化物超電導体、
例えばＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導体に対するエッチン
グ速度が遅いので、酸化物超電導薄膜上に積層されたSr
TiＯ3薄膜の加工に適している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｙ1Ba2
Cu3Ｏ7-X酸化物超電導体は水と反応し易く、水と反応し
た場合には超電導特性を含めて劣化してしまう。従っ
て、上記従来の方法でエッチングを行うと、ＨＦ系エッ
チング溶液に含まれる水により、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物
超電導薄膜が劣化する恐れがある。
Cu3Ｏ7-X酸化物超電導体は水と反応し易く、水と反応し
た場合には超電導特性を含めて劣化してしまう。従っ
て、上記従来の方法でエッチングを行うと、ＨＦ系エッ
チング溶液に含まれる水により、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物
超電導薄膜が劣化する恐れがある。
【０００８】そこで本発明の目的は、上記従来技術の問
題点を解決した酸化物薄膜の微細加工用のエッチング液
および加工方法を提供することにある。
題点を解決した酸化物薄膜の微細加工用のエッチング液
および加工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】本発明に従うと、濃度50
％のＨＦ水溶液とアルコールとを体積比１：６〜１：10
0 で混合してなるエッチング液が提供される。
％のＨＦ水溶液とアルコールとを体積比１：６〜１：10
0 で混合してなるエッチング液が提供される。
【００１０】本発明においては、上記エッチング液のア
ルコールは、イソプロピルアルコールであることが好ま
しい。
ルコールは、イソプロピルアルコールであることが好ま
しい。
【００１１】また、本発明では、酸化物超電導薄膜上に
成膜された酸化物の非超電導体薄膜を濃度50％のＨＦ水
溶液とアルコールとを体積比１：６〜１：100 で混合し
てなるエッチング液を使用して所定のパターンにエッチ
ングすることを特徴とする酸化物薄膜の加工方法が提供
される。
成膜された酸化物の非超電導体薄膜を濃度50％のＨＦ水
溶液とアルコールとを体積比１：６〜１：100 で混合し
てなるエッチング液を使用して所定のパターンにエッチ
ングすることを特徴とする酸化物薄膜の加工方法が提供
される。
【００１２】
【作用】本発明のエッチング液は、従来のエッチング液
の特長であるSrTiＯ3を選択的にエッチングする特性を
損なわずに、エッチング液に含まれる水を極力減少させ
たところにその主要な特徴がある。そのために、本発明
のエッチング液では、ＨＦ溶液の希釈にアルコールを使
用した。アルコールは、他の有機溶媒と比較して酸化物
超電導体に対する反応性が低く、酸化物超電導体と接触
した場合に酸化物超電導体を劣化させることがない。従
って、本発明のエッチング液では、ＨＦ溶液の希釈にア
ルコールを使用する。
の特長であるSrTiＯ3を選択的にエッチングする特性を
損なわずに、エッチング液に含まれる水を極力減少させ
たところにその主要な特徴がある。そのために、本発明
のエッチング液では、ＨＦ溶液の希釈にアルコールを使
用した。アルコールは、他の有機溶媒と比較して酸化物
超電導体に対する反応性が低く、酸化物超電導体と接触
した場合に酸化物超電導体を劣化させることがない。従
って、本発明のエッチング液では、ＨＦ溶液の希釈にア
ルコールを使用する。
【００１３】また、本発明のエッチング液では、特にイ
ソプロピルアルコールが好ましい。その理由は、イソプ
ロピルアルコールは分子数が大きく、イソプロピルアル
コールで希釈したＨＦ溶液は反応性が抑えられる。従っ
て、エッチングを制御しやすいからである。
ソプロピルアルコールが好ましい。その理由は、イソプ
ロピルアルコールは分子数が大きく、イソプロピルアル
コールで希釈したＨＦ溶液は反応性が抑えられる。従っ
て、エッチングを制御しやすいからである。
【００１４】本発明のエッチング液は、従来のものに比
較して、少量の水しか含んでいないので酸化物超電導薄
膜を劣化させにくくしている。従って、本発明のエッチ
ング液を使用して、酸化物超電導薄膜上に積層されたSr
TiＯ3等の酸化物を加工して超電導素子を作製すると、
酸化物超電導薄膜が劣化しないので、従来よりも性能が
優れた素子を作製することができる。
較して、少量の水しか含んでいないので酸化物超電導薄
膜を劣化させにくくしている。従って、本発明のエッチ
ング液を使用して、酸化物超電導薄膜上に積層されたSr
TiＯ3等の酸化物を加工して超電導素子を作製すると、
酸化物超電導薄膜が劣化しないので、従来よりも性能が
優れた素子を作製することができる。
【００１５】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。
【００１６】
【実施例】本発明のエッチング液を使用し、本発明の方
法により、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上に積層さ
れたSrTiＯ3薄膜を加工して、超電導素子を作製した。
図１(a)〜(e)を参照してその工程を説明する。最初に図
１(a) に示すよう、SrTiＯ3 基板４上に、厚さ50nmのＹ
1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜１を反応性共蒸着法で成
膜する。次に、図１(b) に示すよう、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸
化物超電導薄膜１上に、厚さ350nmのSrTiＯ3薄膜２をや
はり反応性共蒸着法により連続的に成膜する。
法により、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上に積層さ
れたSrTiＯ3薄膜を加工して、超電導素子を作製した。
図１(a)〜(e)を参照してその工程を説明する。最初に図
１(a) に示すよう、SrTiＯ3 基板４上に、厚さ50nmのＹ
1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜１を反応性共蒸着法で成
膜する。次に、図１(b) に示すよう、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸
化物超電導薄膜１上に、厚さ350nmのSrTiＯ3薄膜２をや
はり反応性共蒸着法により連続的に成膜する。
【００１７】続いて、図１(c)に示すよう、SrTiＯ3薄膜
２の左側の一部にAu電極３を蒸着により形成する。この
積層膜を50％のＨＦ水溶液と、イソプロピルアルコール
とを体積比で１：100 で混合したエッチング液でエッチ
ングし、SrTiＯ3薄膜２の露出している部分を図１(d)に
示すよう除去した。このエッチング液のSrTiＯ3薄膜に
対するエッチングレートは約20nm／秒であるので、厚さ
350nm のSrTiＯ3薄膜２のエッチングに要する時間は約1
8秒である。しかしながら、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X薄膜１上のS
rTiＯ3薄膜２を完全に除去するため、本実施例において
はエッチング時間を20秒とした。このエッチングにおい
ては、エッチングが進行すると、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物
超電導薄膜１が露出し、エッチング液に接触する。しか
しながら、本発明のエッチング液は、水の含有量が少な
いのでＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜が、エッチング
液に含まれる水と反応して劣化することがない。また、
図２のグラフの(1)および(2) に示すよう、SrTiＯ3薄膜
とＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜とのエッチングレー
トの比は、本実施例で使用したエッチング液の場合に2
0：１程度であり、SrTiＯ3の選択的エッチングが十分可
能である。また、図２の(2)'のグラフに示すよう、50％
のＨＦ水溶液と、イソプロピルアルコールとを体積比で
１：６で混合したエッチング液は、エッチングレートが
大きく、本実施例で使用したSrTiＯ3薄膜ではエッチン
グレートの測定は不可能であった。しかしながら、ＨＦ
濃度によるエッチングレートの依存性の確認はできた。
２の左側の一部にAu電極３を蒸着により形成する。この
積層膜を50％のＨＦ水溶液と、イソプロピルアルコール
とを体積比で１：100 で混合したエッチング液でエッチ
ングし、SrTiＯ3薄膜２の露出している部分を図１(d)に
示すよう除去した。このエッチング液のSrTiＯ3薄膜に
対するエッチングレートは約20nm／秒であるので、厚さ
350nm のSrTiＯ3薄膜２のエッチングに要する時間は約1
8秒である。しかしながら、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X薄膜１上のS
rTiＯ3薄膜２を完全に除去するため、本実施例において
はエッチング時間を20秒とした。このエッチングにおい
ては、エッチングが進行すると、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物
超電導薄膜１が露出し、エッチング液に接触する。しか
しながら、本発明のエッチング液は、水の含有量が少な
いのでＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜が、エッチング
液に含まれる水と反応して劣化することがない。また、
図２のグラフの(1)および(2) に示すよう、SrTiＯ3薄膜
とＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜とのエッチングレー
トの比は、本実施例で使用したエッチング液の場合に2
0：１程度であり、SrTiＯ3の選択的エッチングが十分可
能である。また、図２の(2)'のグラフに示すよう、50％
のＨＦ水溶液と、イソプロピルアルコールとを体積比で
１：６で混合したエッチング液は、エッチングレートが
大きく、本実施例で使用したSrTiＯ3薄膜ではエッチン
グレートの測定は不可能であった。しかしながら、ＨＦ
濃度によるエッチングレートの依存性の確認はできた。
【００１８】最後に、図１(e)に示すよう、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ
7-X酸化物超電導薄膜１の上記のエッチングにより新た
に露出した部分上にAu電極30を形成し、さらにAu電極３
および30上にそれぞれInバンプ５を形成し、Auワイヤ６
をInバンプ５に圧着して超電導素子が完成した。上記本
発明のエッチング液を使用し、本発明のエッチング方法
によるエッチングを含む工程で作製された超電導素子
は、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜が劣化することな
く、優れた超電導特性を保持しているので高い性能を有
する。
7-X酸化物超電導薄膜１の上記のエッチングにより新た
に露出した部分上にAu電極30を形成し、さらにAu電極３
および30上にそれぞれInバンプ５を形成し、Auワイヤ６
をInバンプ５に圧着して超電導素子が完成した。上記本
発明のエッチング液を使用し、本発明のエッチング方法
によるエッチングを含む工程で作製された超電導素子
は、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜が劣化することな
く、優れた超電導特性を保持しているので高い性能を有
する。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に従えば、
酸化物超電導薄膜上に成膜された酸化物薄膜を、酸化物
超電導薄膜を劣化させることなくエッチング可能なエッ
チング液およびエッチング方法が提供される。本発明の
エッチング液を使用すれば、酸化物超電導薄膜を劣化さ
せることなく、その上に積層された酸化物薄膜を選択的
にエッチング可能である。従って、酸化物超電導薄膜を
使用した超電導素子、超電導集積回路等が、高い精度
で、酸化物超電導薄膜の特性を十分活かしたまま製造可
能である。
酸化物超電導薄膜上に成膜された酸化物薄膜を、酸化物
超電導薄膜を劣化させることなくエッチング可能なエッ
チング液およびエッチング方法が提供される。本発明の
エッチング液を使用すれば、酸化物超電導薄膜を劣化さ
せることなく、その上に積層された酸化物薄膜を選択的
にエッチング可能である。従って、酸化物超電導薄膜を
使用した超電導素子、超電導集積回路等が、高い精度
で、酸化物超電導薄膜の特性を十分活かしたまま製造可
能である。
【図１】本発明のエッチング液を使用して本発明の方法
によりエッチングを行う工程を含む超電導素子の製造工
程を説明する図である。
によりエッチングを行う工程を含む超電導素子の製造工
程を説明する図である。
【図２】本発明のエッチング液のＹ1Ba2Cu3Ｏ7-XとSrTi
Ｏ3に対するエッチングレートを示すグラフである。
Ｏ3に対するエッチングレートを示すグラフである。
１ Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜 ２ SrTiＯ3薄膜 ３、30 Au電極 ４ 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 13/00 ５６５ Ｄ 7244−5Ｇ Ｈ０１Ｌ 21/308 Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】 濃度50％のＨＦ水溶液とアルコールとを
体積比１：６〜１：100 で混合してなるエッチング液。 - 【請求項２】 前記アルコールが、イソプロピルアルコ
ールであることを特徴とする請求項１に記載のエッチン
グ液。 - 【請求項３】 酸化物超電導薄膜上に成膜された酸化物
の非超電導体薄膜を濃度50％のＨＦ水溶液とアルコール
とを体積比１：６〜１：100 で混合してなるエッチング
液を使用して所定のパターンにエッチングすることを特
徴とする酸化物薄膜の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5288729A JPH07122791A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 酸化物薄膜の微細加工用のエッチング液および加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5288729A JPH07122791A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 酸化物薄膜の微細加工用のエッチング液および加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07122791A true JPH07122791A (ja) | 1995-05-12 |
Family
ID=17733936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5288729A Pending JPH07122791A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 酸化物薄膜の微細加工用のエッチング液および加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07122791A (ja) |
-
1993
- 1993-10-25 JP JP5288729A patent/JPH07122791A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011113 |