JPH07240543A - 成膜用基板に段差を形成する方法 - Google Patents
成膜用基板に段差を形成する方法Info
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- JPH07240543A JPH07240543A JP6053088A JP5308894A JPH07240543A JP H07240543 A JPH07240543 A JP H07240543A JP 6053088 A JP6053088 A JP 6053088A JP 5308894 A JP5308894 A JP 5308894A JP H07240543 A JPH07240543 A JP H07240543A
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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
- H10N60/0912—Manufacture or treatment of Josephson-effect devices
- H10N60/0941—Manufacture or treatment of Josephson-effect devices comprising high-Tc ceramic materials
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 基板の成膜面の一部をフォトマスク等でマス
クし、エキシマレーザによりエッチングして段差を設け
る。この段差を設けた基板上に、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物
超電導薄膜を成膜して、段差型ジョセフソン接合素子を
作製する。 【効果】 エッチングにより基板成膜面が劣化しないの
で、高品質の酸化物超電導薄膜を成膜することができ
る。
クし、エキシマレーザによりエッチングして段差を設け
る。この段差を設けた基板上に、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物
超電導薄膜を成膜して、段差型ジョセフソン接合素子を
作製する。 【効果】 エッチングにより基板成膜面が劣化しないの
で、高品質の酸化物超電導薄膜を成膜することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、成膜用基板に段差を形
成する方法に関する。より詳細には、酸化物超電導薄膜
を使用した超電導装置等に使用する、成膜用基板の成膜
面に段差を形成する方法に関する。
成する方法に関する。より詳細には、酸化物超電導薄膜
を使用した超電導装置等に使用する、成膜用基板の成膜
面に段差を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導体は、従来の金属系超電導
体に比較して臨界温度が高く、実用性がより高いと考え
られている。例えば、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系酸化物超電導体
の臨界温度は80Ｋ以上であり、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系酸
化物超電導体およびTl−Ba−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導
体の臨界温度は 100Ｋ以上と発表されている。また、酸
化物超電導体は、超電導特性以外にも金属系超電導体に
ない性質を有するので、その性質を利用して微細な加工
を行わずに超電導素子を作製することが研究されてい
る。
体に比較して臨界温度が高く、実用性がより高いと考え
られている。例えば、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系酸化物超電導体
の臨界温度は80Ｋ以上であり、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系酸
化物超電導体およびTl−Ba−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導
体の臨界温度は 100Ｋ以上と発表されている。また、酸
化物超電導体は、超電導特性以外にも金属系超電導体に
ない性質を有するので、その性質を利用して微細な加工
を行わずに超電導素子を作製することが研究されてい
る。
【０００３】図１に、酸化物超電導体独特の性質を利用
したジョセフソン接合素子を示す。図１は、いわゆる段
差型のジョセフソン接合素子の断面図である。図１のジ
ョセフソン接合素子は、段差23が形成された成膜面を有
する絶縁体基板２上に成膜された酸化物超電導薄膜１で
主に構成されている。酸化物超電導薄膜１の段差23上の
部分13は、その部分だけ結晶方向が異なるので、成膜面
21上の部分11および成膜面22上の部分12との間にそれぞ
れ結晶粒界51および52が形成されている。この結晶粒界
が、ジョセフソン接合の弱結合を構成する。
したジョセフソン接合素子を示す。図１は、いわゆる段
差型のジョセフソン接合素子の断面図である。図１のジ
ョセフソン接合素子は、段差23が形成された成膜面を有
する絶縁体基板２上に成膜された酸化物超電導薄膜１で
主に構成されている。酸化物超電導薄膜１の段差23上の
部分13は、その部分だけ結晶方向が異なるので、成膜面
21上の部分11および成膜面22上の部分12との間にそれぞ
れ結晶粒界51および52が形成されている。この結晶粒界
が、ジョセフソン接合の弱結合を構成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、上記のジョセフ
ソン素子を作製する場合、絶縁体基板２の成膜面の加工
は、Arイオンミリングにより行っていた。しかしなが
ら、成膜面のArイオンミリングでエッチングされた部分
は、表面の結晶性が劣化してその上に高品質の酸化物超
電導薄膜を成膜することができないことがある。また、
Arイオンミリングは、高真空下で行うため排気等の手間
がかかり、効率良く成膜面の加工を行うことができなか
った。
ソン素子を作製する場合、絶縁体基板２の成膜面の加工
は、Arイオンミリングにより行っていた。しかしなが
ら、成膜面のArイオンミリングでエッチングされた部分
は、表面の結晶性が劣化してその上に高品質の酸化物超
電導薄膜を成膜することができないことがある。また、
Arイオンミリングは、高真空下で行うため排気等の手間
がかかり、効率良く成膜面の加工を行うことができなか
った。
【０００５】さらに、上記の成膜面の加工においては、
マスクにNbを使用することがある。即ち、一般のフォト
レジストは柔らかく、端部の立ち上がりが急峻にならな
いので、フォトレジストをマスクに使用して成膜面の加
工を行うと成膜面の段差が緩やかになってしまう。緩や
かな段差上に酸化物超電導薄膜を成膜すると、結晶粒界
が形成されないことがある。マスクにNbを使用すること
により、急峻な段差を形成することができるが、Nbを除
去する際、Nbが残留することがあり、残留したNbが酸化
物超電導薄膜に悪影響を与える。
マスクにNbを使用することがある。即ち、一般のフォト
レジストは柔らかく、端部の立ち上がりが急峻にならな
いので、フォトレジストをマスクに使用して成膜面の加
工を行うと成膜面の段差が緩やかになってしまう。緩や
かな段差上に酸化物超電導薄膜を成膜すると、結晶粒界
が形成されないことがある。マスクにNbを使用すること
により、急峻な段差を形成することができるが、Nbを除
去する際、Nbが残留することがあり、残留したNbが酸化
物超電導薄膜に悪影響を与える。
【０００６】そこで本発明の目的は、上記従来技術の問
題点を解決した成膜用基板に段差を形成する方法を提供
することにある。
題点を解決した成膜用基板に段差を形成する方法を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、成膜用
基板の成膜面の一部をエッチングし、該成膜面に段差を
形成する方法において、該エッチングをレーザ光の照射
により行うことを特徴とする方法が提供される。
基板の成膜面の一部をエッチングし、該成膜面に段差を
形成する方法において、該エッチングをレーザ光の照射
により行うことを特徴とする方法が提供される。
【０００８】本発明の方法では、前記レーザが、エキシ
マレーザであることが好ましく、前記エッチングを大気
中で行うことが好ましい。
マレーザであることが好ましく、前記エッチングを大気
中で行うことが好ましい。
【０００９】
【作用】本発明の方法は、成膜用基板の成膜面をレーザ
光によりエッチングし、段差を形成するところにその主
要な特徴がある。本発明の方法では、マスク材がNbに限
られず広い範囲から選択できるので、従来、Nbをマスク
材に使用することに起因して生じた各種の不具合を避け
ることができる。
光によりエッチングし、段差を形成するところにその主
要な特徴がある。本発明の方法では、マスク材がNbに限
られず広い範囲から選択できるので、従来、Nbをマスク
材に使用することに起因して生じた各種の不具合を避け
ることができる。
【００１０】また、レーザ光によるエッチングは、Arイ
オンミリングのように基板成膜面のエッチングした部分
の表面を劣化させることがない。従って、本発明の方法
で加工した基板上には高品質の酸化物超電導薄膜を成膜
することができる。
オンミリングのように基板成膜面のエッチングした部分
の表面を劣化させることがない。従って、本発明の方法
で加工した基板上には高品質の酸化物超電導薄膜を成膜
することができる。
【００１１】本発明の方法で使用するレーザとしては、
高出力のエキシマレーザ、NdＹＡＧレーザの高調波、Ｃ
Ｏ2 レーザが好ましいが、特にエキシマレーザが好まし
い。これは、ＣＯ2 レーザが赤外線レーザであるのに対
し、エキシマレーザは紫外線レーザで波長が短く、光子
エネルギが高いので基板の結晶格子の結合を直接切断す
ることができ、熱的な影響を小さくすることができるか
らである。また、NdＹＡＧレーザの高調波も同様な理由
からＣＯ2 レーザより好ましい。
高出力のエキシマレーザ、NdＹＡＧレーザの高調波、Ｃ
Ｏ2 レーザが好ましいが、特にエキシマレーザが好まし
い。これは、ＣＯ2 レーザが赤外線レーザであるのに対
し、エキシマレーザは紫外線レーザで波長が短く、光子
エネルギが高いので基板の結晶格子の結合を直接切断す
ることができ、熱的な影響を小さくすることができるか
らである。また、NdＹＡＧレーザの高調波も同様な理由
からＣＯ2 レーザより好ましい。
【００１２】一方、本発明の方法では、レーザ光による
エッチングを大気中で行うことが可能である。大気中で
エッチングを行うことにより、真空排気等の雰囲気調整
の手間がかからず、効率良く基板の加工ができる。
エッチングを大気中で行うことが可能である。大気中で
エッチングを行うことにより、真空排気等の雰囲気調整
の手間がかからず、効率良く基板の加工ができる。
【００１３】本発明の方法は、MgＯ、SrTiＯ3 、ＹＳＺ
等の酸化物単結晶基板に対し、適用することが好まし
い。これらの基板は、いずれも酸化物超電導薄膜をエピ
タキシャル成長させるのに適しており、また、本発明の
方法を実施するのに必要な性質を備えている。
等の酸化物単結晶基板に対し、適用することが好まし
い。これらの基板は、いずれも酸化物超電導薄膜をエピ
タキシャル成長させるのに適しており、また、本発明の
方法を実施するのに必要な性質を備えている。
【００１４】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。
【００１５】
実施例１ 本発明の方法により、基板の成膜面に段差を形成し、そ
の成膜面上に酸化物超電導薄膜を成膜してジョセフソン
接合素子を作製した。
の成膜面上に酸化物超電導薄膜を成膜してジョセフソン
接合素子を作製した。
【００１６】図２に本実施例において使用した光学系の
配置を示す。図２に示すよう、本実施例で使用した光学
系は、エキシマレーザであるレーザ発振源31に光軸を揃
えて、加工するSrTiＯ3単結晶基板２までの間に、順に
一列に配置された、ビームエキスパンダ32、ビームホモ
ジナイザ33、フォトマスク34および投影レンズ35を備え
る。エキシマレーザには、波長157nmのＦ2エキシマレー
ザ、波長193nmのArＦエキシマレーザ、波長248nmのKrＦ
エキシマレーザ、波長308nmのXeClエキシマレーザおよ
び波長351 nmのXeＦエキシマレーザを使用した。
配置を示す。図２に示すよう、本実施例で使用した光学
系は、エキシマレーザであるレーザ発振源31に光軸を揃
えて、加工するSrTiＯ3単結晶基板２までの間に、順に
一列に配置された、ビームエキスパンダ32、ビームホモ
ジナイザ33、フォトマスク34および投影レンズ35を備え
る。エキシマレーザには、波長157nmのＦ2エキシマレー
ザ、波長193nmのArＦエキシマレーザ、波長248nmのKrＦ
エキシマレーザ、波長308nmのXeClエキシマレーザおよ
び波長351 nmのXeＦエキシマレーザを使用した。
【００１７】レーザ発振源31から発振された10mm×30mm
程度のビームサイズのレーザビームは、ビームエキスパ
ンダ32により、30mm×30mmに拡大される。ビームエキス
パンダ32は、円筒形凹レンズおよび円筒形凸レンズを組
み合わせて構成されている。拡大されたレーザビーム
は、ビームホモジナイザ33によりエネルギ分布が均一化
された整形光とされる。この整形光が、アルミニウム薄
膜（エキシマレーザの全反射鏡に使用されている）で所
定のパターンを形成された合成石英のフォトマスク34に
入射し、投影レンズ35により基板２に照射される。投影
レンズ35と基板２との間の距離をａ、フォトマスク34と
投影レンズ35との間の距離をｂ、投影レンズ35の焦点距
離をｆとしたとき、ａ、ｂおよびｆの間には、１／ｆ＝
１／ａ＋１／ｂの関係があり、投影率Ｍはａ／ｂとな
る。本実施例では、フォトマスク34のパターンの大きさ
を40mm×40mm、SrTiＯ3単結晶基板２の大きさを20mm×2
0mmとした。また、ａを250 mm、ｂを500 mm、ｆを167 m
mとして１／２の縮小投影とした。さらに、基板２の温
度上昇を避けるため、基板２をセットした試料ホルダー
を強制水冷した。
程度のビームサイズのレーザビームは、ビームエキスパ
ンダ32により、30mm×30mmに拡大される。ビームエキス
パンダ32は、円筒形凹レンズおよび円筒形凸レンズを組
み合わせて構成されている。拡大されたレーザビーム
は、ビームホモジナイザ33によりエネルギ分布が均一化
された整形光とされる。この整形光が、アルミニウム薄
膜（エキシマレーザの全反射鏡に使用されている）で所
定のパターンを形成された合成石英のフォトマスク34に
入射し、投影レンズ35により基板２に照射される。投影
レンズ35と基板２との間の距離をａ、フォトマスク34と
投影レンズ35との間の距離をｂ、投影レンズ35の焦点距
離をｆとしたとき、ａ、ｂおよびｆの間には、１／ｆ＝
１／ａ＋１／ｂの関係があり、投影率Ｍはａ／ｂとな
る。本実施例では、フォトマスク34のパターンの大きさ
を40mm×40mm、SrTiＯ3単結晶基板２の大きさを20mm×2
0mmとした。また、ａを250 mm、ｂを500 mm、ｆを167 m
mとして１／２の縮小投影とした。さらに、基板２の温
度上昇を避けるため、基板２をセットした試料ホルダー
を強制水冷した。
【００１８】次に、エキシマレーザを照射して、SrTiＯ
3単結晶基板２の成膜面をフォトマスク34に従ってエッ
チングした。エッチング条件を以下に示す。
3単結晶基板２の成膜面をフォトマスク34に従ってエッ
チングした。エッチング条件を以下に示す。
【表１】
【００１９】エッチング中は、基板２に窒素ガスを流速
1.0 ｍ／秒、流量1000sccmで吹きつけ、蒸発物の基板上
への体積を防いだ。SrTiＯ3単結晶基板２のレーザ光が
照射された部分は照射されない部分に対し、200 nmエッ
チングされ、両者の間に形成された段差は角度85°の急
峻なものであった。上記５種類のエキシマレーザでエッ
チングされたそれぞれの基板の段差部分を走査型電子顕
微鏡を使用して微細観察したが、大きな差異はなかっ
た。また、レーザのエネルギ密度を変化させたところ、
100ｍＪ／cm2以下ではほとんどエッチングが行われず、
所望の段差を形成するためには、数十時間必要であり、
実用的でないことが判明した。また、レーザのエネルギ
密度が５Ｊ／cm2 以上の場合は、段差面が荒れてくるこ
とが走査型電子顕微鏡による観察でわかった。
1.0 ｍ／秒、流量1000sccmで吹きつけ、蒸発物の基板上
への体積を防いだ。SrTiＯ3単結晶基板２のレーザ光が
照射された部分は照射されない部分に対し、200 nmエッ
チングされ、両者の間に形成された段差は角度85°の急
峻なものであった。上記５種類のエキシマレーザでエッ
チングされたそれぞれの基板の段差部分を走査型電子顕
微鏡を使用して微細観察したが、大きな差異はなかっ
た。また、レーザのエネルギ密度を変化させたところ、
100ｍＪ／cm2以下ではほとんどエッチングが行われず、
所望の段差を形成するためには、数十時間必要であり、
実用的でないことが判明した。また、レーザのエネルギ
密度が５Ｊ／cm2 以上の場合は、段差面が荒れてくるこ
とが走査型電子顕微鏡による観察でわかった。
【００２０】上記のエッチングを施された各基板の成膜
面は、新たに露出した表面の結晶性も優れていた。上記
のエッチングで発生したダスト等を除去するため、基板
を超音波洗浄したのち、この成膜面に段差を設けた基板
上にＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜を成膜した。Ｙ1B
a2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜の成膜方法としては、各種
のスパッタリング法、ＭＢＥ法、真空蒸着法、ＣＶＤ
法、レーザアブレーション法等任意の方法が使用可能で
ある。レーザアブレーション法で成膜を行う際の主な成
膜条件を以下に示す。
面は、新たに露出した表面の結晶性も優れていた。上記
のエッチングで発生したダスト等を除去するため、基板
を超音波洗浄したのち、この成膜面に段差を設けた基板
上にＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜を成膜した。Ｙ1B
a2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜の成膜方法としては、各種
のスパッタリング法、ＭＢＥ法、真空蒸着法、ＣＶＤ
法、レーザアブレーション法等任意の方法が使用可能で
ある。レーザアブレーション法で成膜を行う際の主な成
膜条件を以下に示す。
【表２】基板温度 700℃ Ｏ2 雰囲気 圧力 400ｍTorr レーザ出力 0.8Ｊ／パルス 照射間隔 ５ Hz エネルギ密度 ２Ｊ／cm2 膜厚 300nm
【００２１】上記本発明の方法で段差を形成された各基
板成膜面上に作製されたＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄
膜の水平面上の部分は、一様なｃ軸配向のＹ1Ba2Cu3Ｏ
7-X酸化物超電導体結晶で構成されていた。また、Ｙ1Ba
2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜の成膜面の段差上の部分
は、結晶方向が異なっており、結晶粒界が形成され、ジ
ョセフソン接合が構成されていた。
板成膜面上に作製されたＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄
膜の水平面上の部分は、一様なｃ軸配向のＹ1Ba2Cu3Ｏ
7-X酸化物超電導体結晶で構成されていた。また、Ｙ1Ba
2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜の成膜面の段差上の部分
は、結晶方向が異なっており、結晶粒界が形成され、ジ
ョセフソン接合が構成されていた。
【００２２】実施例２ 40mm角のMgＯ単結晶基板の成膜面に本発明の方法で段差
を形成し、その成膜面上に酸化物超電導薄膜を成膜して
ジョセフソン接合素子を作製した。図３に本実施例で使
用した光学系の配置を示す。
を形成し、その成膜面上に酸化物超電導薄膜を成膜して
ジョセフソン接合素子を作製した。図３に本実施例で使
用した光学系の配置を示す。
【００２３】図３に示すよう、本実施例で使用した光学
系は、実施例１で使用したものと等しいエキシマレーザ
であるレーザ発振源31に光軸を揃えて配置された、ビー
ムエキスパンダ32、ビームホモジナイザ33、全反射鏡3
6、フォトマスク34および投影レンズ35を備える。基板
２は、ＸＹステージ30上に配置されており、ＸＹステー
ジ30を操作することにより基板２のレーザ光の照射位置
を変更することができる。
系は、実施例１で使用したものと等しいエキシマレーザ
であるレーザ発振源31に光軸を揃えて配置された、ビー
ムエキスパンダ32、ビームホモジナイザ33、全反射鏡3
6、フォトマスク34および投影レンズ35を備える。基板
２は、ＸＹステージ30上に配置されており、ＸＹステー
ジ30を操作することにより基板２のレーザ光の照射位置
を変更することができる。
【００２４】本実施例では、マスクパターンの大きさを
80mm×80mm、ａを200 mm、ｂを800mm、ｆを160 mmとし
て１／４の縮小投影とした。マスクパターンは、基板上
で20mm角に相当するパターンとした。さらに、基板２の
温度上昇を避けるため、基板２をセットした試料ホルダ
ーを強制水冷した。
80mm×80mm、ａを200 mm、ｂを800mm、ｆを160 mmとし
て１／４の縮小投影とした。マスクパターンは、基板上
で20mm角に相当するパターンとした。さらに、基板２の
温度上昇を避けるため、基板２をセットした試料ホルダ
ーを強制水冷した。
【００２５】次に、実施例１と同様５種類のエキシマレ
ーザを照射して、それぞれMgＯ単結晶基板２の成膜面の
エッチングを行った。ＸＹステージを操作して、MgＯ単
結晶基板２の成膜面の異なる４箇所にエッチングを行う
ことにより多数の段差を形成した。各エッチング条件
は、実施例１と等しくした。エッチング中は、MgＯ単結
晶基板２にアルゴンガスを流速3.0ｍ／秒、流量1000scc
mで吹きつけ、蒸発物の基板上への体積を防いだ。MgＯ
基板２のレーザ光が照射された部分は照射されない部分
に対し、200 nmエッチングされ、両者の間に形成された
段差は角度85°の急峻なものであった。実施例１と同様
エッチングされたそれぞれの基板の段差部分を走査型電
子顕微鏡を使用して微細観察したが、レーザの種類によ
る大きな差異はなかった。また、レーザのエネルギ密度
に関しても実施例１と同様の結果が得られた。
ーザを照射して、それぞれMgＯ単結晶基板２の成膜面の
エッチングを行った。ＸＹステージを操作して、MgＯ単
結晶基板２の成膜面の異なる４箇所にエッチングを行う
ことにより多数の段差を形成した。各エッチング条件
は、実施例１と等しくした。エッチング中は、MgＯ単結
晶基板２にアルゴンガスを流速3.0ｍ／秒、流量1000scc
mで吹きつけ、蒸発物の基板上への体積を防いだ。MgＯ
基板２のレーザ光が照射された部分は照射されない部分
に対し、200 nmエッチングされ、両者の間に形成された
段差は角度85°の急峻なものであった。実施例１と同様
エッチングされたそれぞれの基板の段差部分を走査型電
子顕微鏡を使用して微細観察したが、レーザの種類によ
る大きな差異はなかった。また、レーザのエネルギ密度
に関しても実施例１と同様の結果が得られた。
【００２６】上記のエッチングを施された成膜面は、新
たに露出した表面の結晶性も優れていた。上記のエッチ
ングで発生したダスト等を除去するため、基板を超音波
洗浄したのち、この成膜面に段差を設けた基板上にＹ1B
a2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜を成膜した。Ｙ1Ba2Cu3Ｏ
7-X酸化物超電導薄膜の成膜方法としては、各種のスパ
ッタリング法、ＭＢＥ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、レー
ザアブレーション法等任意の方法が使用可能である。本
実施例でも、実施例１と等しい条件のレーザアブレーシ
ョン法で成膜を行った。
たに露出した表面の結晶性も優れていた。上記のエッチ
ングで発生したダスト等を除去するため、基板を超音波
洗浄したのち、この成膜面に段差を設けた基板上にＹ1B
a2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜を成膜した。Ｙ1Ba2Cu3Ｏ
7-X酸化物超電導薄膜の成膜方法としては、各種のスパ
ッタリング法、ＭＢＥ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、レー
ザアブレーション法等任意の方法が使用可能である。本
実施例でも、実施例１と等しい条件のレーザアブレーシ
ョン法で成膜を行った。
【００２７】上記本発明の方法で段差を形成された基板
成膜面上に作製されたＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X 酸化物超電導薄
膜の水平面上の部分は、一様なｃ軸配向のＹ1Ba2Cu3Ｏ
7-X酸化物超電導体結晶で構成されていた。また、Ｙ1Ba
2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜の成膜面の段差上の部分
は、結晶方向が異なっており、結晶粒界が形成され、ジ
ョセフソン接合が構成されていた。
成膜面上に作製されたＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X 酸化物超電導薄
膜の水平面上の部分は、一様なｃ軸配向のＹ1Ba2Cu3Ｏ
7-X酸化物超電導体結晶で構成されていた。また、Ｙ1Ba
2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜の成膜面の段差上の部分
は、結晶方向が異なっており、結晶粒界が形成され、ジ
ョセフソン接合が構成されていた。
【００２８】なお、上記本発明の方法では、レーザの繰
り返しレートを高くすることによりエッチング速度を向
上させることが可能であり、それにより加工効率も向上
する。しかしながら、現在のところレーザ装置の限界か
らレーザ光の繰り返しレートは１ｋHz程度が上限であ
る。また、本実施例では、いずれもエキシマレーザを使
用したが、エキシマレーザ以外にもNdＹＡＧレーザの高
調波を使用することができる。NdＹＡＧレーザの高調波
レーザは、エキシマレーザと同様紫外領域のレーザ光で
あり、パルス幅も数十ナノ秒とエキシマレーザとほぼ同
様で、本発明の方法に適用した場合に同様の結果が得ら
れる。
り返しレートを高くすることによりエッチング速度を向
上させることが可能であり、それにより加工効率も向上
する。しかしながら、現在のところレーザ装置の限界か
らレーザ光の繰り返しレートは１ｋHz程度が上限であ
る。また、本実施例では、いずれもエキシマレーザを使
用したが、エキシマレーザ以外にもNdＹＡＧレーザの高
調波を使用することができる。NdＹＡＧレーザの高調波
レーザは、エキシマレーザと同様紫外領域のレーザ光で
あり、パルス幅も数十ナノ秒とエキシマレーザとほぼ同
様で、本発明の方法に適用した場合に同様の結果が得ら
れる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に従えば、
基板成膜面上に段差を、基板成膜面を劣化させずに効率
よく形成する方法が提供される。本発明の方法で段差を
形成した基板成膜面上には、良質な酸化物超電導薄膜を
作製することが可能であり、酸化物超電導体を使用した
超電導素子の作製が容易になる。
基板成膜面上に段差を、基板成膜面を劣化させずに効率
よく形成する方法が提供される。本発明の方法で段差を
形成した基板成膜面上には、良質な酸化物超電導薄膜を
作製することが可能であり、酸化物超電導体を使用した
超電導素子の作製が容易になる。
【図１】段差型のジョセフソン接合素子の断面図であ
る。
る。
【図２】本実施例で使用した光学系の配置を示す概略図
である。
である。
【図３】本実施例で使用した光学系の異なる配置を示す
概略図である。
概略図である。
１ 酸化物超電導薄膜 ２ 基板 31 レーザ発振源 32 ビームエキスパンダ 33 ビームホモジナイザ 34 フォトマスク 35 投影レンズ 36 全反射鏡 51、52 結晶粒界
Claims (7)
- 【請求項１】 成膜用基板の成膜面の一部をエッチング
し、該成膜面に段差を形成する方法において、該エッチ
ングをレーザ光の照射により行うことを特徴とする方
法。 - 【請求項２】 前記レーザ光が、波長351nm以下の紫外
領域のパルス発振のレーザ光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】 前記レーザ光の１パルス当たりのエネル
ギ密度が、前記基板のエッチングされる成膜面上で 100
ｍＪ／cm2〜５Ｊ／cm2であることを特徴とする請求項２
に記載の方法。 - 【請求項４】 前記レーザ光の繰り返しレートが、10Hz
〜１ｋHzであることを特徴とする請求項２または３に記
載の方法。 - 【請求項５】 前記エッチング中に前記基板を冷却媒体
により冷却し、室温以下の温度に保持することを特徴と
する請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項６】 前記エッチングを大気中、大気圧の窒素
雰囲気中または大気圧の希ガス中で行うことを特徴とす
る請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項７】 前記エッチング中に、窒素または希ガス
を基板に吹きつけることを特徴とする請求項１〜６のい
ずれか１項に記載の方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6053088A JPH07240543A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 成膜用基板に段差を形成する方法 |
| US08/393,485 US5618446A (en) | 1994-02-25 | 1995-02-24 | Method for forming a step on a deposition surface of a substrate for a superconducting device utilizing an oxide superconductor |
| EP95400402A EP0674349B1 (en) | 1994-02-25 | 1995-02-27 | Method for forming a step on a deposition surface of a substrate for a superconducting device utilizing an oxide superconductor |
| CA002143522A CA2143522C (en) | 1994-02-25 | 1995-02-27 | Method for manufacturing a grain boundary type josephson junction device |
| DE69502228T DE69502228T2 (de) | 1994-02-25 | 1995-02-27 | Verfahren zur Ausbildung einer Stufe auf der Oberfläche eines Substrats für die Herstellung einer supraleitenden Anordnung aus einem Oxid-Supraleiter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6053088A JPH07240543A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 成膜用基板に段差を形成する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07240543A true JPH07240543A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12933034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6053088A Withdrawn JPH07240543A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 成膜用基板に段差を形成する方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5618446A (ja) |
| EP (1) | EP0674349B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07240543A (ja) |
| CA (1) | CA2143522C (ja) |
| DE (1) | DE69502228T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007516083A (ja) * | 2003-07-08 | 2007-06-21 | スペクトラム テクノロジーズ パブリック リミティド カンパニー | 担体から被覆層または塗装部をレーザにて除去する方法と装置 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07308788A (ja) * | 1994-05-16 | 1995-11-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 光加工法及び光起電力装置の製造方法 |
| US6243691B1 (en) * | 1996-03-29 | 2001-06-05 | Onsale, Inc. | Method and system for processing and transmitting electronic auction information |
| DE19808778C2 (de) * | 1998-03-03 | 1999-12-09 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines ABO¶3¶-Substrates mit einer Stufe |
| US5993681A (en) * | 1998-05-08 | 1999-11-30 | Lucent Technology, Inc. | Method and apparatus for aiming a spray etcher nozzle |
| KR100309675B1 (ko) * | 1998-11-23 | 2001-12-17 | 오길록 | 고온초전도계단형모서리조셉슨접합제작방법 |
| US20030219237A1 (en) * | 2002-05-23 | 2003-11-27 | Image Premastering Services, Ltd. | Apparatus and method for digital recording of a film image |
| ATE337092T1 (de) * | 2003-09-23 | 2006-09-15 | Evotec Technologies Gmbh | Klimakammer für mikroskope |
| US20050062131A1 (en) * | 2003-09-24 | 2005-03-24 | Murduck James Matthew | A1/A1Ox/A1 resistor process for integrated circuits |
| US7615385B2 (en) | 2006-09-20 | 2009-11-10 | Hypres, Inc | Double-masking technique for increasing fabrication yield in superconducting electronics |
| KR100864062B1 (ko) * | 2008-02-22 | 2008-10-16 | 한국철강 주식회사 | 태양전지 모듈 패터닝 장치 |
| GB2593516A (en) * | 2020-03-26 | 2021-09-29 | Univ Leiden | Junction, device and methods of fabrication |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3718323A1 (de) * | 1987-06-01 | 1988-12-22 | Siemens Ag | Verfahren zur oberflaechenbearbeitung, zum schneiden und dgl. von koerpern aus oxidwerkstoff |
| EP0527604A3 (en) * | 1991-08-07 | 1993-06-16 | Litton Systems, Inc. | Method of coupling an end of optical fibre to a waveguide formed on a substrate |
| JPH05251771A (ja) * | 1991-12-02 | 1993-09-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 人工粒界型ジョセフソン接合素子およびその作製方法 |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP6053088A patent/JPH07240543A/ja not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-02-24 US US08/393,485 patent/US5618446A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-02-27 CA CA002143522A patent/CA2143522C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-02-27 EP EP95400402A patent/EP0674349B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-27 DE DE69502228T patent/DE69502228T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007516083A (ja) * | 2003-07-08 | 2007-06-21 | スペクトラム テクノロジーズ パブリック リミティド カンパニー | 担体から被覆層または塗装部をレーザにて除去する方法と装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69502228D1 (de) | 1998-06-04 |
| EP0674349A1 (en) | 1995-09-27 |
| DE69502228T2 (de) | 1998-12-24 |
| US5618446A (en) | 1997-04-08 |
| CA2143522A1 (en) | 1995-08-26 |
| CA2143522C (en) | 1998-12-29 |
| EP0674349B1 (en) | 1998-04-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010508 |