JPH0983021A - 超伝導回路の製造方法及び超伝導回路 - Google Patents
超伝導回路の製造方法及び超伝導回路Info
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- JPH0983021A JPH0983021A JP7236489A JP23648995A JPH0983021A JP H0983021 A JPH0983021 A JP H0983021A JP 7236489 A JP7236489 A JP 7236489A JP 23648995 A JP23648995 A JP 23648995A JP H0983021 A JPH0983021 A JP H0983021A
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- H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
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- H01P3/081—Microstriplines
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マイクロストリップ線路を構成する従来の超
伝導回路は、構造が複雑・大型化し問題で、パッチアン
テナを構成する従来の超伝導回路は、高温超伝導体が本
来有する低損失特性を十分に引き出せない。 【解決手段】 ＭｇＯ又はＳＴＯ製の基板１の片面にＨ
ＴＳ薄膜２を形成し（図１（ｂ））、ＭｇＯに比べて低
電力損失で低比誘電率（比誘電率εrが”３”程度）の
材質のテフロングラスファイバーからなる基板３を、Ｈ
ＴＳ薄膜２の表面に接着剤を用いて張り付けた後（図１
（ｃ））、基板１を研磨により除去する（図１
（ｄ））。続いて、ＨＴＳ薄膜２に所望の回路パターン
を形成し、基板３上に接地金属ブロック４を設ける（図
１（ｅ））。これにより、基板３の片面に高温超伝導体
（ＨＴＳ）の薄膜２を形成して、波長短縮率を６０％
と、自由空間（１００％）の値に近付けた、パッチアン
テナあるいはマイクロストリップ線路を構成できる。
伝導回路は、構造が複雑・大型化し問題で、パッチアン
テナを構成する従来の超伝導回路は、高温超伝導体が本
来有する低損失特性を十分に引き出せない。 【解決手段】 ＭｇＯ又はＳＴＯ製の基板１の片面にＨ
ＴＳ薄膜２を形成し（図１（ｂ））、ＭｇＯに比べて低
電力損失で低比誘電率（比誘電率εrが”３”程度）の
材質のテフロングラスファイバーからなる基板３を、Ｈ
ＴＳ薄膜２の表面に接着剤を用いて張り付けた後（図１
（ｃ））、基板１を研磨により除去する（図１
（ｄ））。続いて、ＨＴＳ薄膜２に所望の回路パターン
を形成し、基板３上に接地金属ブロック４を設ける（図
１（ｅ））。これにより、基板３の片面に高温超伝導体
（ＨＴＳ）の薄膜２を形成して、波長短縮率を６０％
と、自由空間（１００％）の値に近付けた、パッチアン
テナあるいはマイクロストリップ線路を構成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超伝導回路の製造方
法及び超伝導回路に係り、特にマイクロストリップ線路
やパッチアンテナを構成する高温超伝導体を使った超伝
導回路の製造方法及び超伝導回路に関する。
法及び超伝導回路に係り、特にマイクロストリップ線路
やパッチアンテナを構成する高温超伝導体を使った超伝
導回路の製造方法及び超伝導回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来の超伝導回路の製造方法の一
例の各工程の素子断面図を示す。従来の超伝導回路を製
造するには、図８（ａ）に示すＭｇＯ又はＳＴＯ（すな
わち、ＳｒＴｉＯ3）による基板５１の表面及び裏面の
両方に、図８（ｂ）に示すように、それぞれ順次にスパ
ッタ法あるいはレーザアブレーション法などで高温超伝
導体（以下、ＨＴＳという）の薄膜５２及び５３を形成
する。
例の各工程の素子断面図を示す。従来の超伝導回路を製
造するには、図８（ａ）に示すＭｇＯ又はＳＴＯ（すな
わち、ＳｒＴｉＯ3）による基板５１の表面及び裏面の
両方に、図８（ｂ）に示すように、それぞれ順次にスパ
ッタ法あるいはレーザアブレーション法などで高温超伝
導体（以下、ＨＴＳという）の薄膜５２及び５３を形成
する。
【０００３】続いて、ＨＴＳ薄膜５２上にパターニング
されたホトレジストを保護膜にしてドライエッチングす
ることにより、図８（ｃ）に示すように所望パターンの
ＨＴＳ薄膜５２を有する超伝導回路が製造される。この
ように、従来より、イットリウム系のＹＢＣＯ、ビスマ
ス系のＢＳＳＣＯ、タリウム系のＴＳＣＣＯなどのＨＴ
Ｓは、結晶の格子定数整合の必要からＭｇＯあるいはＳ
ＴＯからなる基板５１上に形成される。
されたホトレジストを保護膜にしてドライエッチングす
ることにより、図８（ｃ）に示すように所望パターンの
ＨＴＳ薄膜５２を有する超伝導回路が製造される。この
ように、従来より、イットリウム系のＹＢＣＯ、ビスマ
ス系のＢＳＳＣＯ、タリウム系のＴＳＣＣＯなどのＨＴ
Ｓは、結晶の格子定数整合の必要からＭｇＯあるいはＳ
ＴＯからなる基板５１上に形成される。
【０００４】ところが、比誘電率εrはＭｇＯが”１
０”、ＳＴＯが”１００”程度とそれぞれ非常に大き
い。このため、図８のようにＭｇＯやＳＴＯを絶縁基板
としてマイクロストリップ線路やパッチアンテナを構成
すると、波長短縮率が小さくなり過ぎ、電流密度が上昇
し誘電体による電力損失の増大、超伝導体自身による電
力損失の増大、並びに自由空間波長からの乖離のため、
アンテナの電波放射効率の低下など種々の問題点が生じ
る。
０”、ＳＴＯが”１００”程度とそれぞれ非常に大き
い。このため、図８のようにＭｇＯやＳＴＯを絶縁基板
としてマイクロストリップ線路やパッチアンテナを構成
すると、波長短縮率が小さくなり過ぎ、電流密度が上昇
し誘電体による電力損失の増大、超伝導体自身による電
力損失の増大、並びに自由空間波長からの乖離のため、
アンテナの電波放射効率の低下など種々の問題点が生じ
る。
【０００５】そこで、従来より、従来の超伝導回路はマ
イクロストリップ線路を構成する場合は、例えば図９
（ａ）の正面図及び同図（ｂ）の斜視図に示すように、
ＭｇＯあるいはＳＴＯからなる基板６１、６２上にそれ
ぞれ厚さＴで形成されたＨＴＳ薄膜６３、６４が、それ
ぞれ間隔Ｓで空気６５を挟んで対面するように、基板６
１及び６２のそれぞれの側面を側面支持絶縁体６６及び
６７で支持する構成としている（特開平３−６４１０１
号公報）。
イクロストリップ線路を構成する場合は、例えば図９
（ａ）の正面図及び同図（ｂ）の斜視図に示すように、
ＭｇＯあるいはＳＴＯからなる基板６１、６２上にそれ
ぞれ厚さＴで形成されたＨＴＳ薄膜６３、６４が、それ
ぞれ間隔Ｓで空気６５を挟んで対面するように、基板６
１及び６２のそれぞれの側面を側面支持絶縁体６６及び
６７で支持する構成としている（特開平３−６４１０１
号公報）。
【０００６】かかる構成の超伝導回路によれば、幅Ｗの
ＨＴＳ薄膜６３がマイクロストリップ導体を構成し、Ｈ
ＴＳ薄膜６４が接地導体を構成し、図９（ａ）に示すよ
うに、電気力線６８が空気６５中に存在しているため、
誘電損を小さくでき、誘電体による電力損失の増大を抑
制できる。
ＨＴＳ薄膜６３がマイクロストリップ導体を構成し、Ｈ
ＴＳ薄膜６４が接地導体を構成し、図９（ａ）に示すよ
うに、電気力線６８が空気６５中に存在しているため、
誘電損を小さくでき、誘電体による電力損失の増大を抑
制できる。
【０００７】また、パッチアンテナを構成する超伝導回
路としては、図１０すように、比誘電率がε1である放
射部基板７１と、比誘電率がε2であるミキサー・フィ
ーダ基板７２を空気を挟んで対向配置した超伝導回路も
従来より知られている（１９９５年４月２６日付け電子
情報通信学会、マイクロ波研究会資料ＭＷ９５−１）。
路としては、図１０すように、比誘電率がε1である放
射部基板７１と、比誘電率がε2であるミキサー・フィ
ーダ基板７２を空気を挟んで対向配置した超伝導回路も
従来より知られている（１９９５年４月２６日付け電子
情報通信学会、マイクロ波研究会資料ＭＷ９５−１）。
【０００８】この超伝導回路では、放射部基板７１のミ
キサー・フィーダ基板７２との対向面にＡｕによるグラ
ンド電極７３が形成されると共に結合孔７４が穿設され
ており、更に反対面にはＡｕ製の放射パッチ７５が形成
されている。また、ミキサー・フィーダ基板７２にはＨ
ＴＳジョセフソン接合を有するＨＴＳフィーダ７６が形
成されている。この構成により、電波を誘電体による電
力損失少なく図中、上方向に放射できる。
キサー・フィーダ基板７２との対向面にＡｕによるグラ
ンド電極７３が形成されると共に結合孔７４が穿設され
ており、更に反対面にはＡｕ製の放射パッチ７５が形成
されている。また、ミキサー・フィーダ基板７２にはＨ
ＴＳジョセフソン接合を有するＨＴＳフィーダ７６が形
成されている。この構成により、電波を誘電体による電
力損失少なく図中、上方向に放射できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、図９に示し
たマイクロストリップ線路を構成する従来の超伝導回路
では、側面支持絶縁体６６など構造が複雑・大型化し問
題であった。また、図１０に示したパッチアンテナを構
成する従来の超伝導回路では、パッチアンテナの金属部
分のうちＨＴＳフィーダ７６にＨＴＳを導入するのみ
で、他の金属部分７３及び７５には常伝導体のＡｕを用
いているため、ＨＴＳが本来有する低損失特性を十分に
引き出せない。
たマイクロストリップ線路を構成する従来の超伝導回路
では、側面支持絶縁体６６など構造が複雑・大型化し問
題であった。また、図１０に示したパッチアンテナを構
成する従来の超伝導回路では、パッチアンテナの金属部
分のうちＨＴＳフィーダ７６にＨＴＳを導入するのみ
で、他の金属部分７３及び７５には常伝導体のＡｕを用
いているため、ＨＴＳが本来有する低損失特性を十分に
引き出せない。
【００１０】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
ＹＢＣＯ、ＢＳＳＣＯ、ＴＳＣＣＯなどのＨＴＳを用い
た、波長短縮率を改善し得る超伝導回路の製造方法及び
超伝導回路を提供することを目的とする。
ＹＢＣＯ、ＢＳＳＣＯ、ＴＳＣＣＯなどのＨＴＳを用い
た、波長短縮率を改善し得る超伝導回路の製造方法及び
超伝導回路を提供することを目的とする。
【００１１】また、本発明の他の目的は、電力損失を低
減し得る超伝導回路の製造方法及び超伝導回路を提供す
ることにある。
減し得る超伝導回路の製造方法及び超伝導回路を提供す
ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の製造方法は、高温超伝導体と結晶の格子定
数が整合する第１の材料からなる第１の基板上に、高温
超伝導体の薄膜を形成する第１の工程と、第１の材料よ
りも低電力損失で低比誘電率の第２の材料からなる第２
の基板を、高温超伝導体の薄膜上に貼り付ける第２の工
程と、第２の工程を経た素子の第１の基板を除去する第
３の工程と、第３の工程を経た素子の高温超伝導体の薄
膜に所望のパターンを形成する第４の工程とを含むこと
を特徴とする。これにより、本発明では、第２の基板上
に高温超伝導体の薄膜を形成できる。
め、本発明の製造方法は、高温超伝導体と結晶の格子定
数が整合する第１の材料からなる第１の基板上に、高温
超伝導体の薄膜を形成する第１の工程と、第１の材料よ
りも低電力損失で低比誘電率の第２の材料からなる第２
の基板を、高温超伝導体の薄膜上に貼り付ける第２の工
程と、第２の工程を経た素子の第１の基板を除去する第
３の工程と、第３の工程を経た素子の高温超伝導体の薄
膜に所望のパターンを形成する第４の工程とを含むこと
を特徴とする。これにより、本発明では、第２の基板上
に高温超伝導体の薄膜を形成できる。
【００１３】また、本発明の製造方法は、高温超伝導体
と結晶の格子定数が整合する第１の材料からなる第１の
基板上に、高温超伝導体の薄膜を形成した素子を２つ製
造する第１の工程と、２つの素子の一方に対し、第１の
材料よりも低電力損失で低比誘電率の第２の材料からな
る第２の基板を、高温超伝導体の薄膜上に貼り付ける第
２の工程と、第２の工程を経た素子の第１の基板を除去
する第３の工程と、第３の工程を経た素子の第２の基板
の表面を、第１の工程を経た２つの素子の他方の高温超
伝導体の薄膜上に貼り付けて、第２の基板の両面にそれ
ぞれ高温超伝導体の薄膜が形成された素子を得る第４の
工程と、第４の工程を経た素子の第２の基板の両面の高
温超伝導体の薄膜の一方に対して所望のパターンを形成
する第５の工程とを含むことを特徴とする。これによ
り、本発明では、第２の基板の両面に高温超伝導体の薄
膜を形成できる。
と結晶の格子定数が整合する第１の材料からなる第１の
基板上に、高温超伝導体の薄膜を形成した素子を２つ製
造する第１の工程と、２つの素子の一方に対し、第１の
材料よりも低電力損失で低比誘電率の第２の材料からな
る第２の基板を、高温超伝導体の薄膜上に貼り付ける第
２の工程と、第２の工程を経た素子の第１の基板を除去
する第３の工程と、第３の工程を経た素子の第２の基板
の表面を、第１の工程を経た２つの素子の他方の高温超
伝導体の薄膜上に貼り付けて、第２の基板の両面にそれ
ぞれ高温超伝導体の薄膜が形成された素子を得る第４の
工程と、第４の工程を経た素子の第２の基板の両面の高
温超伝導体の薄膜の一方に対して所望のパターンを形成
する第５の工程とを含むことを特徴とする。これによ
り、本発明では、第２の基板の両面に高温超伝導体の薄
膜を形成できる。
【００１４】更に、本発明製造方法は、高温超伝導体と
結晶の格子定数が整合する第１の材料からなる第１の基
板上に、高温超伝導体の薄膜を形成した素子を２つ製造
する第１の工程と、２つの素子のそれぞれの高温超伝導
体の薄膜を、第１の材料よりも低電力損失で低比誘電率
の第２の材料からなる第２の基板の両面にそれぞれ貼り
付ける第２の工程と、第２の工程を経た素子の２つの第
１の基板をそれぞれ除去する第３の工程と、第３の工程
を経た素子の第２の基板の両面の高温超伝導体の薄膜の
一方に対して所望のパターンを形成する第４の工程とを
含むことを特徴する。これにより、本発明では、第２の
基板の両面に高温超伝導体の薄膜を形成できる。
結晶の格子定数が整合する第１の材料からなる第１の基
板上に、高温超伝導体の薄膜を形成した素子を２つ製造
する第１の工程と、２つの素子のそれぞれの高温超伝導
体の薄膜を、第１の材料よりも低電力損失で低比誘電率
の第２の材料からなる第２の基板の両面にそれぞれ貼り
付ける第２の工程と、第２の工程を経た素子の２つの第
１の基板をそれぞれ除去する第３の工程と、第３の工程
を経た素子の第２の基板の両面の高温超伝導体の薄膜の
一方に対して所望のパターンを形成する第４の工程とを
含むことを特徴する。これにより、本発明では、第２の
基板の両面に高温超伝導体の薄膜を形成できる。
【００１５】また、本発明超伝導回路は、高温超伝導体
と結晶の格子定数が整合する第１の材料よりも低電力損
失で低比誘電率の第２の材料からなる基板上若しくはそ
の両面に、高温超伝導体の薄膜によるパッチアンテナ導
体が形成され、基板を絶縁体としたパッチアンテナ、又
は高温超伝導体の薄膜によるマイクロストリップ導体が
形成されたマイクロストリップ線路を有する構成とした
ものである。これにより、本発明超伝導回路では、低電
力損失で低比誘電率の第２の材料の第２の基板上に、パ
ッチアンテナやマイクロストリップ線路を形成できる。
と結晶の格子定数が整合する第１の材料よりも低電力損
失で低比誘電率の第２の材料からなる基板上若しくはそ
の両面に、高温超伝導体の薄膜によるパッチアンテナ導
体が形成され、基板を絶縁体としたパッチアンテナ、又
は高温超伝導体の薄膜によるマイクロストリップ導体が
形成されたマイクロストリップ線路を有する構成とした
ものである。これにより、本発明超伝導回路では、低電
力損失で低比誘電率の第２の材料の第２の基板上に、パ
ッチアンテナやマイクロストリップ線路を形成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の各実施の形態につ
いて図１乃至図７と共に説明する。図１は本発明になる
超伝導回路の製造方法の第１の実施の形態の各工程の説
明用素子断面図を示す。この製造方法では、まず、同図
（ａ）に示すようなＭｇＯ又はＳＴＯ製の基板１を用意
し、基板１の片面を同図（ｂ）に示すように、公知のス
パッタ法又はレーザアブレーション法などにより、ＹＢ
ＣＯ、ＢＳＳＣＯ、あるいはＴＳＣＣＯなどのＨＴＳ薄
膜２を形成する。
いて図１乃至図７と共に説明する。図１は本発明になる
超伝導回路の製造方法の第１の実施の形態の各工程の説
明用素子断面図を示す。この製造方法では、まず、同図
（ａ）に示すようなＭｇＯ又はＳＴＯ製の基板１を用意
し、基板１の片面を同図（ｂ）に示すように、公知のス
パッタ法又はレーザアブレーション法などにより、ＹＢ
ＣＯ、ＢＳＳＣＯ、あるいはＴＳＣＣＯなどのＨＴＳ薄
膜２を形成する。
【００１７】続いて、図１（ｃ）に示すように、ＭｇＯ
に比べて低電力損失で低比誘電率（比誘電率εrが”
３”程度）の材質のテフロングラスファイバーからなる
基板３を、ＨＴＳ薄膜２の表面に接着剤を用いて張り付
ける。引き続いて、図１（ｃ）に示した構成の素子から
ＭｇＯ又はＳＴＯからなる基板１を研磨により除去する
ことにより、図１（ｄ）に示すように、テフロングラス
ファイバーからなる基板３上にＨＴＳ薄膜２が形成され
た素子が得られる。
に比べて低電力損失で低比誘電率（比誘電率εrが”
３”程度）の材質のテフロングラスファイバーからなる
基板３を、ＨＴＳ薄膜２の表面に接着剤を用いて張り付
ける。引き続いて、図１（ｃ）に示した構成の素子から
ＭｇＯ又はＳＴＯからなる基板１を研磨により除去する
ことにより、図１（ｄ）に示すように、テフロングラス
ファイバーからなる基板３上にＨＴＳ薄膜２が形成され
た素子が得られる。
【００１８】続いて、図１（ｄ）のＨＴＳ薄膜２上に所
望の形状にパターンニングされたホトレジストを被覆
し、そのホトレジストを保護膜にしてドライエッチング
することにより、同図（ｅ）に示すように、ＨＴＳ薄膜
２に回路パターンが形成される。その後、この回路のテ
フロングラスファイバーからなる基板３上に図１（ｅ）
に示すように、接地金属ブロック４を設けることによ
り、マイクロストリップ回路が完成する。このような製
造方法で製造された超伝導回路の第１、第２の実施の形
態を図４及び図５に示す。両図中、同一構成部分には同
一符号を付してある。
望の形状にパターンニングされたホトレジストを被覆
し、そのホトレジストを保護膜にしてドライエッチング
することにより、同図（ｅ）に示すように、ＨＴＳ薄膜
２に回路パターンが形成される。その後、この回路のテ
フロングラスファイバーからなる基板３上に図１（ｅ）
に示すように、接地金属ブロック４を設けることによ
り、マイクロストリップ回路が完成する。このような製
造方法で製造された超伝導回路の第１、第２の実施の形
態を図４及び図５に示す。両図中、同一構成部分には同
一符号を付してある。
【００１９】図４において、テフロングラスファイバー
基板２１は前記テフロングラスファイバーからなる基板
３に相当し、接地金属ブロック２５は前記接地金属ブロ
ック４に相当する。また、図４のＨＴＳパッチアンテナ
導体２２及びＨＴＳフィーダ２４は、図１（ｅ）に示し
た回路パターンが形成されたＨＴＳ薄膜２に相当する。
基板２１は前記テフロングラスファイバーからなる基板
３に相当し、接地金属ブロック２５は前記接地金属ブロ
ック４に相当する。また、図４のＨＴＳパッチアンテナ
導体２２及びＨＴＳフィーダ２４は、図１（ｅ）に示し
た回路パターンが形成されたＨＴＳ薄膜２に相当する。
【００２０】この図４の実施の形態は、ＨＴＳパッチア
ンテナ導体２２及びＨＴＳフィーダ２４が形成されたパ
ッチアンテナを有する超伝導回路であり、ＨＴＳパッチ
アンテナ導体２２が低比誘電率のテフロングラスファイ
バー基板２１上に設けられているため、ＭｇＯ、ＳＴＯ
基板を用いた場合のパッチアンテナを構成する超伝導回
路における１０％〜３０％と極めて小さな波長短縮率
を、６０％に改善でき、自由空間(１００％)の値に近付
けることができる。このため、この図４の実施の形態で
は、アンテナ導体上での電流密度が大幅に低減される。
ンテナ導体２２及びＨＴＳフィーダ２４が形成されたパ
ッチアンテナを有する超伝導回路であり、ＨＴＳパッチ
アンテナ導体２２が低比誘電率のテフロングラスファイ
バー基板２１上に設けられているため、ＭｇＯ、ＳＴＯ
基板を用いた場合のパッチアンテナを構成する超伝導回
路における１０％〜３０％と極めて小さな波長短縮率
を、６０％に改善でき、自由空間(１００％)の値に近付
けることができる。このため、この図４の実施の形態で
は、アンテナ導体上での電流密度が大幅に低減される。
【００２１】ＨＴＳにおける電気伝導は、２粒体モデル
で表され、超伝導と常伝導のパラレル伝導となることが
知られている。このため、等価回路的には無損失インダ
クタと損失のあるインダクタの並列回路により、ＨＴＳ
は電気的に表される。このため、高周波においては電流
密度が大きいほど、電力損失が大きくなるが、この実施
の形態では電流密度を大幅に下げることができるため、
電流密度の自乗に比例して増大する電力損失を大幅に低
減できる。
で表され、超伝導と常伝導のパラレル伝導となることが
知られている。このため、等価回路的には無損失インダ
クタと損失のあるインダクタの並列回路により、ＨＴＳ
は電気的に表される。このため、高周波においては電流
密度が大きいほど、電力損失が大きくなるが、この実施
の形態では電流密度を大幅に下げることができるため、
電流密度の自乗に比例して増大する電力損失を大幅に低
減できる。
【００２２】図５に示す実施の形態は、図１（ｅ）に示
した回路パターンが形成されたＨＴＳ薄膜２に相当する
薄膜が、ＨＴＳマイクロストリップ導体２７として形成
されたストリップ線路を有する超伝導回路である。この
実施の形態によれば、ＨＴＳマイクロストリップ導体２
７がテフロングラスファイバー基板２１上に形成されて
いるため、波長短縮率を自由空間(１００％)の値に近付
けることができ、これより、マイクロストリップ導体２
７上での電流密度が大幅に低減され、電力損失を大幅に
低減できる。
した回路パターンが形成されたＨＴＳ薄膜２に相当する
薄膜が、ＨＴＳマイクロストリップ導体２７として形成
されたストリップ線路を有する超伝導回路である。この
実施の形態によれば、ＨＴＳマイクロストリップ導体２
７がテフロングラスファイバー基板２１上に形成されて
いるため、波長短縮率を自由空間(１００％)の値に近付
けることができ、これより、マイクロストリップ導体２
７上での電流密度が大幅に低減され、電力損失を大幅に
低減できる。
【００２３】次に、本発明になる超伝導回路の製造方法
の第２の実施の形態について図２と共に説明する。ま
ず、図２（ａ）に示すようなＭｇＯ又はＳＴＯ製の基板
１を用意し、基板１の片面を同図（ｂ）に示すように、
公知のスパッタ法又はレーザアブレーション法などによ
り、ＹＢＣＯ、ＢＳＳＣＯ、あるいはＴＳＣＣＯなどの
ＨＴＳ薄膜２を形成する。
の第２の実施の形態について図２と共に説明する。ま
ず、図２（ａ）に示すようなＭｇＯ又はＳＴＯ製の基板
１を用意し、基板１の片面を同図（ｂ）に示すように、
公知のスパッタ法又はレーザアブレーション法などによ
り、ＹＢＣＯ、ＢＳＳＣＯ、あるいはＴＳＣＣＯなどの
ＨＴＳ薄膜２を形成する。
【００２４】続いて、図２（ｃ）に示すように、ＭｇＯ
に比べて低電力損失で低比誘電率（比誘電率εrが”
３”程度）の材質のテフロングラスファイバーからなる
基板３を、ＨＴＳ薄膜２の表面に接着剤を用いて張り付
ける。引き続いて、図２（ｃ）に示した構成の素子から
ＭｇＯ又はＳＴＯからなる基板１を研磨により除去する
ことにより、図２（ｄ）に示すように、テフロングラス
ファイバーからなる基板３上にＨＴＳ薄膜２が形成され
た素子が得られる。以上の製造工程は図１に示した第１
の実施の形態の製造方法と同様である。
に比べて低電力損失で低比誘電率（比誘電率εrが”
３”程度）の材質のテフロングラスファイバーからなる
基板３を、ＨＴＳ薄膜２の表面に接着剤を用いて張り付
ける。引き続いて、図２（ｃ）に示した構成の素子から
ＭｇＯ又はＳＴＯからなる基板１を研磨により除去する
ことにより、図２（ｄ）に示すように、テフロングラス
ファイバーからなる基板３上にＨＴＳ薄膜２が形成され
た素子が得られる。以上の製造工程は図１に示した第１
の実施の形態の製造方法と同様である。
【００２５】続いて、図２（ａ）及び（ｂ）に示した製
造方法と同様にして製造した、ＭｇＯ又はＳＴＯからな
る基板１１上にＨＴＳ薄膜１２が形成された素子のＨＴ
Ｓ薄膜１２側を、図２（ｄ）の工程により製造された素
子のテフロングラスファイバーからなる基板３に図２
（ｅ）に示すように対向させて、接着剤により貼り付け
る。次に、ＭｇＯ又はＳＴＯからなる基板１１を研磨に
より除去すると、図２（ｆ）に示すように、テフロング
ラスファイバーからなる基板３の両面にＨＴＳ薄膜１２
及び２を備えた素子が形成される。
造方法と同様にして製造した、ＭｇＯ又はＳＴＯからな
る基板１１上にＨＴＳ薄膜１２が形成された素子のＨＴ
Ｓ薄膜１２側を、図２（ｄ）の工程により製造された素
子のテフロングラスファイバーからなる基板３に図２
（ｅ）に示すように対向させて、接着剤により貼り付け
る。次に、ＭｇＯ又はＳＴＯからなる基板１１を研磨に
より除去すると、図２（ｆ）に示すように、テフロング
ラスファイバーからなる基板３の両面にＨＴＳ薄膜１２
及び２を備えた素子が形成される。
【００２６】その後、図２（ｇ）に示すように、ＨＴＳ
薄膜１２及び２の一方（ここでは、ＨＴＳ薄膜１２）の
上に所望の形状にパターンニングされたホトレジストを
被覆し、そのホトレジストを保護膜にしてドライエッチ
ングすることにより、同図（ｇ）に示すように、ＨＴＳ
薄膜１２に回路パターンが形成され、かつ、他方の面に
もＨＴＳ薄膜２が形成された超伝導回路が完成する。
薄膜１２及び２の一方（ここでは、ＨＴＳ薄膜１２）の
上に所望の形状にパターンニングされたホトレジストを
被覆し、そのホトレジストを保護膜にしてドライエッチ
ングすることにより、同図（ｇ）に示すように、ＨＴＳ
薄膜１２に回路パターンが形成され、かつ、他方の面に
もＨＴＳ薄膜２が形成された超伝導回路が完成する。
【００２７】次に、本発明になる超伝導回路の製造方法
の第３の実施の形態について図３と共に説明する。ま
ず、図３（ａ）に示すように、図１（ａ）、（ｂ）、及
び図２（ａ）、（ｂ）に示した製造方法と同様にして製
造した、ＭｇＯ又はＳＴＯからなる基板１５上にＹＢＣ
Ｏ、ＢＳＳＣＯ、あるいはＴＳＣＣＯなどのＨＴＳ薄膜
１６が形成された第１の素子と、ＭｇＯ又はＳＴＯから
なる基板１９上にＹＢＣＯ、ＢＳＳＣＯ、あるいはＴＳ
ＣＣＯなどのＨＴＳ薄膜１８が形成された第２の素子と
を予め用意し、それぞれのＨＴＳ薄膜１６及び１８側が
テフロングラスファイバーによる基板１７の上下両面に
接するように接着剤で貼り合わせて、図３（ｂ）の素子
を得る。
の第３の実施の形態について図３と共に説明する。ま
ず、図３（ａ）に示すように、図１（ａ）、（ｂ）、及
び図２（ａ）、（ｂ）に示した製造方法と同様にして製
造した、ＭｇＯ又はＳＴＯからなる基板１５上にＹＢＣ
Ｏ、ＢＳＳＣＯ、あるいはＴＳＣＣＯなどのＨＴＳ薄膜
１６が形成された第１の素子と、ＭｇＯ又はＳＴＯから
なる基板１９上にＹＢＣＯ、ＢＳＳＣＯ、あるいはＴＳ
ＣＣＯなどのＨＴＳ薄膜１８が形成された第２の素子と
を予め用意し、それぞれのＨＴＳ薄膜１６及び１８側が
テフロングラスファイバーによる基板１７の上下両面に
接するように接着剤で貼り合わせて、図３（ｂ）の素子
を得る。
【００２８】続いて、ＭｇＯ又はＳＴＯからなる基板１
５及び１９をそれぞれ研磨により除去することにより、
図３（ｃ）に示すように、テフロングラスファイバーか
らなる基板３の上下両面にＨＴＳ薄膜１６及び１７がそ
れぞれ形成された素子が得られる。
５及び１９をそれぞれ研磨により除去することにより、
図３（ｃ）に示すように、テフロングラスファイバーか
らなる基板３の上下両面にＨＴＳ薄膜１６及び１７がそ
れぞれ形成された素子が得られる。
【００２９】その後、ＨＴＳ薄膜１６及び１８の一方
（ここでは、ＨＴＳ薄膜１６）の上に所望の形状にパタ
ーンニングされたホトレジストを被覆し、そのホトレジ
ストを保護膜にしてドライエッチングすることにより、
図３（ｄ）に示すように、ＨＴＳ薄膜１６に回路パター
ンが形成され、かつ、他方の面にもＨＴＳ薄膜１８が形
成された超伝導回路が完成する。
（ここでは、ＨＴＳ薄膜１６）の上に所望の形状にパタ
ーンニングされたホトレジストを被覆し、そのホトレジ
ストを保護膜にしてドライエッチングすることにより、
図３（ｄ）に示すように、ＨＴＳ薄膜１６に回路パター
ンが形成され、かつ、他方の面にもＨＴＳ薄膜１８が形
成された超伝導回路が完成する。
【００３０】図２あるいは図３と共に説明した製造方法
で製造された超伝導回路の第３、第４の実施の形態を図
６及び図７に示す。両図中、同一構成部分には同一符号
を付してある。図６において、テフロングラスファイバ
ー基板３１は前記テフロングラスファイバーからなる基
板３又は１７に相当し、ＨＴＳ接地導体３３は前記ＨＴ
Ｓ薄膜２又は１８に相当する。また、図６のＨＴＳパッ
チアンテナ導体３２及びＨＴＳフィーダ３４は、図２
（ｇ）又は図３（ｄ）に示した回路パターンが形成され
たＨＴＳ薄膜１２又は１６に相当する。
で製造された超伝導回路の第３、第４の実施の形態を図
６及び図７に示す。両図中、同一構成部分には同一符号
を付してある。図６において、テフロングラスファイバ
ー基板３１は前記テフロングラスファイバーからなる基
板３又は１７に相当し、ＨＴＳ接地導体３３は前記ＨＴ
Ｓ薄膜２又は１８に相当する。また、図６のＨＴＳパッ
チアンテナ導体３２及びＨＴＳフィーダ３４は、図２
（ｇ）又は図３（ｄ）に示した回路パターンが形成され
たＨＴＳ薄膜１２又は１６に相当する。
【００３１】この図６の実施の形態は、ＨＴＳパッチア
ンテナ導体３２及びＨＴＳフィーダ３４が形成されたパ
ッチアンテナを有する超伝導回路であり、ＨＴＳパッチ
アンテナ導体３２が低比誘電率のテフロングラスファイ
バー基板３１上に設けられているため、ＭｇＯ、ＳＴＯ
基板を用いた場合のパッチアンテナを構成する超伝導回
路に比べて波長短縮率を自由空間(１００％)の値に近付
けるように改善できる。このため、この図６の実施の形
態では、アンテナ導体上での電流密度が大幅に低減さ
れ、電流密度の自乗に比例して増大する電力損失を大幅
に低減できる。
ンテナ導体３２及びＨＴＳフィーダ３４が形成されたパ
ッチアンテナを有する超伝導回路であり、ＨＴＳパッチ
アンテナ導体３２が低比誘電率のテフロングラスファイ
バー基板３１上に設けられているため、ＭｇＯ、ＳＴＯ
基板を用いた場合のパッチアンテナを構成する超伝導回
路に比べて波長短縮率を自由空間(１００％)の値に近付
けるように改善できる。このため、この図６の実施の形
態では、アンテナ導体上での電流密度が大幅に低減さ
れ、電流密度の自乗に比例して増大する電力損失を大幅
に低減できる。
【００３２】図７に示す実施の形態は、図２（ｇ）又は
図３（ｄ）に示した回路パターンが形成されたＨＴＳ薄
膜１２又は１６に相当する薄膜が、ＨＴＳマイクロスト
リップ導体３４として形成されたストリップ線路を有す
る超伝導回路である。この実施の形態によれば、ＨＴＳ
マイクロストリップ導体３４がテフロングラスファイバ
ー基板３１上に形成されているため、波長短縮率を自由
空間(１００％)の値に近付けることができ、電力損失を
大幅に低減できる。
図３（ｄ）に示した回路パターンが形成されたＨＴＳ薄
膜１２又は１６に相当する薄膜が、ＨＴＳマイクロスト
リップ導体３４として形成されたストリップ線路を有す
る超伝導回路である。この実施の形態によれば、ＨＴＳ
マイクロストリップ導体３４がテフロングラスファイバ
ー基板３１上に形成されているため、波長短縮率を自由
空間(１００％)の値に近付けることができ、電力損失を
大幅に低減できる。
【００３３】なお、本発明は以上の実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えばＭｇＯよりも低電力、低比誘
電率の材質としてポリイミドも使用し得る。
れるものではなく、例えばＭｇＯよりも低電力、低比誘
電率の材質としてポリイミドも使用し得る。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高温超伝導体（ＨＴＳ）薄膜を低電力損失で低比誘電率
の基板の片面あるいは両面に形成することができるた
め、実現されるパッチアンテナ、マイクロストリップ線
路では波長短縮率が従来のＳＴＯ、ＭｇＯ基板では１０
％〜３０％であったものが６０％程度にまで改善され、
自由空間での値（１００％）に大きく近付くため、高温
超伝導体薄膜における電流密度が大幅に低減される。こ
れにより、本発明によれば、電力損失を従来に比べて大
幅に低減できる。
高温超伝導体（ＨＴＳ）薄膜を低電力損失で低比誘電率
の基板の片面あるいは両面に形成することができるた
め、実現されるパッチアンテナ、マイクロストリップ線
路では波長短縮率が従来のＳＴＯ、ＭｇＯ基板では１０
％〜３０％であったものが６０％程度にまで改善され、
自由空間での値（１００％）に大きく近付くため、高温
超伝導体薄膜における電流密度が大幅に低減される。こ
れにより、本発明によれば、電力損失を従来に比べて大
幅に低減できる。
【図１】本発明になる超伝導回路の製造方法の第１の実
施の形態の各工程の説明用素子断面図である。
施の形態の各工程の説明用素子断面図である。
【図２】本発明になる超伝導回路の製造方法の第２の実
施の形態の各工程の説明用素子断面図である。
施の形態の各工程の説明用素子断面図である。
【図３】本発明になる超伝導回路の製造方法の第３の実
施の形態の各工程の説明用素子断面図である。
施の形態の各工程の説明用素子断面図である。
【図４】本発明になる超伝導回路の第１の実施の形態の
斜視図である。
斜視図である。
【図５】本発明になる超伝導回路の第２の実施の形態の
斜視図である。
斜視図である。
【図６】本発明になる超伝導回路の第３の実施の形態の
斜視図である。
斜視図である。
【図７】本発明になる超伝導回路の第４の実施の形態の
斜視図である。
斜視図である。
【図８】従来の超伝導回路の製造方法の一例の各工程説
明用素子断面図である。
明用素子断面図である。
【図９】マイクロストリップ線路を構成する従来の超伝
導回路の一例の正面図及び斜視図である。
導回路の一例の正面図及び斜視図である。
【図１０】パッチアンテナを構成する従来の超伝導回路
の一例の構成図である。
の一例の構成図である。
１、１１、１５、１９ ＭｇＯ又はＳＴＯによる基板 ２、１２、１６、１８ 高温超伝導体（ＨＴＳ）の薄膜 ３、１７、２１、３１ テフロングラスファイバー基板 ４、２５ 接地金属ブロック ２２、３２ ＨＴＳパッチアンテナ導体 ２４、３４ ＨＴＳフィーダ ２７、３４ ＨＴＳマイクロストリップ導体 ３３ ＨＴＳ接地導体
Claims (9)
- 【請求項１】 高温超伝導体と結晶の格子定数が整合す
る第１の材料からなる第１の基板上に、前記高温超伝導
体の薄膜を形成する第１の工程と、 前記第１の材料よりも低電力損失で低比誘電率の第２の
材料からなる第２の基板を、前記高温超伝導体の薄膜上
に貼り付ける第２の工程と、 前記第２の工程を経た素子の前記第１の基板を除去する
第３の工程と、 前記第３の工程を経た素子の前記高温超伝導体の薄膜に
所望のパターンを形成する第４の工程とを含むことを特
徴とする超伝導回路の製造方法。 - 【請求項２】 高温超伝導体と結晶の格子定数が整合す
る第１の材料からなる第１の基板上に、前記高温超伝導
体の薄膜を形成した素子を２つ製造する第１の工程と、 前記２つの素子の一方に対し、前記第１の材料よりも低
電力損失で低比誘電率の第２の材料からなる第２の基板
を、前記高温超伝導体の薄膜上に貼り付ける第２の工程
と、 前記第２の工程を経た素子の前記第１の基板を除去する
第３の工程と、 前記第３の工程を経た素子の前記第２の基板の表面を、
前記第１の工程を経た２つの素子の他方の前記高温超伝
導体の薄膜上に貼り付けて、前記第２の基板の両面にそ
れぞれ前記高温超伝導体の薄膜が形成された素子を得る
第４の工程と、 前記第４の工程を経た素子の前記第２の基板の両面の前
記高温超伝導体の薄膜の一方に対して所望のパターンを
形成する第５の工程とを含むことを特徴とする超伝導回
路の製造方法。 - 【請求項３】 高温超伝導体と結晶の格子定数が整合す
る第１の材料からなる第１の基板上に、前記高温超伝導
体の薄膜を形成した素子を２つ製造する第１の工程と、 前記２つの素子のそれぞれの前記高温超伝導体の薄膜
を、前記第１の材料よりも低電力損失で低比誘電率の第
２の材料からなる第２の基板の両面にそれぞれ貼り付け
る第２の工程と、 前記第２の工程を経た素子の２つの前記第１の基板をそ
れぞれ除去する第３の工程と、 前記第３の工程を経た素子の前記第２の基板の両面の前
記高温超伝導体の薄膜の一方に対して所望のパターンを
形成する第４の工程とを含むことを特徴とする超伝導回
路の製造方法。 - 【請求項４】 前記第２の材料はテフロングラスファイ
バーであることを特徴とする請求項１乃至３のうちいず
れか一項記載の超伝導回路の製造方法。 - 【請求項５】 高温超伝導体と結晶の格子定数が整合す
る第１の材料よりも低電力損失で低比誘電率の第２の材
料からなる基板上に、前記高温超伝導体の薄膜によるパ
ッチアンテナ導体が形成され、前記基板を絶縁体とした
パッチアンテナを有することを特徴とする超伝導回路。 - 【請求項６】 高温超伝導体と結晶の格子定数が整合す
る第１の材料よりも低電力損失で低比誘電率の第２の材
料からなる基板の両面に、それぞれ前記高温超伝導体の
第１及び第２の薄膜が形成され、前記第１の薄膜はパッ
チアンテナ導体として形成され、前記第２の薄膜は接地
導体とされ、前記基板は絶縁体としたパッチアンテナを
有することを特徴とする超伝導回路。 - 【請求項７】 高温超伝導体と結晶の格子定数が整合す
る第１の材料よりも低電力損失で低比誘電率の第２の材
料からなる基板上に、前記高温超伝導体の薄膜によるマ
イクロストリップ導体が形成されたマイクロストリップ
線路を有することを特徴とする超伝導回路。 - 【請求項８】 高温超伝導体と結晶の格子定数が整合す
る第１の材料よりも低電力損失で低比誘電率の第２の材
料からなる基板の両面に、それぞれ前記高温超伝導体の
第１及び第２の薄膜が形成され、前記第１の薄膜はマイ
クロストリップ導体として形成され、前記第２の薄膜は
接地導体とされたマイクロストリップ線路を有すること
を特徴とする超伝導回路。 - 【請求項９】 前記第２の材料はテフロングラスファイ
バーであることを特徴とする請求項５乃至８のうちいず
れか一項記載の超伝導回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7236489A JP2822953B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 超伝導回路の製造方法 |
| US08/712,649 US5845395A (en) | 1995-09-14 | 1996-09-11 | Method of producing high-temperature superconductor thin film device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7236489A JP2822953B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 超伝導回路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0983021A true JPH0983021A (ja) | 1997-03-28 |
| JP2822953B2 JP2822953B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=17001495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7236489A Expired - Fee Related JP2822953B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 超伝導回路の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5845395A (ja) |
| JP (1) | JP2822953B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6277203B1 (en) | 1998-09-29 | 2001-08-21 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for cleaning low K dielectric and metal wafer surfaces |
| CN101017930B (zh) | 2007-03-08 | 2011-03-16 | 西北工业大学 | 电调谐微带天线 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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