JPS63283086A - 超電導薄膜の製造方法 - Google Patents
超電導薄膜の製造方法Info
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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
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0296—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
- H10N60/0408—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers by sputtering
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、結晶基板上に第１の超電導膜、絶縁薄膜、第
２の超電導膜が順次形成された超電導薄膜の製造方法に
関する。
２の超電導膜が順次形成された超電導薄膜の製造方法に
関する。
（従来の技術）
一般にジョセフソン効果を用いた高速スイッチや磁気セ
ンサー等の素子が考えられている。従来、このような素
子は、ごく薄い絶縁体を挟んで２つの超電導体を配設す
ることにより製造することが考えられていた。しかしな
がらこのようにして製造されたジョセフソン効果を持つ
素子は、２つの超電導体および絶縁体が他の機械的手段
により保持されるため、長期的特性安定度の点で問題が
あった。そこで本発明者らは、先に、結晶基板上に第１
の超電導膜、絶縁薄膜、第２の超電導膜を順次気相法に
より積層した超電導薄膜を提案した。
ンサー等の素子が考えられている。従来、このような素
子は、ごく薄い絶縁体を挟んで２つの超電導体を配設す
ることにより製造することが考えられていた。しかしな
がらこのようにして製造されたジョセフソン効果を持つ
素子は、２つの超電導体および絶縁体が他の機械的手段
により保持されるため、長期的特性安定度の点で問題が
あった。そこで本発明者らは、先に、結晶基板上に第１
の超電導膜、絶縁薄膜、第２の超電導膜を順次気相法に
より積層した超電導薄膜を提案した。
（本発明が解決しようとする問題点）
しかしながらこの方法は、第２の超電導薄膜を絶縁薄膜
の上に積層するときに、第２の超電導薄膜が超電導の結
晶状態に成長し難いという欠点があった。
の上に積層するときに、第２の超電導薄膜が超電導の結
晶状態に成長し難いという欠点があった。
（問題点を解決するための手段）
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、結晶基板上に
第１の超電導膜、絶縁薄膜、第２の超電導膜の膜を気相
法により順次積層して形成する超電導薄膜の製造方法に
おいて、第２の超電導膜は第１の超電導膜の一部と物理
的に連続するように積層することを特徴とする超電導薄
膜の製造方法である。
第１の超電導膜、絶縁薄膜、第２の超電導膜の膜を気相
法により順次積層して形成する超電導薄膜の製造方法に
おいて、第２の超電導膜は第１の超電導膜の一部と物理
的に連続するように積層することを特徴とする超電導薄
膜の製造方法である。
（作用）
第２の超電導膜が、第１の超電導膜の一部と物理的に連
続するように積層するので、第２の超電導膜の成長は第
１の超電導膜の結晶と同様になる。
続するように積層するので、第２の超電導膜の成長は第
１の超電導膜の結晶と同様になる。
これによって、第２の超電導薄膜は結晶が乱れることな
く第１の超電導膜と同様に成長でき、特性の優れた超電
導薄膜を製造することが出来る。
く第１の超電導膜と同様に成長でき、特性の優れた超電
導薄膜を製造することが出来る。
（実施例）
以下、本発明を図示した一実施例に基づき説明する。図
において、（１）はＭｇＯで構成された結晶基板、（２
）は結晶基板＋１１の上に積層されたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−
０系酸化物の第１の超電導薄膜、（３）はその上に積層
されたＳｒＴｉＯ３の絶縁薄膜、（４）は更にその上に
積層された前記超電導薄膜（２）と同一組成の第２の超
電導薄膜、（５）は第１の超電導薄膜（２）と第２の超
電導薄膜（４）とが連続した超電導体である。
において、（１）はＭｇＯで構成された結晶基板、（２
）は結晶基板＋１１の上に積層されたＹ−Ｂａ−Ｃｕ−
０系酸化物の第１の超電導薄膜、（３）はその上に積層
されたＳｒＴｉＯ３の絶縁薄膜、（４）は更にその上に
積層された前記超電導薄膜（２）と同一組成の第２の超
電導薄膜、（５）は第１の超電導薄膜（２）と第２の超
電導薄膜（４）とが連続した超電導体である。
次に本発明を製造順に更に詳しく説明する。
まず始めに、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物のターゲット
および５ｒＴｉＯ，のターゲット、さらにＭｇＯ単結晶
４００＞で構成された両面研磨済の結晶基板を用意する
。Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物のターゲットはＭｇＯ３
，ＢａＣＯ３，Ｃｌｌ０の各酸化物を秤量後、乳鉢中で
良く混合し、数百度で予備焼結したものをそのまま、必
要によりさらに粉砕混合して９００℃で焼成して製造す
る。
および５ｒＴｉＯ，のターゲット、さらにＭｇＯ単結晶
４００＞で構成された両面研磨済の結晶基板を用意する
。Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物のターゲットはＭｇＯ３
，ＢａＣＯ３，Ｃｌｌ０の各酸化物を秤量後、乳鉢中で
良く混合し、数百度で予備焼結したものをそのまま、必
要によりさらに粉砕混合して９００℃で焼成して製造す
る。
また場合によってはさらに純酸素中でポストアニールす
ることによって製造する。
ることによって製造する。
次にこのようにして準備されがターゲットおよび結晶基
板（１１を、高周波マグネトロンスパッタ法による気相
成長装置にセットし、気相法により各薄膜を成長させる
ことができるようにする。
板（１１を、高周波マグネトロンスパッタ法による気相
成長装置にセットし、気相法により各薄膜を成長させる
ことができるようにする。
次にターゲットをＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物として、
結晶基板（１）の温度が４００℃、Ａｒ対０□の比を１
対１とした雰囲気、ガス圧１０ミリｔｏｒｒ、、ｒｆ電
力３００−のスパッタ条件で第１の超電導薄膜（２）を
約１０ｎｍ堆積させた。
結晶基板（１）の温度が４００℃、Ａｒ対０□の比を１
対１とした雰囲気、ガス圧１０ミリｔｏｒｒ、、ｒｆ電
力３００−のスパッタ条件で第１の超電導薄膜（２）を
約１０ｎｍ堆積させた。
次に第１の超電導薄膜（２）の上に２Φのスレンレス製
マスク（図示せず）をセントし、ターゲットを５ｒＴｉ
Ｏ，に替え、スパッタ条件を前記と同一にして５ｒＴｉ
０３製の絶縁薄膜（３）を５ｎｍ堆積させる。
マスク（図示せず）をセントし、ターゲットを５ｒＴｉ
Ｏ，に替え、スパッタ条件を前記と同一にして５ｒＴｉ
０３製の絶縁薄膜（３）を５ｎｍ堆積させる。
次に前記マスクを除去し、再びターゲットをＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−０系酸化物に替えて、超電導薄膜（２）を製造し
たと同様にして超電導薄膜（４）を積層させる。これに
より第１図に示すように、超電導薄膜（４）は前記マス
クが除去された部分に堆積される超電導体（５）を介し
て結晶が成長し、結晶性の優れたものとなる。
Ｃｕ−０系酸化物に替えて、超電導薄膜（２）を製造し
たと同様にして超電導薄膜（４）を積層させる。これに
より第１図に示すように、超電導薄膜（４）は前記マス
クが除去された部分に堆積される超電導体（５）を介し
て結晶が成長し、結晶性の優れたものとなる。
次にこれら一体を０□流７００℃の雰囲気で５時間熱処
理を施した後、０□流中で徐冷を行ない、超電温特性を
向上させた。
理を施した後、０□流中で徐冷を行ない、超電温特性を
向上させた。
なお第２の超電導薄膜（４）を第２図に示すように、Ｚ
ｎ５ｅレンズにより１００−の径に収束した波長１０．
６−のＣ０２又はＡｒレーザ（６）でアニールすること
により、超電導特性の優れた薄膜を構成することができ
る。
ｎ５ｅレンズにより１００−の径に収束した波長１０．
６−のＣ０２又はＡｒレーザ（６）でアニールすること
により、超電導特性の優れた薄膜を構成することができ
る。
またこのアニールにより、伝導熱または透過熱によって
、第１の超電導薄膜（２）をもアニールすることが出来
る。また前記ＣＯ２又はＡｒレーザ（６）のアニールと
同時に、結晶基板（１）に対して透明な波長を持つＡｒ
レーザ（７）を用いることにより、結晶基板（１）を透
して第１の超電導薄膜（２）をアニールすることができ
る。またこのようなアニールを施した後、電気ヒータに
より結晶基板（１）の全体をアニールすることにより、
前記レーザアニールにより結晶性良く再配列された超電
導部分を出発点として、超電導薄膜（２１＋４１の全体
を結晶性良（再配列することが出来る。
、第１の超電導薄膜（２）をもアニールすることが出来
る。また前記ＣＯ２又はＡｒレーザ（６）のアニールと
同時に、結晶基板（１）に対して透明な波長を持つＡｒ
レーザ（７）を用いることにより、結晶基板（１）を透
して第１の超電導薄膜（２）をアニールすることができ
る。またこのようなアニールを施した後、電気ヒータに
より結晶基板（１）の全体をアニールすることにより、
前記レーザアニールにより結晶性良く再配列された超電
導部分を出発点として、超電導薄膜（２１＋４１の全体
を結晶性良（再配列することが出来る。
このようにして製造した三層構造の薄膜を、第３図に示
すようにエツチング処理（ｄｒｙ ｏｒ ｗｅｔ）して
超電導薄膜（２）を露出させ、両超電導薄膜（２１（４
１にそれぞれリード線（８）および（９）を接続した。
すようにエツチング処理（ｄｒｙ ｏｒ ｗｅｔ）して
超電導薄膜（２）を露出させ、両超電導薄膜（２１（４
１にそれぞれリード線（８）および（９）を接続した。
このようにして得られた超電導薄膜は９０″にでジョセ
フソン効果を示すことが確認出来た。
フソン効果を示すことが確認出来た。
なお、本発明の上記実施例は、基板（１）がＭｇＯ１超
電導薄膜（２１（４１がＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系薄膜、絶
縁薄膜（３）が５ｒＴｉＯ：＋の場合のみ説明している
が、本発明はそれぞれＴｉ０ｚ、５ｒＴｉ０３．Ａｌ２
Ｏ３，ＹＳＺのいずれかの単結晶、Ｌａ−５ｒ−Ｃｕ−
０系の酸化膜、ＢａＴａ２Ｏ，、ＴｂＴｉＯ３゜Ｔａ２
０５．Ｙｚ０３．Ａ１ｚＯ３のいずれかによっても同様
に効果がある。更に各薄膜（２１（ｓ） （４１の積層
は他のスパッタリング法、電子ビーム気相成長法、ＣＶ
Ｄ法の場合であっても同様の効果がある。
電導薄膜（２１（４１がＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系薄膜、絶
縁薄膜（３）が５ｒＴｉＯ：＋の場合のみ説明している
が、本発明はそれぞれＴｉ０ｚ、５ｒＴｉ０３．Ａｌ２
Ｏ３，ＹＳＺのいずれかの単結晶、Ｌａ−５ｒ−Ｃｕ−
０系の酸化膜、ＢａＴａ２Ｏ，、ＴｂＴｉＯ３゜Ｔａ２
０５．Ｙｚ０３．Ａ１ｚＯ３のいずれかによっても同様
に効果がある。更に各薄膜（２１（ｓ） （４１の積層
は他のスパッタリング法、電子ビーム気相成長法、ＣＶ
Ｄ法の場合であっても同様の効果がある。
（発明の効果）
本発明は以上詳述したように、結晶基板上に第１の超電
導膜、絶縁薄膜、第２の超電導膜の膜を気相法により順
次積層して形成する超電導薄膜の製造方法において、第
２の超電導膜は第１の超電導膜の一部と物理的に連続す
るように積層することを特徴とする超電導薄膜の製造方
法である。従って第２の超電導膜は第１の超電導薄膜に
連続して成長し、結晶性の優れたものとなり、特性の優
れた超電導薄膜を製造することができる効果がある。
導膜、絶縁薄膜、第２の超電導膜の膜を気相法により順
次積層して形成する超電導薄膜の製造方法において、第
２の超電導膜は第１の超電導膜の一部と物理的に連続す
るように積層することを特徴とする超電導薄膜の製造方
法である。従って第２の超電導膜は第１の超電導薄膜に
連続して成長し、結晶性の優れたものとなり、特性の優
れた超電導薄膜を製造することができる効果がある。
第１図は本発明一実施例によって製造された超電導薄膜
の断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す説明図、
第３図は本発明の一実施例によって製造された製品の一
例を示す断面図である。 （１）は結晶基板、（２）は第１の超電導薄膜、（３）
は絶縁薄膜、（４）は第２の超電導薄膜、（５）は超電
導体である。 特許出願人 古河電気工業株式会社 第１図 第２図 第３図
の断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す説明図、
第３図は本発明の一実施例によって製造された製品の一
例を示す断面図である。 （１）は結晶基板、（２）は第１の超電導薄膜、（３）
は絶縁薄膜、（４）は第２の超電導薄膜、（５）は超電
導体である。 特許出願人 古河電気工業株式会社 第１図 第２図 第３図
Claims (9)
- （１）結晶基板上に第１の超電導膜、絶縁薄膜、第２の
超電導膜の膜を気相法により順次積層して形成する超電
導薄膜の製造方法において、第２の超電導膜は第１の超
電導膜の一部と物理的に連続するように積層することを
特徴とする超電導薄膜の製造方法。 - （２）結晶基板は、ＭｇＯ、ＴｉＯ＿２、ＳｒＴｉＯ＿
３、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＹＳＺの単結晶のいずれかからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超電導
薄膜の製造方法。 - （３）各超電導薄膜はＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物また
はＬａ−Ｂａ（ｏｒＳｒｏｒＳｃ）−Ｃｕ−Ｏ系酸化物
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項に記載の超電導薄膜の製造方法。 - （４）絶縁薄膜はＳｒＴｉＯ＿３、ＢａＴａ＿２Ｏ＿６
、ＴｂＴｉＯ＿３、Ｔａ＿２Ｏ＿５、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ａ
ｌ＿２Ｏ＿３のいずれかであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１つの項に記載
の超電導薄膜の製造方法。 - （５）絶縁薄膜は両超電導薄膜とともにジョセフソン効
果を持つ値に設定されてなることを特徴とする特許請求
の範囲第１項ないし第４項のいずれか１つの項に記載の
超電導薄膜の製造方法。 - （６）各薄膜は、スパッタリング法、電子ビーム気相成
長法、ＣＶＤ法のいずれかで形成されることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１つの
項に記載の超電導薄膜の製造方法。 - （７）各超電導薄膜はレーザビームによりアニールされ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項
のいずれか１つの項に記載の超電導薄膜の製造方法。 - （８）第２の超電導薄膜をアニールするレーザビームは
ＣＯ＿２又はＡｒレーザであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１つの項に記載
の超電導薄膜の製造方法。 - （９）第１の超電導薄膜をアニールするレーザビームは
Ａｒレーザであり、しかも基板を介して行うことを特徴
とする特許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれか１
つの項に記載の超電導薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62117928A JPS63283086A (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 超電導薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62117928A JPS63283086A (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 超電導薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63283086A true JPS63283086A (ja) | 1988-11-18 |
Family
ID=14723671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62117928A Pending JPS63283086A (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 超電導薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63283086A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6450315A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Semiconductor Energy Lab | Superconductor material |
| JPH02141568A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | Fuji Electric Co Ltd | 複合酸化物超電導薄膜の製造方法 |
| JPH02168515A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 超伝導薄膜の作製方法 |
| WO1992005591A1 (en) * | 1990-09-21 | 1992-04-02 | The Regents Of The University Of California | Improved microelectronic superconducting devices and methods |
| US5215960A (en) * | 1990-07-02 | 1993-06-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing oxide superconducting devices |
| US5234901A (en) * | 1990-07-12 | 1993-08-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Process for depositing a different thin film on an oxide superconductor |
-
1987
- 1987-05-14 JP JP62117928A patent/JPS63283086A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6450315A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Semiconductor Energy Lab | Superconductor material |
| JPH02141568A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | Fuji Electric Co Ltd | 複合酸化物超電導薄膜の製造方法 |
| JPH02168515A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 超伝導薄膜の作製方法 |
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| WO1992005591A1 (en) * | 1990-09-21 | 1992-04-02 | The Regents Of The University Of California | Improved microelectronic superconducting devices and methods |
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