DE69127165T2

DE69127165T2 - Supraleitende Streifen und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE69127165T2
Application number: DE69127165T
Authority: DE
Inventors: Michitomo Iiyama; Hiroshi Inada; Takao Nakamura
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1990-11-01
Filing date: 1991-11-04
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2011-11-05
Also published as: DE69127165D1; US5856275A; EP0484254B1; CA2054796C; EP0484254A3; US5646096A; CA2054796A1; EP0484254A2

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine supraleitende Schaltung, insbesondere neuartige strukturierte supraleitende Verdrahtungsleitungen, die jeweils aus einer oxidischen supraleitenden Dünnschicht hergestellt sind, die auf einem Substrat abgeschieden ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Beschreibung des Standes der Technik

Herkömmliche Supraleiter weisen das supraleitende Phänomen leäiglich bei extrem niedriger Temperatur so auf, daß nicht erwartet wurde, daß sie in tatsächlichen Anwendungen zum Einsatz gelangen. 1986 jedoch wurden neue Supraleiter vom Oxid-Typ aus [La,Ba]&sub2;CuO&sub4; und [La,Sr]&sub2;CuO&sub4; entdeckt, woraufhin die Entdeckung der weiteren supraleitenden Verbundoxide, wie beispielsweise des Y-Ba-Cu-O-Systems oder des Bi-Ca-Sr-Cu-O- Systems, sich anschloß. In diesen neu entdeckten oxidischen Supraleitern kann das Supraleitungsphänomen mit dem relativ kostengünstigeren flüssigen Stickstoff realisiert werden, wodurch die Möglichkeit eines tatsächlichen Gebrauchs von Supraleitern mit hoher Tc sich auf diesem technischen Gebiet durchgesetzt hat.
Obwohl diese oxidischen Supraleiter anfänglich in der voluminösen Form eines gesinterten Blocks durch Pulversintertechnik erhalten wurden, ist es nunmehr möglich geworden, ihre Dünnschichten hoher Qualität durch physikalische Dampfabscheidungsoder chemische Dampfabscheidungstechniken herzustellen, um eine laminierte Struktur mit derartigen Supraleitern herzustellen (siehe EP-A-0 302 356), oder um sie auf einer Siliciumgrundlage abzuscheiden (siehe EP-A-0 327 493). Von den oxidischen supraleitenden Dünnschichten wurde erwartet, daß sie in einer Vielzahl von Anwendungen, wie etwa als Sensoren, SQUID, supraleitende Bauelemente, einschließlich supraleitenden Transistoren und Josephson-Bauelementen eingesetzt werden können. In der vorliegenden Patentschrift bedeutet der Begriff "oxidischer Supraleiter" ein beliebiges Verbundoxid mit hoher Tc, das die kritische Temperatur oberhalb von 30 K aufweist.
In supraleitenden schaltungen mit supraleitenden Verdrahtungsleitungen ist es erwünscht, strukturierte supraleitende Verdrahtungsleitungen in derselben Dünnschicht aus oxidischem Supraleiter zu integrieren, wie er verwendet wird, um die supraleitenden Elemente oder Bauelemente herzustellen. Wie die strukturierten supraleitenden Verdrahtungsleitungen in einer integrierten Schaltung herzustellen sind, hat sich jedoch noch nicht etabliert.
Es ist bekannt, daß die kritische Stromdichte eines oxidischen Supraleiters von der Orientierung der Kristalle abhängt, aus denen eine oxidische supraleitende Dünnschicht hergestellt wird, und davon, daß der Kristall eine Anisotropie besitzt. Diese Anisotropie beschränkt die Struktur einer supraleitenden Schaltung mit supraleitenden Verdrahtungsleitungen, die aus einer oxidischen supraleitenden Dünnschicht hergestellt sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dieses Problem zu lösen und eine neuartige Struktur für die strukturierten supraleitenden Verdrahtungsleitungen zu schaffen, von denen jede aus einer oxidischen supraleitenden Dünnschicht besteht, die auf einem Substrat abgeschieden ist, und ein Verfahren zur Herstellung derselben zu schaffen, um die Freiheit bei der Schaltungsauslegung zu erhöhen und einen optimalen Gebrauch von dem oxidischen Supraleiter mit hoher Tc zu machen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt strukturierte supraleitende Verdrahtungsleitungen bereit, die dadurch gekennzeichnet sind, daß jede der supraleitenden Verdrahtungsleitungen aus einem Abschnitt einer oxidischen supraleitenden Dünnschicht besteht, die auf einem flachen Substrat abgeschieden ist, wobei der Abschnitt eine vorbestimmte Kristallorientierung in Bezug auf eine flache Oberfläche des Substrats hat, wobei verbleibende Abschnitte der Dünnschicht aus dem oxidischen Supraleiter eine unterschiedliche Kristallorientierung in Bezug auf den Abschnitt aufweisen, und wobei sowohl der Abschnitt wie die verbleibenden Abschnitte im wesentlichen identische Dicke derart aufweisen, daß die Dünnschicht eine im wesentlichen flache ebene Oberfläche hat.
Die Begriffe "a-Achse","b-Achse" und "c-Achse" bezeichnen Kristallachsen eines Kristalls, wie in der Kristallographie üblich, und sie sind bekannt und für die kristallinen oxidischen Supraleiter ermittelt, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
Die Orientierung dieser Achsen wird üblicherweise durch die Richtung der Kristallachse in Bezug auf eine Oberfläche des Substrats festgelegt. Beispielsweise handelt es sich bei einer "a-Achsen-orientierten Dünnschicht" um eine Dünnschicht, deren a-Achse senkrecht zu der Oberfläche des Substrats verläuft.
Die supraleitende Schaltung mit den supraleitenden Verdrahtungsleitungen gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Verwenden eines beliebigen oxidischen Supraleiters hergestellt werden, einschließlich Verbundoxid-Supraleitern, wie dem Y-Ba-Cu-O-System, dem Bi-Sr-Ca-cu-O-System und dem Tl-Ba-Ca-Cu-O- System.
Das Substrat, auf welchem die Dünnschicht aus dem oxidischen Supraleiter abgeschieden wird, ist bevorzugt ein oxidisches Einkristallsubstrat, wie etwa MgO, SrTiO&sub3;, CdNAlO&sub4; oder dergleichen. Bei dem Halbleitersubstrat kann es sich um ein Siliciumsubstrat handeln, das eine isolierende Schicht oder eine Pufferschicht aufweist oder auch nicht.
Die supraleitenden Verdrahtungsleitungen können eine obere isolierende Schicht aufweisen. Bei einer speziellen Anwendung hat die obere Isolationsschicht bevorzugt eine Dicke von weniger als 10 nm. Bei einer anderen Abwandlung ist eine andere oxidische supraleitende Dünnschicht auf der oberen Isolationsschicht abgeschi eden.
Die vorliegende Erfindung stellt eine supraleitende Schaltung mit supraleitenden Verdrahtungsleitungen bereit, von denen jede aus einer oxidischen supraleitenden Dünnschicht hergestellt ist, die auf einem Substrat abgeschieden ist, aufweisend erste supraleitende Verdrahtungsleitungen, von denen jede aus einer oxidischen Dünnschicht aus einem Supraleiter besteht, dessen c- Achse senkrecht zu einer Oberfläche des Substrats so ausgerichtet ist, daß Supraleitungsstrom parallel zu der Oberfläche des Substrats fließt, und Abschirmzonen, von denen jede aus einer Dünnschicht desselben oxidischen Supraleiters besteht, dessen a-Achse senkrecht zu der Oberfläche des Substrats und dessen b- Achse parallel zu der Richtung eines Stroms orientiert ist, der sich in der supraleitenden Verdrahtungsleitung ausbreitet.
Die supraleitende Schaltung kann zweite supraleitende Verdrahtungsleitungen aufweisen, von denen sich jede senkrecht zu den ersten supraleitenden Verdrahtungsleitungen erstreckt, und Isolationszonen, die zwischen den zweiten supraleitenden Verdrahtungsleitungen und der Abschirmungszone angeordnet sind.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung dieser supraleitenden Schaltungen mit den supraleitenden Verdrahtungsleitungen bereit, gekennzeichnet durch die Schritte: Abscheiden einer ersten Dünnschicht aus einem oxidischen Supraleiter, dessen a-Achse oder c-Achse senkrecht zu einer Oberfläche des Substrats orientiert ist, Entfernen vorbestimmter Bereiche der ersten Dünnschicht, um strukturierte erste supraleitende Leitungen zu belassen, Abscheiden einer zweiten Dünnschicht aus dem oxidischen Supraleiter unter einer derartigen Bedingung, daß die zweite Dünnschicht eine a-Achsen-orientierte oder eine c-Achsen-orientierte Dünnschicht wird, die unterschiedlich von der ersten Dünnschicht auf der Oberfläche des Substrats an den verbleibenden Bereichen orientiert ist, wo die ersten Dünnschichten entfernt sind, und Bilden von Isolationszonen an vorbestimmten Abschnitten der Dünnschicht, wobei jeder der Abschnitte einer Grenzfläche zwischen der zweiten supraleitenden Verdrahtungsleitung und der Abscheidungszone entspricht.
Die Isolationszone kann durch eine Sauerstoffentzugsbehandlung hergestellt werden, die in einer Vakuumkammer bewirkt werden kann, oder durch einen Laserstrahl oder durch einen fokussierten Ionenstrahl.
Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen supraleitenden Schaltung besteht darin, daß jede der supraleitenden Verdrahtungsleitungen aus einer Dünnschicht aus einem oxidischen Supraleiter hergestellt ist, der bzw. die in einer einzigen Schicht nebeneinanderliegt bzw. nebeneinanderliegen und eine spezielle Kristallorientierung aufweisen kann. Mit anderen Worten weist bei der vorliegenden Erfindung die supraleitende Schaltung, enthaltend sämtliche supraleitenden Verdrahtungsleitungen, eine im wesentlichen flache ebene Oberfläche auf.
Wie vorstehend angeführt, zeigt die oxidische supraleitende Dünnschicht eine Anisotropie der Strom(leitungs)eigenschaft aufgrund der Anisotropie des Kristalls. Tatsächlich fließt ein großer Teil des Stroms entlang einer Richtung, die senkrecht zu der c-Achse verläuft, während lediglich ein extrem begrenzter kritischer Strom entlang einer Richtung der c-Achse fließt.
Bei der supraleitenden Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung werden die supraleitenden Verdrahtungsleitungen, die aus einer a-Achsen-orientierten Dünnschicht hergestellt sind, verwendet, um einen elektrischen Strom entlang einer Richtung fließen zu lassen, die senkrecht zu der Oberfläche des Substrats verläuft; mit anderen Worten dienen sie als Verbindungsleitungen zwischen zwei benachbarten Schichten, die übereinander abgeschieden sind, während die supraleitenden Leitungen, die aus der c-Achsen-orientierten Dünnschicht hergestellt sind, verwendet werden, um einen elektrischen Strom entlang einer Richtung fließen zu lassen, die parallel zu der Oberfläche des Substrats verläuft.
Die supraleitende Schaltung mit den supraleitenden Verdrahtungsleitungen gemäß der vorliegenden Erfindung kann in Form einer supraleitenden Mehrschicht-Schaltung gebildet sein. Auch in diesem Fall kann jede Schicht die supraleitenden Verdrahtungsleitungen ebenso aufweisen wie Durchgangslöcher bzw. Vias, die auf einer gemeinsamen Ebene in einer maximal kompakten Auslegung nebeneinanderliegen.
Bei der supraleitenden Schaltung mit den supraleitenden Verdrahtungsleitungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind sämtliche der supraleitenden Verdrahtungsleitungen aus der c-Achsen-orientierten oxidischen supraleitenden Dünnschicht hergestellt und voneinander durch Abschirmungszonen getrennt, die jeweils aus einer a-Achsen-orientierten Dünnschicht aus demselben oxidischen Supraleiter hergestellt sind. In diesem Fall bestehen sowohl die a-Achsen-orientierte Dünnschicht wie die c- Achsen-orientierte Dünnschicht gemeinsam in einer Schicht und im wesentlichen kein Strom fließt zwischen diesen zwei supraleitenden Dünnschichten, selbst dann, wenn diese zwei Dünnschichten nebeneinanderliegen, weil kein merklicher Strom zwischen diesen zwei Dünnschichten fließengelassen wird. Wenn die supraleitenden Verdrahtungsleitungen, die jeweils aus der c- Achsen-orientierten Dünnschicht hergestellt sind, in vorbestimmten Abschnitten der oxidischen supraleitenden Dünnschicht hergestellt werden, während die Abschirmungszonen, die jeweils aus der a-Achsen-orientierten Dünnschicht hergestellt sind, in den verbleibenden Abschnitten derselben oxidischen supraleitenden Dünnschicht hergestellt werden, kann deshalb ein übersprechen zwischen benachbarten supraleitenden Verdrahtungsleitungen minimiert werden, wodurch das Leistungsvermögen der supraleitenden Verdrahtung verbessert wird. Darüber hinaus kann die Dichte an Verdrahtungsleitungen erhöht werden.
Es wird bemerkt, daß, obwohl im wesentlichen kein Stromfluß auftritt, wenn die Ausbreitungsrichtung eines Stroms, der durch eine supraleitende Verdrahtungsleitung fließt, senkrecht zu der c-Achse der Abschirmungszone verläuft, ein Strom von einer supraleitenden Verdrahtungsleitung zu der Abschirmungszone fließt, wenn die Stromflußrichtung parallel zu der c-Achse der Abschirmungszone wird.
Im zuletzt genannten Fall ist es deshalb erforderlich, eine Isolationszone zwischen der supraleitenden Verdrahtungsleitung und der Abschirmungszone anzuordnen. Die Isolationszone kann durch eine Sauerstoffentzugsbehandlung oder andere Maßnahme problemlos erzeugt werden.
Die supraleitende Schaltung mit den supraleitenden Verdrahtungsleitungen gemäß der vorliegenden Erfindung kann wie folgt hergestellt werden:
Zunächst wird eine erste Dünnschicht aus einem oxidischen Supraleiter, dessen c-Achse senkrecht zu einer Oberfläche des Substrats verläuft, gebildet. Daraufhin werden vorbestimmte Bereiche der ersten Dünnschicht aus dem c-Achsen-orientierten oxidischen Supraleiter entfernt, um Muster bzw. Strukturen erster supraleitender Verdrahtungsleitungen zu belassen. Daraufhin wird eine zweite Dünnschicht aus demselben oxidischen Supraleiter unter einer derartigen Bedingung abgeschieden, daß die zweite Dünnschicht eine a-Achsen-orientierte Dünnschicht wird.
Die Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung haben die folgenden Vorteile:
(1) Die Eigenschaften der oxidischen supraleitenden Dünnschicht werden während der Wärmebehandlung nicht verschlechtert, weil sowohl die a-Achsen-orientierte Dünnschicht wie die c- Achsen-orientierte Dünnschicht aus identischem Material bestehen.
(2) Die Herstellung der weiteren Elemente und/oder Verdrahtungsleitungen, die auf der supraleitenden Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt, ist einfach, weil eine Oberfläche der endgültigen Schaltung mit den supraleitenden Verdrahtungsleitungen gemäß der vorliegenden Erfindung eine flache ebene Oberfläche hat.
Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind supraleitende Verdrahtungsleitungen zum Fließenlassen von Supraleitungsstrom parallel zu einer Oberfläche des Substrats durch Abschirmungszonen so getrennt, daß ein übersprechen zwischen den supraleitenden Verdrahtungsleitungen minimiert werden kann. Mit anderen Worten kann die Verdrahtungsdichte erhöht werden. Da sowohl die supraleitenden Verdrahtungsleitungen wie die Abschirmungszonen durch identisches Material hergestellt werden, kann darüber hinaus eine Verschlechterung von supraleitenden Eigenschaften der oxidischen supraleitenden Dünnschichten, verursacht durch Wärmebehandlung, minimiert werden.
Nunmehr wird die Erfindung in Bezug auf Beispiele erläutert, ohne daß der Umfang der Erfindung hierauf beschränkt ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer supraleitenden Schaltung, die durch die vorliegende Erfindung erhalten wird.
Fig. 2A bis 2F zeigen aufeinanderfolgende Schritte zur Herstellung einer supraleitenden Verdrahtungsstruktur, die in Fig. 1 gezeigt ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Beispiel 1

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der supraleitenden Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die supraleitende Schaltung von Fig. 1 weist eine oxidische supraleitende Dünnschicht 2 auf, die auf einem Substrat 1 abgeschieden ist. Die oxidische supraleitende Dünnschicht 2 weist c-Achsen-orientierte Dünnschichtzonen 2c, a-Achsen-orientierte Dünnschichtzonen 2a und Isolationszonen 2b auf.
Die c-Achsen-orientierten Dünnschichtzonen 2c stellen supraleitende Verdrahtungsleitungen bereit, in welchen ein Supraleitungsstrom parallel zu einer Oberfläche des Substrats 1 fließt. In diesen supraleitenden Verdrahtungsleitungen 2c kann der Supraleitungsstrom entlang zwei Richtungen "Y" und "X" fließen. Leitungen entlang der Richtung "Y" werden als die ersten supraleitenden Verdrahtungsleitungen 2c' bezeichnet, während Leitungen entlang der Richtung "X" als die zweiten supraleitenden Verdrahtungsleitungen 2c" bezeichnet werden.
Die a-Achsen-orientierten Dünnschichtzonen 2a stellen Abschirmungszonen bereit, von denen jede zur Abschirmung dient, um jeweilige supraleitende Verdrahtungsleitungen 2c zu trennen. Tatsächlich verhindern die Abschirmungszonen 2a ein Übersprechen zwischen benachbarten supraleitenden Verdrahtungsleitungen 2c, in denen Supraleitungsstrom entlang jeder der beiden Richtungen "Y" und "X" fließen kann.
Die Isolationszonen 2b sind an gegenüberliegenden Seiten von jeder zweiten supraleitenden Verdrahtungsleitung angeordnet.
Die Isolationszonen 2b können durch eine Sauerstoffentzugsbehandlung hergestellt werden, die auf ausgewählten Abschnitten der a-Achsen-orientierten Dünnschicht 2a bewirkt werden.

Beispiel 2

Fig. 2A bis 2F zeigen schematische Zeichnungen aufeinanderfolgender Schritte zur Herstellung der in Fig. 1 gezeigten supraleitenden Schaltung. Bei diesem Beispiel wird ein Verbundoxid- Supraleiter des Y-Ba-Cu-O-Systems als der oxidische Supraleiter verwendet.
Zunächst wird ein Substrat 1 mit glatter Oberfläche zubereitet. Bei diesem Beispiel besteht das Substrat 1 (Fig. 2A) aus einem Siliciumsubstrat la mit einer Pufferschicht 1b, die aus einer unteren Schicht aus MgAl&sub2;O&sub3; mit einer Dicke von 350 nm besteht, die durch die chemische Dampfabscheidungs(CVD)technik abgeschieden ist, und einer oberen Schicht aus BaTiO&sub3; mit einer Dicke von 75 nm, die durch die Sputtertechnik abgeschieden ist. Ein MgO(100)-Substrat, ein CdNAlO&sub4;-Substrat oder dergleichen können anstelle des Siliciumsubstrats bevorzugt verwendet werden.
Auf der Pufferschicht des Substrats 1 wird eine oxidische supraleitende Dünnschicht 2 mit einer Dicke von mehr als 200 nm abgeschieden, wie in Fig. 2B gezeigt. Diese Dünnschicht 2 kann durch eine Außer-Achsen-Sputtertechnik, eine reaktive Verdampfungstechnik oder dergleichen hergestellt werden. In diesem Beispiel wird die oxidische supraleitende Dünnschicht 2 durch die Außer-Achsen-Sputtertechnik unter Anwesenheit eines gemischten Sputtergases aus Ar + O&sub2; (Volumenverhältnis 9:1) unter 10 Pa hergestellt. Das Substrat wird auf eine Temperatur erwärmt, die höher als 700ºC ist, so daß die abgeschiedenen Kristalle eine c-Achsen-orientierte oxidische supraleitende Dünnschicht erzeugen, in welcher die c-Achse senkrecht zu der Oberfläche des Substrats orientiert ist.
Wie in Fig. 2C gezeigt, wird daraufhin eine Photoresistschicht 3 mit einem vorbestimmten Muster bzw. einer vorbestimmten Struktur, abgeschieden auf der oxidischen Dünnschicht 2, erhalten.
Daraufhin wird die Photoresistschicht 3 ausgehärtet, freihegende Bereiche, die nicht durch den Photoresist 3 abgedeckt sind, werden durch eine Trockenätztechnik, wie etwa ein reaktives Ionenätzen und Argonfräsen, oder durch eine Naßätztechnik, wie etwa eine Behandlung mit Phosphorsäure oder Hydrochlorsäure, entfernt, um strukturierte supraleitende Verdrahtungsleitungen 2c herzustellen, die aus der c-Achsen-orientierten Dünnschicht bestehen, wie in Fig. 2D gezeigt.
Wie in Fig. 2E gezeigt, wird daraufhin eine a-Achsen-orientierte Dünnschicht 2a aus demselben oxidischen Supraleiter auf der Oberfläche des Substrats 1 abgeschieden, auf welcher die strukturierten supraleitenden Verdrahtungsleitungen 2c abgeschieden worden sind, die aus der c-Achsen-orientierten Dünnschicht bestehen. Diese oxidische supraleitende Dünnschicht 2a wird ebenfalls durch die Außer-Achsen-Sputtertechnik unter Anwesenheit eines gemischten Sputtergases aus Ar + O&sub2; (Volumenverhältnis 9:1) unter 10 Pa hergestellt; das Substrat wird jedoch auf eine Temperatur erwärmt, die nicht höher als 650ºC ist, so daß die abgeschiedene oxidische supraleitende Dünnschicht 2a eine a-Achsen-orientierte Dünnschicht wird. In dieser a-Achsen-orientierten Dünnschicht ist es bevorzugt, daß ihre c-Achse gut geordnet ist.
Daraufhin wird eine Oberfläche der a-Achsen-orientierten Dünnschicht 2a durch eine Trockenätztechnik, wie etwa reaktives Ionenätzen oder Argonfräsen, geglättet, um eine supraleitende Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten, wie in Fig. 2F gezeigt. Insbesondere bilden beide Oberflächen der supraleitenden Verdrahtungsleitungen 2c, die aus der c-Achsenorientierten Dünnschicht hergestellt sind, und der Abschirmungszonen 2a, die aus der a-Achsen-orientierten Dünnschicht hergestellt sind, eine flache ebene Oberfläche oder eine gemeinsame Ebene.
In tatsächlichen Anwendungen wird eine Zwischenschicht-Isolatorschicht auf der resultierenden supraleitenden Schaltung, die in Fig. 1 gezeigt ist, gemäß der vorliegenden Erfindung abgeschieden, bevor letztere zu den nächsten Stufen zur Vervollständigung der supraleitenden Schaltung in ein gewünschtes supraleitendes Bauelement überführt wird.
Die Isolationszonen 2b, die in Fig. 1 gezeigt sind, können durch eine Sauerstoffentzugsbehandlung der oxidischen supraleitenden Dünnschicht 2 hergestellt werden. Insbesondere nachdem vorbestimmte Bereiche der oxidischen supraleitenden Dünnschicht 2 durch einen strukturierten Photoresist oder Isolator geschützt sind, werden die verbleibenden freiliegenden Bereiche der Sauerstoffentzugsbehandlung so ausgesetzt, daß die freihegenden Bereiche in einen Nicht-Supraleiter verändert werden. Diese Sauerstoffentzugsbehandlung kann durch lokales Erwärmen mittels eines Laserstrahis oder eines fokussierten Ionenstrahls bewirkt werden.

Claims

1. Supraleitende Schaltung mit supraleitenden Verdrahtungsleitungen (2c), von denen jede aus einer oxidischen supraleitenden Dünnschicht hergestellt ist, die auf einem Substrat (1) abgeschieden ist, wobei jede der supraleitenden Verdrahtungsleitungen (2c) aus einer Dünnschicht des oxidischen Supraleiters bestehen, der derart orientiert ist, daß die c-Achse seiner Kristallstruktur senkrecht zu einer Oberfläche des Substrats (1) verläuft, wodurch supraleitender Strom in diesen supraleitenden Verdrahtungsleitungen parallel zu der Oberfläche des Substrats fließt, und mit Abschirmungszonen (2a), von denen jede aus einer Dünnschicht des oxidischen Supraleiters besteht, der auf dem Substrat derart abgeschieden ist, daß die a-Achse seiner Kristallstruktur senkrecht zu der Oberfläche des Substrats (1) verläuft und die b-Achse seiner Kristallstruktur parallel zu der Richtung eines Stroms verläuft, der in den supraleitenden Verdrahtungsleitungen fließt, wobei die Abschirmungszonen (2a) angeordnet sind, um jeweilige supraleitende Verdrahtungsleitungen (2c) voneinander zu trennen.

2. Supraleitende Schaltung nach Anspruch 1, wobei die supraleitenden Verdrahtungsleitungen erste supraleitende Verdrahtungsleitungen (2c') aufweisen, die sich in einer ersten Richtung (Y) erstrecken, und zweite supraleitende Verdrahtungsleitungen (2c"), die sich in einer Richtung (X) senkrecht zu der ersten Richtung erstrecken, und wobei außerdem Isolationszonen (2b) vorgesehen sind, die zwischen den zweiten supraleitenden Verdrahtungsleitungen (2c") und den Abschirmungszonen (2a) angeordnet sind.

3. Verfahren zur Herstellung einer supraleitenden Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte:

Abscheiden einer ersten Dünnschicht aus einem oxidischen Supraleiter derart, daß die a-Achse oder die c-Achse seiner Kristallstruktur senkrecht zu einer Oberfläche des Substrats (1) orientiert ist,

Entfernen vorbestimmter Bereiche der ersten Dünnschicht zur Belassung von strukturierten supraleitenden Verdrahtungsleitungen (2c);

Abscheiden einer zweiten oxidischen supraleitenden Dünnschicht auf der Oberfläche des Substrats in verbleibenden Bereichen, in denen die erste Dünnschicht entfernt wurde, derart, daß die c-Achse oder die a-Achse der Kristallstruktur der zweiten Dünnschicht senkrecht zu der Oberfläche des Substrats orientiert ist, wobei die Orientierung der Kristalistruktur der zweiten Dünnschicht sich von derjenigen der ersten Dünnschicht unterscheidet.

4. Verfahren zur Herstellung einer supraleitenden Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet d[urch die Schritte:

Abscheiden einer ersten Dünnschicht aus einem oxidischen Supraleiter derart, daß die a-Achse oder die c-Achse seiner Kristalistruktur senkrecht zu einer Oberfläche des Substrats (1) orientiert ist,

Entfernen vorbestimmter Bereiche der ersten Dünnschicht zur Belassung von strukturierten supraleitenden Verdrahtungsleitungen (2c), wobei die supraleitenden Verdrahtungsleitungen erste supraleitende Verdrahtungsleitungen (2c') aufweisen, die sich in einer ersten Richtung (Y) erstrecken, und zweite supraleitende Verdrahtungsleitungen (2c"), die sich in einer Richtung (X) senkrecht zu der ersten Richtung erstrecken;

Bilden von Abschirmungszonen (2a) durch Abscheiden einer zweiten Dünnschicht aus dem oxidischen Supraleiter auf der Oberfläche des Substrats (1) in verbleibenden Bereichen, in welchen die erste Dünnschicht entfernt wurde, derart, daß die c-Achse oder die a-Achse der Kristallstruktur der zweiten Dünnschicht senkrecht zu der Oberfläche des Substrats orientiert ist, wobei die Orientierung der Kristalistruktur der zweiten Dünnschicht sich von derjenigen der ersten Dünnschicht unterscheidet, und Bilden von Isolationszonen (2b) an den Grenzflächen zwischen den zweiten supraleitenden Verdrahtungsleitungen (2c") und den Abschirmungszonen (2a).

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Isolationszonen (2b) durch eine Sauerstoffentzugsbehandlung erzeugt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Sauerstoffentzugsbehandlung durch Vakuum, einen Laserstrahl oder einen fokussierten Ionenstrahl bewirkt wird.