JP2001127351A

JP2001127351A - 超伝導回路装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001127351A
Application number: JP30217299A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Enomoto; 陽一榎本; Hideo Suzuki; 秀雄鈴木; Teruo Izumi; 輝郎和泉; Toru Shiobara; 融塩原; Michitomo Iiyama; 道朝飯山
Original assignee: International Superconductivity Technology Center; Fujitsu Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: International Superconductivity Technology Center; Fujitsu Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】常電導ワイヤを用いることなく、超伝導回路
基板を実装基板上に実装することが可能な超伝導回路装
置を提供する。【解決手段】複数のパッドが、誘電体基板の主表面上
に離散的に配置されている。パッドは、酸化物超伝導材
料により形成されている。接地導電膜が、誘電体基板の
主表面上に配置されている。接地導電膜は、酸化物超伝
導材料により形成されている。誘電体膜が、接地導電膜
の表面を覆う。超伝導回路パターンが、誘電体膜の表面
上に配置されている。超伝導回路パターンは、パッドに
接続されている。接地導電膜、誘電体膜、及び超伝導回
路パターンの厚さの合計が、パッドの高さよりも小さ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超伝導材料を用い
た電子回路を有する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気配線に超伝導材料を用いると、高周
波電流に対する表面抵抗を低くすることができる。ま
た、超伝導のトンネル効果素子を使用すると、消費電力
の低減及び動作の高速化が可能になる。超伝導材料がこ
れらの優れた特性を有することから、高周波回路への超
伝導材料の適用が進められている。超伝導転移温度が液
化窒素温度を超える酸化物超伝導材料の発見以来、配線
に酸化物超伝導材料を使用する試みがなされている。

【０００３】高周波回路では、信号を効率よく伝搬させ
るために、一般的にマイクロストリップライン構造が採
用される。マイクロストリップライン構造の誘電層に
は、誘電特性（ｔａｎδ）に優れた材料が適している。
また、誘電層上に酸化物超伝導薄膜をエピタキシャル成
長させることができることが好ましい。これらの理由に
より、酸化物超伝導材料を用いたマイクロストリップラ
イン構造の誘電層としてＭｇＯが用いられる場合が多
い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】配線の特性インピーダ
ンスが空間的に変動すると、特性インピーダンスの変化
点で信号の反射が生じ、信号の減衰や波形の歪が生ず
る。信号の周波数が高くなると、信号の減衰や波形歪が
顕著になる。

【０００５】マイクロストリップライン構造の特性イン
ピーダンスは、誘電体層の誘電率、その厚さ、及び配線
幅等によって近似的に決定される。誘電体層としてＭｇ
Ｏを用い、特性インピーダンスを５０Ω程度に設定する
ためには、誘電体層の厚さと配線幅とを同程度にしなけ
ればならない。

【０００６】超伝導集積回路装置の作製には、薄膜多層
化技術が用いられる。この場合、薄膜表面の凹凸、結晶
性、及び成長時間等から、通常、薄膜の厚さは１μｍ以
下に設定される。ＭｇＯからなる誘電体層の厚さが１μ
ｍ以下のときにマイクロストリップラインの特性インピ
ーダンスを５０Ωにするためには、配線幅を１μｍ以下
にする必要がある。

【０００７】一方、集積回路装置に接続される外部の配
線は同軸構造を有し、その中心導体の太さは、細くても
０．１ｍｍ程度である。集積回路装置の配線幅と同軸ケ
ーブルの中心導体の太さとの大きな相違が、組み立てを
困難にし、インピーダンス不整合による反射を大きくす
る。

【０００８】また、金属系の超伝導材料を使用する場合
には、集積回路基板と実装基板との接続にフリップチッ
プボンディングが用いられる。ところが、酸化物超伝導
材料を用いる場合には、フリップチップボンディングを
行うことが困難であり、常電導ワイヤを介した接続方法
が採用されてきた。常電導ワイヤを用いると、超伝導材
料同士を直接接続する場合に比べて、伝送特性が劣化し
てしまう。

【０００９】本発明の目的は、常電導ワイヤを用いるこ
となく、超伝導回路基板を実装基板上に実装することが
可能な超伝導回路装置及びその製造方法を提供すること
である。

【００１０】本発明の他の目的は、超伝導回路装置と外
部線路との特性インピーダンスの整合を図ることが可能
な超伝導回路装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、第１の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の主表
面上に離散的に配置され、酸化物超伝導材料により形成
された複数の第１のパッドと、前記第１の誘電体基板の
主表面上に配置され、酸化物超伝導材料により形成され
た接地導電膜と、前記接地導電膜の表面を覆う誘電体膜
と、前記誘電体膜の表面上に配置され、酸化物超伝導材
料で形成され、前記第１のパッドに接続された超伝導回
路パターンとを有し、前記接地導電膜、前記誘電体膜、
及び前記超伝導回路パターンの厚さの合計が、前記第１
のパッドの高さよりも小さい超伝導回路装置が提供され
る。

【００１２】第１のパッドが比較的高いため、第１の誘
電体基板や、それを実装するための実装基板に反りがあ
っても、第１のパッドと実装基板側のパッドとを安定し
て接着することができる。

【００１３】本発明の他の観点によると、第１の誘電体
基板の主表面上に、第１の酸化物超伝導膜を形成する工
程と、前記第１の酸化物超伝導膜をパターニングし、離
散的に分布する複数の第１のパッドを残す工程と、前記
第１の誘電体基板の主表面の一部の領域上に、酸化物超
伝導材料からなる接地導電膜を形成する工程と、前記接
地導電膜の表面上に、誘電体薄膜を形成する工程と、前
記誘電体薄膜の表面上に、酸化物超伝導材料からなり、
前記第１のパッドに接続された超伝導回路パターンを形
成する工程とを有する超伝導回路装置の製造方法が提供
される。

【００１４】超伝導回路パターンを形成する工程とは異
なる工程で第１のパッドが形成される。このため、第１
のパッドの高さを、超伝導回路パターンの厚さとは独立
して設定することが可能になる。第１のパッドを高くす
ると、基板の反り等の影響を受けにくくなる。

【００１５】本発明の他の観点によると、主表面が誘電
体材料で形成され、主表面よりも下方に誘電体材料と酸
化物超伝導材料との界面が形成された複合基板であっ
て、該基板の主表面内に第１の領域とそれに隣接する第
２の領域が画定され、該第１の領域においては、主表面
から前記界面までの深さがほぼ一定であり、該第２の領
域においては、主表面から前記界面までの深さが、前記
第１の領域から離れるに従って深くなっている前記複合
基板と、前記複合基板の主表面内の前記第１の領域上に
形成された超伝導回路パターンと、前記複合基板の主表
面内の前記第２の領域上に形成され、超伝導材料からな
る引出パターンであって、該引出パターンは前記第１の
領域と第２の領域との境界線と交差する方向に延在し、
前記超伝導回路パターンに接続され、前記第１の領域か
ら離れるに従って徐々に太くなっている前記引出パター
ンとを有する超伝導回路装置が提供される。

【００１６】この超伝導回路装置は、複合基板の誘電体
材料と超伝導材料との界面を接地導体面とするマイクロ
ストリップライン構造を有する。引出パターンと接地導
体面との間隔が広くなるに従って、引出パターンが太く
なっている。このため、引出パターンの特性インピーダ
ンスの空間的な変動を少なくすることができる。引出パ
ターンの太い部分に、高周波コネクタ等の導線を容易に
接着することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１〜図４を参照して、本発明の
第１の実施例による超伝導回路装置について説明する。

【００１８】図１（Ａ）は、第１の実施例による超伝導
回路装置の概略断面図を示し、図１（Ｂ）は平面図を示
す。図１（Ｂ）の一点鎖線Ａ１−Ａ１における断面図
が、図１（Ａ）に相当する。超伝導回路装置は、基本的
に超伝導回路基板１と実装基板５０とを含んで構成され
る。超伝導回路基板１は、ＭｇＯからなる誘電体基板５
とＹＢａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-d（ＹＢＣＯ）からなる複数の第１
のパッド１０を含んで構成される。ここでｄは、酸素の
欠損量である。複数の第１のパッド１０は、誘電体基板
５の主表面上に離散的に分布する。超伝導回路基板１の
より詳細な構成については、図２及び図３を参照して後
述する。

【００１９】実装基板５０は、ＭｇＯからなる誘電体基
板５１と、その主表面上に形成されたＹＢＣＯからなる
複数の第２のパッド５５、配線５６及び外部接続用パッ
ド５７を含んで構成される。第２のパッド５５は、誘電
体基板５と５１とを、それらの主表面同士を対向させて
配置したとき、第１のパッド１０に対応する位置に配置
されている。第２のパッド５５は、それぞれ配線５６を
介して外部接続用パッド５７に電気的に接続されてい
る。

【００２０】第１のパッド１０の各々の上面が、当該第
１のパッド１０に対応する第２のパッド５５の上面に接
着されている。パッド同士の接着は、両者を接触させ
て、酸素雰囲気中で、９２０℃で２時間加熱することに
より行われる。９２０℃は、ＹＢＣＯの焼結温度であ
る。なお、パッド同士を加圧することにより、加熱温度
を下げることができる。例えば、ステンレスバネを用い
て加圧した場合、９００℃の温度で両者が接着した。

【００２１】外部接続用パッド５７に、高周波コネクタ
の中心導体６０が圧着されている。なお、高周波コネク
タの外部導体は、実装基板５０の配線パターンのグラン
ド面に接続する。高周波コネクタに、外部信号線が接続
される。外部信号線として、通常、同軸ケーブルが使用
される。

【００２２】次に、図２及び図３を参照して、超伝導回
路基板１の製造方法について説明する。

【００２３】図２（Ａ）に示すように、ＭｇＯからなる
誘電体基板５を準備する。誘電体基板５の主表面上に、
ＹＢＣＯからなる厚さ１０μｍの超伝導厚膜６を形成す
る。超伝導厚膜６の形成は、液相結晶成長（ＬＰＥ）に
より行われる。ＭｇＯ基板上にＹＢＣＯ膜をＬＰＥ法を
用いて形成する方法は、例えば特開平７−３３５９０号
公報に詳細に説明されている。以下、超伝導厚膜６の形
成方法を簡単に説明する。

【００２４】まず、誘電体基板５の主表面上に、プラズ
マ蒸着法により厚さ０．０１〜１μｍのＹＢＣＯ膜を成
長させる。プラズマ蒸着法により形成されたＹＢＣＯ膜
の上に、ＬＰＥ法を用いて厚いＹＢＣＯ膜を成長させ
る。溶媒としてＢａＯとＣｕＯとの混合融液を用いる。
ＢａとＣｕとのモル比は３：５である。溶質供給物質と
してＹ₂ＢａＣｕＯ₅を用いる。溶質と溶媒を入れたるつ
ぼを加熱し、溶質と溶媒を溶融させる。その後、表面温
度を１０００℃に、るつぼ底部を１０１０℃に調整す
る。この状態では、液体状態の溶媒の下部に溶質供給物
質が沈殿している。溶媒中には、溶質供給物質が溶解し
ている。

【００２５】この溶液にプラズマ蒸着法で形成されたＹ
ＢＣＯ膜の表面を接触させ、回転数を毎分１００回転と
してＹＢＣＯ厚膜を成長させる。プラズマ蒸着法で形成
されたＹＢＣＯ膜が種結晶となる。成長後のＹＢＣＯ厚
膜の厚さが１０μｍよりもやや厚くなるように、ＹＢＣ
Ｏ厚膜を成長させる。成長後、ＹＢＣＯ厚膜の表面を研
磨して、厚さ１０μｍの超伝導厚膜６を形成する。

【００２６】図２（Ｂ）に示すように、超伝導厚膜６を
パターニングして、複数のパッド１０を残す。パッド１
０は、誘電体基板５の主表面上に離散的に分布する。超
伝導厚膜６のパターニングは、例えば硝酸を用いたウェ
ットエッチングにより行う。各パッド１０の直径は、例
えば０．５ｍｍ程度である。

【００２７】図２（Ｃ）に示すように、誘電体基板５の
主表面及びパッド１０の表面を覆うように、ＹＢＣＯか
らなる厚さ０．２〜０．３μｍの超伝導薄膜１２を形成
する。超伝導薄膜１２の形成は、例えば、レーザ蒸着に
より行う。

【００２８】図２（Ｄ）に示すように、超伝導薄膜１２
をパターニングする。誘電体基板５の主表面の、パッド
１０の配置されていない領域上に、接地導電膜１２ａが
残る。パッド１０の各々の表面上にも、超伝導薄膜１２
ｂが残る。接地導電膜１２ａは、少なくともひとつのパ
ッド１０を覆う超伝導薄膜１２ｂに連続する。また、少
なくともひとつのパッド１０は、接地導電膜１２ａから
電気的に分離される。図２（Ｂ）においては、右側のパ
ッド１０を覆う超伝導薄膜１２ｂが接地導電膜１２ａに
連続し、左側のパッド１０が接地導電膜１２ａから電気
的に分離されている。

【００２９】図３（Ｅ）に示すように、基板上に、Ｍｇ
Ｏからなる厚さ０．２〜０．３μｍの誘電体薄膜１３を
形成する。誘電体薄膜１３の形成は、例えばレーザ蒸着
またはスパッタリング等により行うことができる。

【００３０】図３（Ｆ）に示すように、パッド１０を覆
う誘電体薄膜１３を除去する。接地導電膜１２ａを覆う
誘電体薄膜１３ａが残る。誘電体薄膜１３の部分的な除
去は、残すべき部分をレジストパターンで覆って、露出
した部分をイオンミリングすることにより行うことがで
きる。

【００３１】図３（Ｇ）に示すように、誘電体薄膜１３
ａの表面上に、ＹＢＣＯからなる超伝導回路パターン１
５ａを形成するとともに、パッド１０を覆う超伝導薄膜
１２ｂの上に、さらにＹＢＣＯからなる超伝導薄膜１５
ｂを積層する。超伝導回路パターン１５ａ及び超伝導薄
膜１５ｂは、基板上にＹＢＣＯ薄膜を成長させた後、こ
のＹＢＣＯ薄膜をパターニングすることにより形成され
る。超伝導回路パターン１５ａ及び超伝導薄膜１５ｂの
厚さは、０．２〜０．３μｍである。

【００３２】図２（Ａ）から図３（Ｇ）までの工程を経
て、マイクロストリップライン構造の超伝導回路基板１
が作製される。超伝導回路の例として、論理回路が挙げ
られる。比較回路の一構成例が、ＩＥＥＥトランザクシ
ョンオンアプライドスーパーコンダクティビティ
の第７巻第２号（１９９７年６月）（ＩＥＥＥＴＲＡ
ＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮＡＰＰＬＩＥＤＳＵＰＥ
ＲＣＯＮＤＵＣＴＩＶＩＴＹ，ＶＯＬ．７，ＮＯ．２，
ＪＵＮＥ１９９７）の２９８７〜２９９２頁に記載さ
れている。

【００３３】図１（Ａ）に示す実装基板５０は、誘電体
基板５１の表面上に、図３（Ｇ）で説明した超伝導回路
パターン１５ａ及び超伝導薄膜１５ｂの形成と同様の方
法で超電導パターンを形成することにより作製される。
実装基板５０側のパッド５５の高さは、配線５６の厚さ
と同程度でよい。

【００３４】図４は、図１(Ａ)のパッド１０とパッド５
５との間の抵抗の温度依存性を示す。横軸は温度を単位
「Ｋ」で表し、縦軸は抵抗を単位「Ω」で表す。抵抗の
測定は、４端子法を用いて行った。ＹＢＣＯの超伝導転
移温度である約９０Ｋ以下の範囲において、抵抗が非常
に低くなっていることがわかる。ＹＢＣＯを超伝導状態
にすることにより、超伝導回路基板上の超伝導回路パタ
ーンと実装基板上の配線とを、低抵抗で接続することが
可能である。

【００３５】なお、電流電圧特性から判断すると、パッ
ド１０とパッド５５との間は、完全な超伝導状態にはな
っておらず、わずかな残留抵抗が残っていると思われ
る。ただし、この程度の残留抵抗は、高周波回路の動作
にほとんど影響を及ぼさない。残留抵抗が残る原因とし
て、パッド間の界面の結晶粒界に起因する抵抗が考えら
れる。この抵抗は、パッドの接触前に、両者の表面処理
を最適化することにより減少させることができると考え
られる。

【００３６】パッド１０の高さが１０μｍ程度であるた
め、誘電体基板５や、実装基板５０側の誘電体基板５１
に反りがある場合でも、再現性よく安定して超伝導回路
基板１を実装基板５０上に接着することができる。ま
た、パッド１０が薄すぎると、接着時の加熱によりパッ
ドを形成する超伝導材料が基板内に拡散し、機械的及び
電気的な接着が得られない場合がある。

【００３７】発明者らの実験によると、パッド１０の高
さが０．４μｍよりも低い場合、良好な接着が得られな
かった。パッド１０の高さを０．４μｍ以上にすること
が好ましいであろう。また、接地導電膜１２ａ、誘電体
薄膜１３ａ、及び超伝導回路パターン１５ａの合計の厚
さよりも、パッド１０を高くすることが好ましい。な
お、十分な接着を確保するためには、パッド１０の高さ
を１μｍ以上にすることがより好ましい。

【００３８】図１では、１枚の実装基板上に１枚の超伝
導回路基板を実装する場合を説明したが、１枚の実装基
板上に複数枚の超伝導回路基板を実装してもよい。

【００３９】図５は、１枚の実装基板上に複数枚の超伝
導回路基板を実装した超伝導回路装置の概略平面図を示
す。実装基板５０の主表面上に、複数の超伝導回路基板
１が実装されている。両者の接着は、図１（Ａ）に示す
超伝導回路装置の場合の接着と同じ方法で行われる。

【００４０】実装基板５０を構成する誘電体基板５１の
主表面の外周部近傍の領域上に、複数の外部接続用パッ
ド５７が配置されている。外部接続用パッド５７は、配
線５６により、超伝導回路基板１との接続用パッドに接
続されている。配線５８が、超伝導回路基板１との接続
用パッド同士を接続する。

【００４１】このように、１枚の実装基板上に複数の超
伝導回路基板を実装することにより、実装密度の向上を
図ることができる。

【００４２】次に、図６を参照して、本発明の第２の実
施例による超伝導回路装置について説明する。

【００４３】図６（Ａ）は、第２の実施例による超伝導
回路装置の断面図を示し、図６（Ｂ）は、その平面図を
示す。図６（Ｂ）の一点鎖線Ａ６−Ａ６における断面図
が図６（Ａ）の断面図に相当する。

【００４４】複合基板６０が、超伝導部材６１と２つの
誘電体部材６２とを含んで構成される。超伝導部材６１
は、断面が台形状の、厚さ０．３ｍｍのＹＢＣＯからな
る板である。すなわち、超伝導部材６１は、相互に平行
な上面と下面、及び上面と下面とを接続する斜面とを有
する。底面と斜面とのなす角は、例えば４５度である。
超伝導部材６１は、そのｃ軸が上面と垂直になるような
結晶面方位とされている。この結晶面方位を採用する
と、磁場の侵入長が短くなり配線のインダクタンスの低
下を図ることができる。

【００４５】誘電体部材６２の各々は、ＭｇＯからなる
板であり、相互に平行な上面と下面、及び上面と下面と
を接続する斜面とを有する。２つの誘電体部材６２の斜
面は、それぞれ、ＹＢＣＯからなる超伝導薄膜６４を介
して超伝導部材６１の２つの斜面に接着されている。誘
電体部材６２の上面は、超伝導部材６１の上面とともに
ひとつの仮想平面を画定する。すなわち、超伝導部材６
１と誘電体部材６２とにより、１つの平坦な上面が画定
される。誘電体部材６２の下面上に、ＹＢＣＯからなる
超伝導薄膜６３が形成されている。超伝導薄膜６３の表
面が、超伝導部材６１の下面とともにひとつの仮想平面
を画定する。

【００４６】超伝導部材６１と誘電体部材６２の上面上
に、ＭｇＯからなる厚さ０．３μｍの誘電体薄膜６５が
形成されている。複合基板６０の表面が、超伝導部材６
１の上面に対応する第１の領域７５、斜面に対応する第
２の領域７６、及び誘電体部材６２の下面に対応する第
３の領域７７に区分される。

【００４７】複合基板６０の表面の第１の領域７５の上
に、ＹＢＣＯからなる厚さ０．３μｍの超伝導回路パタ
ーン７０Ａが形成されている。超伝導回路パターン７０
Ａは、例えば遅延回路、多段フィルタ、論理回路等であ
る。第２及び第３の領域７６及び７７の上に、ＹＢＣＯ
からなる厚さ０．３μｍの引出パターン７０Ｂが形成さ
れている。引出パターン７０Ｂは、超伝導回路パターン
７０Ａに接続されている。引出パターン７０Ｂのうち第
２の領域７６内に配置された部分の幅が、第１の領域７
５から離れるに従って太くなっている。

【００４８】超伝導回路パターン７０Ａのパターン幅は
０．３μｍである。引出パターン７０Ｂのうち、第１の
領域７５と第２の領域７６との境界上の部分の幅は０．
３μｍであり、第２の領域７６と第３の領域７７との境
界上の部分及び第３の領域７７内の部分の幅は０．３ｍ
ｍである。

【００４９】複合基板６０は、銅製のキャビティ７２内
に収納されている。超伝導部材６１及び超伝導薄膜６３
は、キャビティ７２の内面に電気的に接続される。高周
波コネクタの中心導体７１が、キャビティ７２に設けら
れた貫通孔を経由してキャビティ７２内に挿入され、引
出パターン７０Ｂに圧着されている。高周波コネクタの
外部導体は、キャビティ７２に接続される。

【００５０】超伝導部材６１の上面、超伝導薄膜６３及
び６４を接地導体とするマイクロストリップライン構造
が得られる。複合基板６０の主表面、すなわち誘電体薄
膜６５の表面から、接地導体までの深さは、第１の領域
７５においては一定である。第２の領域７６において
は、この深さは、第１の領域７５から離れるに従って深
くなっている。

【００５１】引出パターン７０Ｂは、複合基板６０の主
表面から接地導体までの深さが深くなるに従って、その
深さに応じて太くなっている。このため、引出パターン
の特性インピーダンスを空間的にほぼ一定にすることが
可能になる。引出パターン７０Ｂは、第３の領域７７内
において広くされているため、引出パターン７０Ｂと中
心導体７１とを容易に圧着することができる。引出パタ
ーン７０Ｂと中心導体７１との接触面積が大きくなるた
め、両者の接触抵抗を低減することができる。また、接
続部のインピーダンスが整合しているため、高周波信号
の反射損失を低減することができる。

【００５２】次に、第２の実施例による超伝導回路装置
の製造方法について説明する。超伝導部材６１及び誘電
体部材６２は、それぞれ、ＹＢＣＯの単結晶基板及びＭ
ｇＯの単結晶基板の縁を斜めに研磨するか、または斜め
に切り落とすことによって得られる。超伝導薄膜６３及
び６４は、レーザ蒸着またはスパッタリングにより形成
される。

【００５３】超伝導薄膜６３及び６４を形成した誘電体
部材６２と超伝導部材６１との接着は、両者の斜面同士
を接触させて９２０℃程度に過熱することにより行われ
る。

【００５４】誘電体薄膜６５の形成は、レーザ蒸着によ
り行うことができる。例えば、酸素雰囲気中で、温度７
４０℃、圧力２００ｍＴｏｒｒの条件でレーザ蒸着を行
う。超伝導回路パターン７０Ａ及び引出パターン７０Ｂ
は、ＹＢＣＯ薄膜を形成した後、このＹＢＣＯ薄膜をパ
ターニングすることにより形成される。ＹＢＣＯ薄膜の
形成は、レーザ蒸着により行う。その条件は、誘電体薄
膜６５の形成の場合と同様である。

【００５５】上記実施例では、超伝導材料としてＹＢＣ
Ｏを用い、誘電体材料としてＭｇＯを用いたが、他の酸
化物超伝導材料や誘電体材料を用いてもよい。使用可能
な酸化物超伝導材料として、ＹＢＣＯのＹの代わりにＮ
ｄ、Ｅｕ、Ｈｏ等を用いた酸化物超伝導材料が挙げられ
る。ＭｇＯの他に、チタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ）
やＬａ_0.35Ｓｒ_0.65Ａｌ_0.675Ｔａ_0.325Ｏ₃（ＬＡＳ
Ｔ）等が挙げられる。

【００５６】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超伝導回路基板のパッドを高くすることにより、再現性
よく超伝導回路基板を実装基板上に接着することができ
る。マイクロストリップライン構造の配線と接地導体と
の距離を変化させることにより、配線幅を変化させて
も、その特性インピーダンスを一定に保つことができ
る。外部との接続部の配線幅を太くすることにより、配
線と外部の導体との接着を容易に行うことが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例による超伝導回路装置の断面図及
び平面図である。

【図２】第１の実施例による超伝導回路装置に使用され
る超伝導回路基板の製造方法を説明するための基板の断
面図（その１）である。

【図３】第１の実施例による超伝導回路装置に使用され
る超伝導回路基板の製造方法を説明するための基板の断
面図（その２）である。

【図４】ＹＢＣＯからなるパッド同士の接続部の抵抗の
温度依存性を示すグラフである。

【図５】１枚の実装基板上に複数の超伝導回路基板を実
装した超伝導回路装置の平面図である。

【図６】第２の実施例による超伝導回路装置の断面図及
び平面図である。

【符号の説明】

１超伝導回路基板５誘電体基板６超伝導厚膜１０パッド１２、１２ｂ超伝導薄膜１２ａ接地導電膜１３、１３ａ誘電体薄膜１５ａ超伝導回路パターン１５ｂ超伝導薄膜５０実装基板５１誘電体基板５５パッド５６、５８配線５７外部接続用パッド６０中心導体６１超伝導部材６２誘電体部材６３、６４超伝導薄膜６５誘電体薄膜７０Ａ超伝導回路パターン７０Ｂ引出パターン７１中心導体７５第１の領域７６第２の領域７７第３の領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者榎本陽一東京都江東区東雲一丁目14番３号財団法人国際超電導産業技術研究センター超電導工学研究所内 (72)発明者鈴木秀雄東京都江東区東雲一丁目14番３号財団法人国際超電導産業技術研究センター超電導工学研究所内 (72)発明者和泉輝郎東京都江東区東雲一丁目14番３号財団法人国際超電導産業技術研究センター超電導工学研究所内 (72)発明者塩原融東京都江東区東雲一丁目14番３号財団法人国際超電導産業技術研究センター超電導工学研究所内 (72)発明者飯山道朝東京都江東区東雲一丁目14番３号財団法人国際超電導産業技術研究センター超電導工学研究所内Ｆターム(参考） 4M114 AA29 BB05 CC09 5J014 CA02 CA05 CA08 CA14 CA42 CA53

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の主表面上に離散的に配置され、
酸化物超伝導材料により形成された複数の第１のパッド
と、前記第１の誘電体基板の主表面上に配置され、酸化物超
伝導材料により形成された接地導電膜と、前記接地導電膜の表面を覆う誘電体膜と、前記誘電体膜の表面上に配置され、酸化物超伝導材料で
形成され、前記第１のパッドに接続された超伝導回路パ
ターンとを有し、前記接地導電膜、前記誘電体膜、及び前記超伝導回路パ
ターンの厚さの合計が、前記第１のパッドの高さよりも
小さい超伝導回路装置。
【請求項２】前記接地導電膜が、前記複数の第１のパ
ッドのうち少なくとも１つの第１のパッドの表面を覆
い、当該第１のパッドに電気的に接続されている請求項
１に記載の超伝導回路装置。
【請求項３】さらに、前記第１の誘電体基板よりも大
きな第２の誘電体基板と、前記第２の誘電体基板の主表面上に離散的に配置され、
酸化物超伝導材料で形成された複数の第２のパッドであ
って、該第２の誘電体基板の主表面を前記第１の誘電体
基板の主表面に対向させたとき、該第２のパッドが前記
第１のパッドと対応する位置に配置されている第２のパ
ッドと、前記第２の誘電体基板の主表面上に配置され、酸化物超
伝導材料で形成され、前記第２のパッドに接続された複
数の配線とを有し、前記第２のパッドの各々の上面が、対応する前記第１の
パッドの上面に接着され、両者が電気的に導通している
請求項１または２に記載の超伝導回路装置。
【請求項４】第１の誘電体基板の主表面上に、第１の
酸化物超伝導膜を形成する工程と、前記第１の酸化物超伝導膜をパターニングし、離散的に
分布する複数の第１のパッドを残す工程と、前記第１の誘電体基板の主表面の一部の領域上に、酸化
物超伝導材料からなる接地導電膜を形成する工程と、前記接地導電膜の表面上に、誘電体薄膜を形成する工程
と、前記誘電体薄膜の表面上に、酸化物超伝導材料からな
り、前記第１のパッドに接続された超伝導回路パターン
を形成する工程とを有する超伝導回路装置の製造方法。
【請求項５】前記第１のパッドの高さが、前記接地導
電膜と誘電体薄膜と超伝導回路パターンとの合計の厚さ
よりも大きい請求項４に記載の超伝導回路装置の製造方
法。
【請求項６】前記接地導電膜を形成する工程が、前記第１の誘電体基板の主表面及び前記第１のパッドを
被覆するように、第２の酸化物超伝導薄膜を形成する工
程と、前記第１のパッドのうち少なくともひとつの第１のパッ
ドが他の第１のパッドから電気的に分離されるように、
かつ前記第２の酸化物超伝導薄膜が前記第１の誘電体基
板の主表面の一部の領域上に残るように前記第２の酸化
物超伝導薄膜をパターニングする工程とを含む請求項４
または５に記載の超伝導回路装置の製造方法。
【請求項７】さらに、主表面上に、酸化物超伝導材料
で形成された複数の第２のパッドであって、該第２の誘
電体基板の主表面を前記第１の誘電体基板の主表面に対
向させたとき、該第２のパッドが前記第１のパッドと対
応する位置に配置されている第２のパッドと、酸化物超
伝導材料で形成され、前記第２のパッドに接続された複
数の配線とを有する第２の誘電体基板を準備する工程
と、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板とを、両
者の主表面同士を対向させ、前記第２のパッドの各々の
上面が、対応する前記第１のパッドの上面に接触するよ
うに配置する工程と、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板とを加熱
し、前記第１のパッドとそれに対応する第２のパッドと
を接着する工程とを含む請求項４〜６のいずれかに記載
の超伝導回路装置の製造方法。
【請求項８】主表面が誘電体材料で形成され、主表面
よりも下方に誘電体材料と酸化物超伝導材料との界面が
形成された複合基板であって、該基板の主表面内に第１
の領域とそれに隣接する第２の領域が画定され、該第１
の領域においては、主表面から前記界面までの深さがほ
ぼ一定であり、該第２の領域においては、主表面から前
記界面までの深さが、前記第１の領域から離れるに従っ
て深くなっている前記複合基板と、前記複合基板の主表面内の前記第１の領域上に形成され
た超伝導回路パターンと、前記複合基板の主表面内の前記第２の領域上に形成さ
れ、超伝導材料からなる引出パターンであって、該引出
パターンは前記第１の領域と第２の領域との境界線と交
差する方向に延在し、前記超伝導回路パターンに接続さ
れ、前記第１の領域から離れるに従って徐々に太くなっ
ている前記引出パターンとを有する超伝導回路装置。
【請求項９】前記複合基板が、該複合基板の主表面に平行な上面、及び該上面に連続す
る斜面を有し、酸化物超伝導材料で形成された第１の部
材と、前記第１の部材の斜面に密着する斜面、及び前記第１の
部材の上面とともにひとつの仮想平面を画定する上面を
有し、誘電体材料で形成された第２の部材と、前記第１の部材の上面と前記第２の部材の上面とを被覆
する誘電体薄膜とを含む請求項８に記載の超伝導回路装
置。