JP2571781B2 - Method of forming superconducting circuit - Google Patents
Method of forming superconducting circuitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、超電導性を示す回路パターンの形成方法
に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for forming a circuit pattern having superconductivity.
従来、超電導性を示すセラミックは各構成元素の酸化
物あるいは塩の粉末を混合し、プレス成形、焼結、粉砕
を繰り返した後、再びプレス成形し、最後に1000℃前後
で焼結することにより形成されるディスク状か、あるい
は、さらにこのディスクを粉砕し、銅パイプに封入、ス
ウェージングすることにより形成される線状物質であっ
た。Conventionally, ceramics that exhibit superconductivity are prepared by mixing powders of oxides or salts of each constituent element, pressing, sintering, and pulverizing repeatedly, then pressing again, and finally sintering at around 1000 ° C. It was a disk-like substance formed or a linear substance formed by further pulverizing this disk, enclosing it in a copper pipe, and swaging.
このため、従来のスウェージングにより形成される線
状超電導体により回路の形成することは、その難加工性
から細径のものを作ることが困難であった。For this reason, it has been difficult to form a circuit having a small diameter due to its difficulty in forming a circuit using a conventional linear superconductor formed by swaging.
そこで、この発明は、超電導回路の形成にイオン注入
法を採用することによって、上記の問題点を解決しよう
とするものである。Therefore, the present invention is to solve the above-mentioned problems by employing an ion implantation method for forming a superconducting circuit.
この発明は、超電導体を形成する複数の元素の１つを
欠く薄膜状の酸化物セラミックに、前記欠いた１つの元
素のイオンビームを、ビームの径をしぼって回路パター
ンに従って照射した後、前記酸化セラミックを加熱焼結
する様にした物である。The present invention provides a thin film-shaped oxide ceramic lacking one of a plurality of elements forming a superconductor is irradiated with an ion beam of the missing one element according to a circuit pattern by narrowing the beam diameter. It is made by heating and sintering oxidized ceramic.
上記方法によれば、酸化物セラミックの薄膜上におい
て、酸化物セラミックとイオンビームのイオンとが化合
し、イオンビームの照射部分に線状に超電導を示す結晶
構造をもった超電導相が形成される。According to the above method, on the oxide ceramic thin film, the oxide ceramic and the ions of the ion beam are combined to form a superconducting phase having a crystal structure showing linear superconductivity in the irradiated portion of the ion beam. .
この発明における超電導回路の形成は、以下のように
して行なわれる。The formation of the superconducting circuit in the present invention is performed as follows.
まず、セラミック基板の上に、II a族元素、III a族
元素、I b族元素のうちの２種と酸素からなる薄膜状の
酸化物セラミック１を作製する。First, on a ceramic substrate, a thin-film oxide ceramic 1 composed of oxygen and two of a group IIa element, a group IIIa element, and a group Ib element is prepared.
酸化物セラミック１を形成する方法としては、従来よ
り行なわれている原料粉末をプレス成型し、焼結させる
方法が一般的であるが、この発明で使用する酸化物セラ
ミックは薄膜であるため、気相から直接形成させる方法
が望ましい。すなわち、構成元素あるいは構成元素の酸
化物や塩を酸素雰囲気下で加熱気化あるいは、加熱気化
後、イオン化するなどして膜形成させたり、酸化物セラ
ミックディスクをターゲットとしたスパッタリングによ
り膜形成させたりすることにより、酸化物セラミック薄
膜を形成させる。As a method of forming the oxide ceramic 1, a conventional method of press-molding and sintering a raw material powder is generally used. However, since the oxide ceramic used in the present invention is a thin film, it is generally used. The method of forming directly from a phase is desirable. That is, a film is formed by heating and vaporizing a constituent element or an oxide or a salt of the constituent element in an oxygen atmosphere, or by heating and vaporizing and then ionizing the film, or forming a film by sputtering using an oxide ceramic disk as a target. Thus, an oxide ceramic thin film is formed.
例えば、超電導体の構成元素であるIII a族元素とし
て、ランタンを採用し、I b族元素として銅を採用した
場合、セラミック基板２を真空チャンバ内に設置し、こ
の基板２を数100〜1000℃程度に加熱し、次いで、ラン
タン、銅の入ったルツボをそれぞれ1100〜1300℃、1800
〜2000℃に加熱する。こうして、それぞれの元素の蒸気
圧がある程度得られた後、基板２近傍に設けられなノズ
ルより酸素を導入し、最後にそれぞれの元素の蒸発源の
上部に設けられたシャッターを開けることにより、基板
２表面に蒸着を行なう。ただし、以上の例は、あくまで
一例にすぎず、酸化物セラミックの薄膜形成法はこれに
限定されるものではない。For example, when lanthanum is used as a group IIIa element that is a constituent element of a superconductor and copper is used as a group Ib element, a ceramic substrate 2 is placed in a vacuum chamber, and the ℃, and then crucible containing lanthanum and copper at 1100-1300 ℃, 1800
Heat to ~ 2000 ° C. After a certain degree of vapor pressure of each element is obtained in this way, oxygen is introduced from a nozzle not provided near the substrate 2, and finally, a shutter provided above the evaporation source of each element is opened to open the substrate. 2. Vapor deposition is performed on the surface. However, the above example is merely an example, and the method of forming the oxide ceramic thin film is not limited to this example.
次に、この薄膜状の酸化物セラミック１を、第１図に
示すように、イオン源３を備えた別の真空チャンバ４内
に設置する。そして、II a族元素、III a族元素、I b族
元素のうち先に作製した酸化物セラミック１に含まれて
いない残りの一種の元素のイオンビーム５を酸化物セラ
ミック１に照射し、このイオンビーム５を第２図に示す
ように走査して回路パターンを描く。その一例を挙げる
と、先に作製したランタン、銅、酸素から成る酸化物セ
ラミック１を真空チャンバ４内のターゲット位置に設置
する。次いで、ストロンチウムの入ったルツボをイオン
源部に設置し、800〜900℃に加熱して気化させる。ここ
で、電子シャワーを照射し、アーク電圧を印加すること
により、プラズマを発生させる。このプラズマからスト
ロンチウムイオンを引出し10〜1000KVの電圧で加速し、
さらに集束することにより、ビーム径を絞り、酸化物セ
ラミック１にストロンチウムイオンを注入する。回路描
画はビームを偏向させることによりなされる。ただし、
以上の例はあくまでも一例にすぎずこれを限定されるも
のではない。Next, this thin-film oxide ceramic 1 is placed in another vacuum chamber 4 having an ion source 3 as shown in FIG. Then, the oxide ceramic 1 is irradiated with the ion beam 5 of the remaining one of the group IIa element, the group IIIa element and the group Ib element which is not contained in the oxide ceramic 1 prepared earlier. The circuit pattern is drawn by scanning the ion beam 5 as shown in FIG. To give an example, the oxide ceramic 1 made of lanthanum, copper, and oxygen, which has been manufactured, is placed at a target position in the vacuum chamber 4. Next, a crucible containing strontium is placed in the ion source and heated to 800 to 900 ° C. to vaporize. Here, plasma is generated by irradiating an electron shower and applying an arc voltage. Strontium ions are extracted from this plasma and accelerated at a voltage of 10 to 1000 KV,
By further focusing, the beam diameter is reduced, and strontium ions are implanted into the oxide ceramic 1. Circuit drawing is performed by deflecting the beam. However,
The above example is merely an example, and the present invention is not limited thereto.
このようにして得られた薄膜状の酸化物セラミック１
は、イオン注入を行なった部分がIII a族元素、II a族
元素、I b族元素から成る酸化物セラミックとなってい
る。この後、数100〜1100℃程度に加熱して焼結させる
ことにより、イオン注入した部分が超電導を示す組成、
結晶構造をもつ超電導相となる。The thin-film oxide ceramic 1 thus obtained
Is an oxide ceramic whose ion-implanted portion is made of a group IIIa element, a group IIa element, and a group Ib element. Thereafter, by heating to about several hundreds to 1100 ° C. and sintering, the ion-implanted portion exhibits superconductivity,
It becomes a superconducting phase having a crystal structure.
なお、第１図の符号６は基板加熱ヒーターを示してい
る。Reference numeral 6 in FIG. 1 indicates a substrate heater.
この発明は、以上の如きものであるから、微細な超電
導回路を形成させることが可能であり、薄型モータやデ
バイス等の配線として利用できるという効果がある。Since the present invention is as described above, it is possible to form a fine superconducting circuit, and there is an effect that it can be used as a wiring for a thin motor or a device.
また、イオンビームの注入エネルギーを変えることに
より、超電導相の深さを調節することが可能であり、さ
らに注入量を変えることにより、臨界温度などを調節す
ることも可能であるという効果もある。Further, by changing the implantation energy of the ion beam, it is possible to adjust the depth of the superconducting phase, and it is also possible to adjust the critical temperature and the like by changing the implantation amount.
また、本願発明は、従前のエッチングによる回路パタ
ーンの形成に比べて、回路パターンの間を絶縁するため
の絶縁層を新たに形成する必要がなく製造工程が簡素化
されるとともに、表面に凹凸ができないので、上方に配
線層などを新たに形成する場合に都合がよい。Further, the present invention simplifies the manufacturing process and eliminates the need for forming a new insulating layer for insulating between circuit patterns as compared with the case of forming a circuit pattern by conventional etching, and has unevenness on the surface. Since it is impossible, it is convenient when a new wiring layer or the like is formed above.
第１図はこの発明において採用される装置の概念図、第
２図は超電導回路作製の概念図である。 １……酸化物セラミック、２……基板、３……イオン
源、５……イオンビーム。FIG. 1 is a conceptual diagram of an apparatus used in the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram of manufacturing a superconducting circuit. 1 ... oxide ceramic, 2 ... substrate, 3 ... ion source, 5 ... ion beam.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝口 晃 大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友 電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−139687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−218464（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−2874（ＪＰ，Ｂ１) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Akira Mizoguchi, 1-3-1 Shimaya, Konohana-ku, Osaka-shi Sumitomo Electric Industries, Ltd. Osaka Works (56) References JP-A-59-139687 (JP, A) 60-118464 (JP, A) JP 49-2874 (JP, B1)
Claims (4)
く薄膜状の酸化物セラミックに、前記欠いた１つの元素
のイオンビームを、ビームの径をしぼって回路パターン
に従って照射した後、前記酸化セラミックを加熱焼結す
ることを特徴とする超電導回路の形成方法。1. A thin film oxide ceramic lacking one of a plurality of elements forming a superconductor is irradiated with an ion beam of the missing element according to a circuit pattern by narrowing the beam diameter. A method for forming a superconducting circuit, wherein the oxide ceramic is heated and sintered.
III a族元素であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の超電導回路の形成方法。2. The method according to claim 1, wherein the ion beam is a Group IIa element or
3. The method for forming a superconducting circuit according to claim 1, wherein the method is a Group IIIa element.
ウム、カルシウムのいずれかであり、III a族元素はイ
ットリウム、スカンジウム、ランタンのいずれかである
ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項または特許請
求の範囲第２項に記載の超電導回路の形成方法。3. The element according to claim 1, wherein said Group IIa element is any of barium, strontium and calcium, and said Group IIIa element is any of yttrium, scandium and lanthanum. 3. The method for forming a superconducting circuit according to claim 2 or claim 2.
くとも銅と酸素または銀と酸素を含むことを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項に記載の超電導回路の形成方
法。4. The method for forming a superconducting circuit according to claim 1, wherein at least copper and oxygen or silver and oxygen are contained as constituent elements of the oxide ceramic.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62075457A JP2571781B2 (en) | 1987-03-28 | 1987-03-28 | Method of forming superconducting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62075457A JP2571781B2 (en) | 1987-03-28 | 1987-03-28 | Method of forming superconducting circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63241168A JPS63241168A (en) | 1988-10-06 |
| JP2571781B2 true JP2571781B2 (en) | 1997-01-16 |
Family
ID=13576838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62075457A Expired - Lifetime JP2571781B2 (en) | 1987-03-28 | 1987-03-28 | Method of forming superconducting circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2571781B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS492874A (en) * | 1972-04-22 | 1974-01-11 | ||
| JPS59139687A (en) * | 1983-01-31 | 1984-08-10 | Fujitsu Ltd | Superconductive circuit substrate |
| JPS60218464A (en) * | 1984-04-13 | 1985-11-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacturing apparatus of thin film |
-
1987
- 1987-03-28 JP JP62075457A patent/JP2571781B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63241168A (en) | 1988-10-06 |
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