JP2666337B2 - 高温超伝導体のコンタクト構造 - Google Patents
高温超伝導体のコンタクト構造Info
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- JP2666337B2 JP2666337B2 JP63077254A JP7725488A JP2666337B2 JP 2666337 B2 JP2666337 B2 JP 2666337B2 JP 63077254 A JP63077254 A JP 63077254A JP 7725488 A JP7725488 A JP 7725488A JP 2666337 B2 JP2666337 B2 JP 2666337B2
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- oxygen
- temperature
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温超電導体、その製造方法及びそのコン
タクト構造に関する。
タクト構造に関する。
従来、Y1Ba2Cu3O7による超電導体の臨界温度は90゜K
程度であり、又、Y1Ba2Cu3O7等セラミック系超電導体の
コンタクト構造としては通常銀膜が接触、接続されて成
るのが通例であった。
程度であり、又、Y1Ba2Cu3O7等セラミック系超電導体の
コンタクト構造としては通常銀膜が接触、接続されて成
るのが通例であった。
しかし、上記従来技術によると、臨界温度が上がらな
いと云う課題と、臨界温度が安定しないと云う課題があ
った。
いと云う課題と、臨界温度が安定しないと云う課題があ
った。
本発明は、かかる従来技術の課題を解決し、100゜K以
上で常温以上の臨界温度を安定に持つセラミック系高温
超電導体構造、処理法及びコンタクト構造を提供する事
を目的とする。
上で常温以上の臨界温度を安定に持つセラミック系高温
超電導体構造、処理法及びコンタクト構造を提供する事
を目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、 （１）高温超電導体に関し、Y1Ba2Cu3O7等のセラミック
系超電導体表面にSi3N4膜を被覆する手段を取る事、及
び、 （２）高温超電導体の製造方法に関し、Y1Ba2Cu3O7等の
セラミック系超電導体に、表面に形成されたSi3N4膜を
通して酸素イオン打込み処理を施し、次いでアニール処
理を施す手段をとる事、及び、 （３）高温超電導体のコンタクト構造に関し、Y1Ba2Cu3
O7等のセラミック系超電導体表面に形成されたSi3N4膜
に、コンタクト穴を形成し、少くとも該コンタクト穴口
部に、TiN膜あるいはWN膜、MoN膜、NbN膜等の導電性窒
化膜を形成する手段をとる事、 等である。
系超電導体表面にSi3N4膜を被覆する手段を取る事、及
び、 （２）高温超電導体の製造方法に関し、Y1Ba2Cu3O7等の
セラミック系超電導体に、表面に形成されたSi3N4膜を
通して酸素イオン打込み処理を施し、次いでアニール処
理を施す手段をとる事、及び、 （３）高温超電導体のコンタクト構造に関し、Y1Ba2Cu3
O7等のセラミック系超電導体表面に形成されたSi3N4膜
に、コンタクト穴を形成し、少くとも該コンタクト穴口
部に、TiN膜あるいはWN膜、MoN膜、NbN膜等の導電性窒
化膜を形成する手段をとる事、 等である。
Y1Ba2Cu3O7等のセラミック系超電導体への酸素イオン
打込みの作用は、とりわけY1Ba2Cu3O7では、酸素欠乏ペ
ロブスカイト結晶構造の酸素欠乏位置へのラジカル酸素
の導入作用があり、該ラジカル酸素の電子のスピン方向
が、Cuイオン及び酸素イオン（結合酸素）等のラジカル
イオンの電子のスピン方向とが異なり、これら電子（又
は正孔と見ても良い）のスピンの相互作用が高温超電導
現象を発生させる駆動力となって居り、酸素欠乏位置等
の格子間へのラジカル酸素の導入は正孔密度の増大によ
り臨界温度を常温程度以上に高める作用をする。
打込みの作用は、とりわけY1Ba2Cu3O7では、酸素欠乏ペ
ロブスカイト結晶構造の酸素欠乏位置へのラジカル酸素
の導入作用があり、該ラジカル酸素の電子のスピン方向
が、Cuイオン及び酸素イオン（結合酸素）等のラジカル
イオンの電子のスピン方向とが異なり、これら電子（又
は正孔と見ても良い）のスピンの相互作用が高温超電導
現象を発生させる駆動力となって居り、酸素欠乏位置等
の格子間へのラジカル酸素の導入は正孔密度の増大によ
り臨界温度を常温程度以上に高める作用をする。
又、Si3N4膜の形成は、Y1Ba2Cu3O7等のセラミック系
超電導体に対し圧縮応力を加える作用があり、酸素ラジ
カルと銅イオンとの距離を縮め、これ又臨界温度を高め
る作用があると共に、Si3N4膜は酸素ラジカルの逸脱を
防止する作用もあり、臨界温度の安定化を計る作用があ
る。
超電導体に対し圧縮応力を加える作用があり、酸素ラジ
カルと銅イオンとの距離を縮め、これ又臨界温度を高め
る作用があると共に、Si3N4膜は酸素ラジカルの逸脱を
防止する作用もあり、臨界温度の安定化を計る作用があ
る。
更に、TiN膜等の導電性窒化膜をコンタクト部に用い
ると、接触抵抗が小さくする事が出来ると共に、Si3N4
膜と同様に臨界温度を高め、且つ安定化する作用がる。
ると、接触抵抗が小さくする事が出来ると共に、Si3N4
膜と同様に臨界温度を高め、且つ安定化する作用がる。
以下、実施例により本発明を詳述する。
第１図は本発明の一実施例を示す高温超電導体構造で
ある。すなわち、ガラスや金属から成る基盤１の表面に
はCVD法によりSi3N4膜（１）２が形成され、該Si3N4膜
（１）２上にはY1Ba2Cu3O7膜３がスパッタ法等により形
成され、該Y1Ba2Cu3O7表面にはCVD法等によりSi3N4膜
（２）４が被覆され、該Si3N4膜（２）４の表面から高
エネルギーイオン打込み装置により酸素イオン打込み５
が施され、Y1Ba2Cu3O7膜３中に酸素イオンが打込まれ、
以後のアニールにより該打込み酸素は酸素欠乏位置等の
格子間にラジカル状態で固定されて成る。尚、Y1Ba2Cu3
O7膜３はY1Ba2Cu3O7の単体（格状や線状等）であっても
良く、Si3N4膜は、これら単体の表面を被覆すればよ
く、下地にSiO2膜やAl2O3膜が形成されていても良い。
更に、酸素イオン打込み５は、Y1Ba2Cu3O7単体の表面近
傍に打込まれて、中心部には打込まれなくても良い。
又、Si3N4膜は膜のみならず被覆体であればよく、燒結
体を表面に形成しても良い。
ある。すなわち、ガラスや金属から成る基盤１の表面に
はCVD法によりSi3N4膜（１）２が形成され、該Si3N4膜
（１）２上にはY1Ba2Cu3O7膜３がスパッタ法等により形
成され、該Y1Ba2Cu3O7表面にはCVD法等によりSi3N4膜
（２）４が被覆され、該Si3N4膜（２）４の表面から高
エネルギーイオン打込み装置により酸素イオン打込み５
が施され、Y1Ba2Cu3O7膜３中に酸素イオンが打込まれ、
以後のアニールにより該打込み酸素は酸素欠乏位置等の
格子間にラジカル状態で固定されて成る。尚、Y1Ba2Cu3
O7膜３はY1Ba2Cu3O7の単体（格状や線状等）であっても
良く、Si3N4膜は、これら単体の表面を被覆すればよ
く、下地にSiO2膜やAl2O3膜が形成されていても良い。
更に、酸素イオン打込み５は、Y1Ba2Cu3O7単体の表面近
傍に打込まれて、中心部には打込まれなくても良い。
又、Si3N4膜は膜のみならず被覆体であればよく、燒結
体を表面に形成しても良い。
第２図は本発明の他の実施例を示す高温超電導体のコ
ンタクト構造であり、基板11の表面にはSi3N4膜（１）1
2が形成され、該Si3N4膜（１）12の表面にはY1Ba2Cu3O7
膜13が形成され、該Y1Ba2Cu3O7膜上には、Si3N4膜
（２）14が被覆されると共に、該Si3N4膜（２）14には
コンタクト穴が開けられ、該コンタクト穴部にはTiN膜1
5がスパッタ法等により形成され、該TiN膜15上にはAl膜
16が形成されて成る。本例の場合、TiN膜はコンタクト
穴を完全に埋める構造である必要があり、予じめTiN膜1
5をY1Ba2Cu3O7膜上に形成し、その上にSi3N4膜（２）14
を形成し、前記TiN膜15上のSi3N4膜のコンタクト穴開け
を施す等の構造、方法をとっても良く、又、Al膜16はAg
膜等の他の導電材料であっても良い。更に、TiN膜15はW
N、MoN、NbN等他の導電性窒化膜であっても良い。コン
タクト電極を形成後に酸素イオン打込みをY1Ba2Cu3O7膜
に施して、アニールしても良い事は云うまでもない。更
に、Y1Ba2Cu3O7膜13は他のセラミック系超電導体であっ
ても良く、膜構造のみならず単体（棒状、線状、及び格
状等）構造であっても良い事は云うまでもない。
ンタクト構造であり、基板11の表面にはSi3N4膜（１）1
2が形成され、該Si3N4膜（１）12の表面にはY1Ba2Cu3O7
膜13が形成され、該Y1Ba2Cu3O7膜上には、Si3N4膜
（２）14が被覆されると共に、該Si3N4膜（２）14には
コンタクト穴が開けられ、該コンタクト穴部にはTiN膜1
5がスパッタ法等により形成され、該TiN膜15上にはAl膜
16が形成されて成る。本例の場合、TiN膜はコンタクト
穴を完全に埋める構造である必要があり、予じめTiN膜1
5をY1Ba2Cu3O7膜上に形成し、その上にSi3N4膜（２）14
を形成し、前記TiN膜15上のSi3N4膜のコンタクト穴開け
を施す等の構造、方法をとっても良く、又、Al膜16はAg
膜等の他の導電材料であっても良い。更に、TiN膜15はW
N、MoN、NbN等他の導電性窒化膜であっても良い。コン
タクト電極を形成後に酸素イオン打込みをY1Ba2Cu3O7膜
に施して、アニールしても良い事は云うまでもない。更
に、Y1Ba2Cu3O7膜13は他のセラミック系超電導体であっ
ても良く、膜構造のみならず単体（棒状、線状、及び格
状等）構造であっても良い事は云うまでもない。
本発明により100゜K以上で常温以上の臨界温度を持つ
セラミック系高温超電導体が臨界温度の変動もなく安定
に供給できる効果がある。
セラミック系高温超電導体が臨界温度の変動もなく安定
に供給できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す高温超電導体構造を示
す図、第２図は本発明の他の実施例を示す高温超電導体
のコンタクト構造を示す図。 １、11……基板 ２、12、４、14……Si3N4膜 ３、13……Y1Ba2Cu3O7膜 ５……酸素イオン打込み 15……TiN膜 16……Al膜
す図、第２図は本発明の他の実施例を示す高温超電導体
のコンタクト構造を示す図。 １、11……基板 ２、12、４、14……Si3N4膜 ３、13……Y1Ba2Cu3O7膜 ５……酸素イオン打込み 15……TiN膜 16……Al膜
Claims (2)
- 【請求項１】Y1Ba2Cu3O7等のセラミックス系超伝導体表
面に形成されたSi3N4膜にはコンタクト穴が形成され、
少なくとも前記コンタクト穴部には導電性窒化膜が形成
されて成ることを特徴とする高温超伝導体のコンタクト
構造。 - 【請求項２】前記導電性窒化膜が、TiN膜、WN膜、MoN
膜、NbN膜である請求項１記載の高温超伝導体のコンタ
クト構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63077254A JP2666337B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 高温超伝導体のコンタクト構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63077254A JP2666337B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 高温超伝導体のコンタクト構造 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7074254A Division JP2956521B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 高温超電導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01248679A JPH01248679A (ja) | 1989-10-04 |
| JP2666337B2 true JP2666337B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=13628721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63077254A Expired - Lifetime JP2666337B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 高温超伝導体のコンタクト構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2666337B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63261770A (ja) * | 1987-04-18 | 1988-10-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 酸化物超電導材料の作製方法 |
| DE3889989T2 (de) * | 1987-07-17 | 1994-12-01 | Sumitomo Electric Industries | Supraleitende Dünnschicht und Verfahren zu deren Herstellung. |
| JPH01132008A (ja) * | 1987-11-18 | 1989-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超電導体およびその製造方法 |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP63077254A patent/JP2666337B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01248679A (ja) | 1989-10-04 |
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