JP2773455B2 - 積層膜の作製方法 - Google Patents
積層膜の作製方法Info
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- JP2773455B2 JP2773455B2 JP3089620A JP8962091A JP2773455B2 JP 2773455 B2 JP2773455 B2 JP 2773455B2 JP 3089620 A JP3089620 A JP 3089620A JP 8962091 A JP8962091 A JP 8962091A JP 2773455 B2 JP2773455 B2 JP 2773455B2
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層膜の作製方法に関
する。より詳細には、酸化物超電導体で構成された酸化
物超電導薄膜上と、該酸化物超電導薄膜上に積層され
た、絶縁体膜、常電導体膜または前記酸化物超電導薄膜
と結晶の状態が異なる酸化物超電導薄膜等の上層の薄膜
を具備する積層膜の作製方法に関する。
する。より詳細には、酸化物超電導体で構成された酸化
物超電導薄膜上と、該酸化物超電導薄膜上に積層され
た、絶縁体膜、常電導体膜または前記酸化物超電導薄膜
と結晶の状態が異なる酸化物超電導薄膜等の上層の薄膜
を具備する積層膜の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導体は、従来の金属系超電導
体に比較して臨界温度が高く、実用性がより高いと考え
られている。例えば、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系酸化物超電導体
の臨界温度は80Ｋ以上であり、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系酸
化物超電導体およびTl−Ba−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導
体の臨界温度は 100Ｋ以上と発表されている。
体に比較して臨界温度が高く、実用性がより高いと考え
られている。例えば、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系酸化物超電導体
の臨界温度は80Ｋ以上であり、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系酸
化物超電導体およびTl−Ba−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導
体の臨界温度は 100Ｋ以上と発表されている。
【０００３】酸化物超電導体を各種電子デバイス等に応
用する場合、酸化物超電導体を薄膜化し、積層すること
が必要となる。例えば、トンネル型ジョセフソン接合と
称される超電導接合を酸化物超電導体を使用して実現す
る場合、第１の酸化物超電導薄膜、非超電導体の薄膜お
よび第２の酸化物超電導薄膜を順次積層しなければなら
ない。
用する場合、酸化物超電導体を薄膜化し、積層すること
が必要となる。例えば、トンネル型ジョセフソン接合と
称される超電導接合を酸化物超電導体を使用して実現す
る場合、第１の酸化物超電導薄膜、非超電導体の薄膜お
よび第２の酸化物超電導薄膜を順次積層しなければなら
ない。
【０００４】上記のジョセフソン接合を利用したジョセ
フソン素子は２端子の素子であり、論理回路を構成しよ
うとすると回路が複雑となる。そのため、各種の３端子
の超電導素子が考えられている。３端子の超電導素子の
うちで、超電導体と半導体とを組み合わせた超電導トラ
ンジスタの構成に関しては、各種のものが発表されてい
る。この超電導トランジスタに酸化物超電導体を使用す
る場合には、酸化物超電導薄膜上に半導体薄膜を積層す
る必要性が生じることがある。さらに、超電導体と常電
導体を組み合わせた超電導素子も考えられているが、こ
の超電導素子に酸化物超電導体を使用する場合には、酸
化物超電導薄膜上に金属等の常電導体の薄膜を積層する
ことがある。
フソン素子は２端子の素子であり、論理回路を構成しよ
うとすると回路が複雑となる。そのため、各種の３端子
の超電導素子が考えられている。３端子の超電導素子の
うちで、超電導体と半導体とを組み合わせた超電導トラ
ンジスタの構成に関しては、各種のものが発表されてい
る。この超電導トランジスタに酸化物超電導体を使用す
る場合には、酸化物超電導薄膜上に半導体薄膜を積層す
る必要性が生じることがある。さらに、超電導体と常電
導体を組み合わせた超電導素子も考えられているが、こ
の超電導素子に酸化物超電導体を使用する場合には、酸
化物超電導薄膜上に金属等の常電導体の薄膜を積層する
ことがある。
【０００５】上記の各種超電導素子は、いずれも近接さ
せて配置された超電導体間の非超電導体に流れる超電導
電流により動作する。この超電導体間の距離は、該超電
導体のコヒーレンス長によって決まる。酸化物超電導体
は、コヒーレンス長が非常に短いため、酸化物超電導体
を使用した上記の超電導素子では、超電導体間の距離を
数nm程度にしなければならない。一方、素子としての特
性を考慮すると、上記の超電導素子の各薄膜は結晶性が
よくなければならない。即ち、全ての薄膜が単結晶また
は単結晶に近い配向性を有する多結晶であることが好ま
しく、結晶方向が全く揃っていない多結晶またはアモル
ファスの薄膜がある場合には、一般に超電導素子の性能
は安定しない。
せて配置された超電導体間の非超電導体に流れる超電導
電流により動作する。この超電導体間の距離は、該超電
導体のコヒーレンス長によって決まる。酸化物超電導体
は、コヒーレンス長が非常に短いため、酸化物超電導体
を使用した上記の超電導素子では、超電導体間の距離を
数nm程度にしなければならない。一方、素子としての特
性を考慮すると、上記の超電導素子の各薄膜は結晶性が
よくなければならない。即ち、全ての薄膜が単結晶また
は単結晶に近い配向性を有する多結晶であることが好ま
しく、結晶方向が全く揃っていない多結晶またはアモル
ファスの薄膜がある場合には、一般に超電導素子の性能
は安定しない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に複数の薄膜を積
層する場合、下層の薄膜の表面を清浄にしてから上層の
薄膜を成長させる。下層の薄膜の表面を清浄にしない
と、下層の薄膜の表面に堆積した汚染物質、下層の薄膜
の表面に形成された酸化物等により界面が一様になら
ず、上層の薄膜と下層の薄膜との界面の一部が不連続と
なってしまう。従って、素子、集積回路の性能が所定の
値にならなかったり、動作しなかったりすることがあ
る。
層する場合、下層の薄膜の表面を清浄にしてから上層の
薄膜を成長させる。下層の薄膜の表面を清浄にしない
と、下層の薄膜の表面に堆積した汚染物質、下層の薄膜
の表面に形成された酸化物等により界面が一様になら
ず、上層の薄膜と下層の薄膜との界面の一部が不連続と
なってしまう。従って、素子、集積回路の性能が所定の
値にならなかったり、動作しなかったりすることがあ
る。
【０００７】特に酸化物超電導体は、コヒーレンス長が
非常に短いので超電導性が失われ易く、酸化物超電導薄
膜を下層の薄膜としてその上にさらに薄膜を積層する場
合には、酸化物超電導薄膜の表面状態に特に注意を払わ
なければならない。即ち、下層の薄膜として使用する酸
化物超電導薄膜の表面は、清浄であり、結晶性、超電導
性に優れていることが要求される。
非常に短いので超電導性が失われ易く、酸化物超電導薄
膜を下層の薄膜としてその上にさらに薄膜を積層する場
合には、酸化物超電導薄膜の表面状態に特に注意を払わ
なければならない。即ち、下層の薄膜として使用する酸
化物超電導薄膜の表面は、清浄であり、結晶性、超電導
性に優れていることが要求される。
【０００８】従来の半導体を使用した素子、集積回路等
では、下層の薄膜の表面を清浄にするために、純水洗
浄、化学洗浄、ドライエッチング、ウェットエッチング
等の方法が使用されていたが、酸化物超電導体は反応性
が高いので上記の各方法は適用できない。酸化物超電導
薄膜の表面を上記の方法で処理すると、酸化物超電導薄
膜の表面で反応が起こり、かえって薄膜表面の清浄性、
結晶性、超電導性が失われてしまう。
では、下層の薄膜の表面を清浄にするために、純水洗
浄、化学洗浄、ドライエッチング、ウェットエッチング
等の方法が使用されていたが、酸化物超電導体は反応性
が高いので上記の各方法は適用できない。酸化物超電導
薄膜の表面を上記の方法で処理すると、酸化物超電導薄
膜の表面で反応が起こり、かえって薄膜表面の清浄性、
結晶性、超電導性が失われてしまう。
【０００９】また、上層の薄膜の材料、上層の薄膜を形
成する条件によっては、下層の酸化物超電導薄膜中に上
層の薄膜に含まれる元素が拡散し、界面が精密に形成さ
れないだけでなく、酸化物超電導薄膜が劣化してしま
う。
成する条件によっては、下層の酸化物超電導薄膜中に上
層の薄膜に含まれる元素が拡散し、界面が精密に形成さ
れないだけでなく、酸化物超電導薄膜が劣化してしま
う。
【００１０】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解決した、酸化物超電導薄膜と、該酸化物超電
導薄膜上に積層された上層の薄膜とを具備する積層膜を
作製する方法を提供することにある。
問題点を解決した、酸化物超電導薄膜と、該酸化物超電
導薄膜上に積層された上層の薄膜とを具備する積層膜を
作製する方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、酸化物
超電導体で構成された酸化物超電導薄膜と、該酸化物超
電導薄膜上に積層された第２の薄膜とを具備する積層膜
を作製する方法において、前記酸化物超電導薄膜を成膜
した後、該酸化物超電導薄膜の温度を、該酸化物超電導
薄膜を構成する酸化物超電導体に特有の酸素を取り込み
やすい状態となる温度以上で、該酸化物超電導薄膜の成
膜温度より低い温度にして、該酸化物超電導薄膜上に前
記第２の薄膜を連続して成膜することを特徴とする積層
膜の作製方法が提供される。
超電導体で構成された酸化物超電導薄膜と、該酸化物超
電導薄膜上に積層された第２の薄膜とを具備する積層膜
を作製する方法において、前記酸化物超電導薄膜を成膜
した後、該酸化物超電導薄膜の温度を、該酸化物超電導
薄膜を構成する酸化物超電導体に特有の酸素を取り込み
やすい状態となる温度以上で、該酸化物超電導薄膜の成
膜温度より低い温度にして、該酸化物超電導薄膜上に前
記第２の薄膜を連続して成膜することを特徴とする積層
膜の作製方法が提供される。
【００１２】本発明の方法では、上記の酸化物超電導薄
膜の成膜を、例えば純度５Ｎ(99.999 ％）以上の高純度
酸素雰囲気下で行うことが好ましく、上記第２の薄膜が
酸化物等酸素雰囲気中で成膜可能な薄膜の場合は、第２
の薄膜の成膜も高純度酸素雰囲気下で行うことが好まし
い。また、酸化物超電導薄膜上に複数の薄膜が積層され
た積層膜を作製する場合には、第２の薄膜から最上層の
薄膜までを連続して成膜することが好ましい。さらに上
層の薄膜が全て酸素雰囲気中で成膜可能な材料で構成さ
れている薄膜の場合には、酸化物超電導薄膜の成膜から
最上層の薄膜の成膜までの一連の工程を全て高純度酸素
雰囲気下で処理することが好ましい。
膜の成膜を、例えば純度５Ｎ(99.999 ％）以上の高純度
酸素雰囲気下で行うことが好ましく、上記第２の薄膜が
酸化物等酸素雰囲気中で成膜可能な薄膜の場合は、第２
の薄膜の成膜も高純度酸素雰囲気下で行うことが好まし
い。また、酸化物超電導薄膜上に複数の薄膜が積層され
た積層膜を作製する場合には、第２の薄膜から最上層の
薄膜までを連続して成膜することが好ましい。さらに上
層の薄膜が全て酸素雰囲気中で成膜可能な材料で構成さ
れている薄膜の場合には、酸化物超電導薄膜の成膜から
最上層の薄膜の成膜までの一連の工程を全て高純度酸素
雰囲気下で処理することが好ましい。
【００１３】
【作用】本発明の方法は、酸化物超電導薄膜と、この酸
化物超電導薄膜上に積層された第２の薄膜とを具備する
積層膜を作製する場合に、下層の酸化物超電導薄膜を成
膜後、この酸化物超電導薄膜の温度を、この酸化物超電
導薄膜を構成する酸化物超電導体が酸素を取り込む温度
以上で、この酸化物超電導薄膜を成膜した温度より低い
温度にして、第２の薄膜を連続して成膜するところにそ
の主要な特徴がある。本発明の方法は、例えば、酸化物
超電導薄膜上に、絶縁体薄膜、常電導体薄膜または下層
の酸化物超電導薄膜と結晶の状態が異なる酸化物超電導
薄膜を積層して超電導素子を作製する場合に適用でき
る。
化物超電導薄膜上に積層された第２の薄膜とを具備する
積層膜を作製する場合に、下層の酸化物超電導薄膜を成
膜後、この酸化物超電導薄膜の温度を、この酸化物超電
導薄膜を構成する酸化物超電導体が酸素を取り込む温度
以上で、この酸化物超電導薄膜を成膜した温度より低い
温度にして、第２の薄膜を連続して成膜するところにそ
の主要な特徴がある。本発明の方法は、例えば、酸化物
超電導薄膜上に、絶縁体薄膜、常電導体薄膜または下層
の酸化物超電導薄膜と結晶の状態が異なる酸化物超電導
薄膜を積層して超電導素子を作製する場合に適用でき
る。
【００１４】本発明の方法では、下層の酸化物超電導薄
膜を成膜した後、同一の装置内で連続して上層の薄膜を
成膜するので、下層の酸化物超電導薄膜が空気に触れた
りすることがない。従って、下層の酸化物超電導薄膜の
表面が汚染されたり、空気中の水分等と反応して劣化す
ることがない。また、本発明の方法では、酸化物超電導
薄膜を成膜後、この酸化物超電導薄膜を構成する酸化物
超電導体が酸素を取り込む温度以上で、この酸化物超電
導薄膜の成膜温度より低い温度にして、この酸化物超電
導薄膜の直上に第２の薄膜を成膜する。この温度で第２
の薄膜の成膜を行うと、酸化物超電導薄膜に十分な酸素
が取り込まれ、且つ第２の薄膜に含まれる元素が下層の
酸化物超電導薄膜内に拡散するのを抑制することができ
る。例えば、酸化物超電導薄膜が、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系酸
化物超電導体で構成されている場合、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系
酸化物超電導薄膜を400 〜600 ℃にして第２の薄膜を成
膜する。また、本発明の方法で、酸化物超電導薄膜上に
複数の薄膜が積層されている積層膜を作製する場合に
は、上記の温度範囲で第２の薄膜を成膜し、それより上
層の薄膜の成膜温度は、最下層の酸化物超電導薄膜の温
度がその酸化物超電導薄膜を成膜したときの温度を超え
ないような温度にする。また、酸化物超電導薄膜から最
上層の薄膜まで、同一の装置内で外気に触れさせること
なく連続して成膜を行う。酸化物超電導薄膜の温度を上
記のように制御するためには、実際には、酸化物超電導
薄膜が形成されている基板温度を制御する。
膜を成膜した後、同一の装置内で連続して上層の薄膜を
成膜するので、下層の酸化物超電導薄膜が空気に触れた
りすることがない。従って、下層の酸化物超電導薄膜の
表面が汚染されたり、空気中の水分等と反応して劣化す
ることがない。また、本発明の方法では、酸化物超電導
薄膜を成膜後、この酸化物超電導薄膜を構成する酸化物
超電導体が酸素を取り込む温度以上で、この酸化物超電
導薄膜の成膜温度より低い温度にして、この酸化物超電
導薄膜の直上に第２の薄膜を成膜する。この温度で第２
の薄膜の成膜を行うと、酸化物超電導薄膜に十分な酸素
が取り込まれ、且つ第２の薄膜に含まれる元素が下層の
酸化物超電導薄膜内に拡散するのを抑制することができ
る。例えば、酸化物超電導薄膜が、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系酸
化物超電導体で構成されている場合、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系
酸化物超電導薄膜を400 〜600 ℃にして第２の薄膜を成
膜する。また、本発明の方法で、酸化物超電導薄膜上に
複数の薄膜が積層されている積層膜を作製する場合に
は、上記の温度範囲で第２の薄膜を成膜し、それより上
層の薄膜の成膜温度は、最下層の酸化物超電導薄膜の温
度がその酸化物超電導薄膜を成膜したときの温度を超え
ないような温度にする。また、酸化物超電導薄膜から最
上層の薄膜まで、同一の装置内で外気に触れさせること
なく連続して成膜を行う。酸化物超電導薄膜の温度を上
記のように制御するためには、実際には、酸化物超電導
薄膜が形成されている基板温度を制御する。
【００１５】本発明の方法では、高純度酸素雰囲気下で
酸化物超電導薄膜の成膜を行ったり、第２の薄膜の成膜
を行ったり、酸化物超電導薄膜の成膜から最上層の薄膜
の成膜までの一連の工程を処理することも好ましいが、
この場合に使用する高純度酸素は、具体的には５Ｎ（9
9.999％）以上の純度で、特にＨ2ＯおよびＣＯ2が不純
物として含まれないものが好ましい。これは、Ｈ2Ｏお
よびＣＯ2が酸化物超電導体と反応し易く、特性を劣化
させるからである。
酸化物超電導薄膜の成膜を行ったり、第２の薄膜の成膜
を行ったり、酸化物超電導薄膜の成膜から最上層の薄膜
の成膜までの一連の工程を処理することも好ましいが、
この場合に使用する高純度酸素は、具体的には５Ｎ（9
9.999％）以上の純度で、特にＨ2ＯおよびＣＯ2が不純
物として含まれないものが好ましい。これは、Ｈ2Ｏお
よびＣＯ2が酸化物超電導体と反応し易く、特性を劣化
させるからである。
【００１６】本発明は、任意の酸化物超電導体に適用す
ることが可能であるが、特にＹ−Ba−Cu−Ｏ系酸化物超
電導体、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導体、Tl−Ba
−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導体に適用することが好まし
い。これらの酸化物超電導体は、臨界温度を始めとする
各種の超電導特性が現在のところ最も優れているからで
ある。
ることが可能であるが、特にＹ−Ba−Cu−Ｏ系酸化物超
電導体、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導体、Tl−Ba
−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導体に適用することが好まし
い。これらの酸化物超電導体は、臨界温度を始めとする
各種の超電導特性が現在のところ最も優れているからで
ある。
【００１７】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく
説明するが、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲をなんら制限するものではな
い。
説明するが、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲をなんら制限するものではな
い。
【００１８】
【実施例】〔実施例１〕本発明の方法により、Ｙ1Ba2Cu
3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上にMgＯ薄膜および第２のＹ1B
a2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜が順に積層された積層膜を
作製した。図１を参照して本発明の方法で積層膜を作製
する手順を説明する。
3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上にMgＯ薄膜および第２のＹ1B
a2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜が順に積層された積層膜を
作製した。図１を参照して本発明の方法で積層膜を作製
する手順を説明する。
【００１９】まず、図１(a)に示すようなMgＯ（１０
０）基板５を超高真空チャンバ内に入れ、１×10-9Torr
まで排気する。次いで、チャンバ内に純度99.999％以上
の高純度酸素およびArを導入し、MgＯ（１００）基板５
の表面に図１(b)に示すよう厚さ 300nmのｃ軸配向のＹ1
Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜１をオフアクシススパッ
タリング法、レーザアブレーション法、反応性蒸着法、
ＭＢＥ法、ＣＶＤ法等の方法で成膜する。オフアクシス
スパッタリング法で酸化物超電導薄膜を成膜する場合の
成膜条件を以下に示す。 スパッタリングガス Ar ：90％ Ｏ2 ：10％ 圧 力 10 Pa 基 板 温 度 700℃
０）基板５を超高真空チャンバ内に入れ、１×10-9Torr
まで排気する。次いで、チャンバ内に純度99.999％以上
の高純度酸素およびArを導入し、MgＯ（１００）基板５
の表面に図１(b)に示すよう厚さ 300nmのｃ軸配向のＹ1
Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜１をオフアクシススパッ
タリング法、レーザアブレーション法、反応性蒸着法、
ＭＢＥ法、ＣＶＤ法等の方法で成膜する。オフアクシス
スパッタリング法で酸化物超電導薄膜を成膜する場合の
成膜条件を以下に示す。 スパッタリングガス Ar ：90％ Ｏ2 ：10％ 圧 力 10 Pa 基 板 温 度 700℃
【００２０】成膜後、基板温度を500 ℃にして図１(c)
に示すよう厚さ２nmのMgＯ薄膜２を蒸着法で成膜する。
成膜条件を以下に示す。 雰囲気ガス Ar ： 90 ％ Ｏ2 ： 10 ％ 圧 力 10 Pa 次に、図１(d)に示すよう厚さ200 nmの第２のＹ1Ba2Cu3
Ｏ7-X薄膜３をMgＯ薄膜２上に成膜する。成膜方法は、
Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X薄膜１と同様任意の方法が選択可能であ
るが、基板温度は 400〜600 ℃にしなければならない。
オフアクシススパッタリング法で酸化物超電導薄膜を成
膜する場合の成膜条件を以下に示す。 スパッタリングガス Ar ：90％ Ｏ2 ：10％ 圧 力 10 Pa 基 板 温 度 570℃ ここまでの工程は全て同一のチャンバ内で連続的に処理
した。上記本発明の方法により作製された積層膜は、３
層いずれの薄膜も結晶性が優れているだけでなく、界面
における整合性がよいことがわかった。また、界面にお
いて、相互拡散は生じていなかった。
に示すよう厚さ２nmのMgＯ薄膜２を蒸着法で成膜する。
成膜条件を以下に示す。 雰囲気ガス Ar ： 90 ％ Ｏ2 ： 10 ％ 圧 力 10 Pa 次に、図１(d)に示すよう厚さ200 nmの第２のＹ1Ba2Cu3
Ｏ7-X薄膜３をMgＯ薄膜２上に成膜する。成膜方法は、
Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X薄膜１と同様任意の方法が選択可能であ
るが、基板温度は 400〜600 ℃にしなければならない。
オフアクシススパッタリング法で酸化物超電導薄膜を成
膜する場合の成膜条件を以下に示す。 スパッタリングガス Ar ：90％ Ｏ2 ：10％ 圧 力 10 Pa 基 板 温 度 570℃ ここまでの工程は全て同一のチャンバ内で連続的に処理
した。上記本発明の方法により作製された積層膜は、３
層いずれの薄膜も結晶性が優れているだけでなく、界面
における整合性がよいことがわかった。また、界面にお
いて、相互拡散は生じていなかった。
【００２１】〔実施例２〕実施例１と同様に本発明の方
法により、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上にAg薄膜
および第２のＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜を積層し
た。まず、実施例１で使用したものと等しいMgＯ（１０
０）基板を超高真空チャンバ内に入れ、１×10-9Torrま
で排気する。次いで、チャンバ内に純度99.999％以上の
高純度酸素およびArを導入し、MgＯ（１００）基板の表
面に、厚さ 300nmのｃ軸配向のＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超
電導薄膜をオフアクシススパッタリング法、レーザアブ
レーション法、反応性蒸着法、ＭＢＥ法、ＣＶＤ法等の
方法で成膜する。本実施例では実施例１と等しい条件の
オフアクシススパッタリング法でＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物
超電導薄膜を成膜した。
法により、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上にAg薄膜
および第２のＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜を積層し
た。まず、実施例１で使用したものと等しいMgＯ（１０
０）基板を超高真空チャンバ内に入れ、１×10-9Torrま
で排気する。次いで、チャンバ内に純度99.999％以上の
高純度酸素およびArを導入し、MgＯ（１００）基板の表
面に、厚さ 300nmのｃ軸配向のＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超
電導薄膜をオフアクシススパッタリング法、レーザアブ
レーション法、反応性蒸着法、ＭＢＥ法、ＣＶＤ法等の
方法で成膜する。本実施例では実施例１と等しい条件の
オフアクシススパッタリング法でＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物
超電導薄膜を成膜した。
【００２２】成膜後基板温度を500 ℃にし、酸化物超電
導薄膜上に厚さ10nmのAg薄膜を蒸着法で成膜する。成膜
条件を以下に示す。 雰囲気ガス Ar ： 100 ％ 圧 力 10 Pa 次に、基板温度を570 ℃として、実施例１と等しい条件
のオフアクシススパッタリング法で厚さ200 nmの第２の
Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜をAg薄膜上に成膜し
た。成膜方法は、下層のＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X薄膜と同様任意
の方法が選択可能である。ここまでの工程は全て同一の
チャンバ内で連続的に処理した。上記本発明の方法によ
り作製された積層膜は、３層いずれの薄膜も結晶性が優
れているだけでなく、界面における整合性がよいことが
わかった。
導薄膜上に厚さ10nmのAg薄膜を蒸着法で成膜する。成膜
条件を以下に示す。 雰囲気ガス Ar ： 100 ％ 圧 力 10 Pa 次に、基板温度を570 ℃として、実施例１と等しい条件
のオフアクシススパッタリング法で厚さ200 nmの第２の
Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜をAg薄膜上に成膜し
た。成膜方法は、下層のＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X薄膜と同様任意
の方法が選択可能である。ここまでの工程は全て同一の
チャンバ内で連続的に処理した。上記本発明の方法によ
り作製された積層膜は、３層いずれの薄膜も結晶性が優
れているだけでなく、界面における整合性がよいことが
わかった。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に従えば、
酸化物超電導薄膜上に薄膜が積層された積層膜の作製方
法が提供される。本発明の方法により作製される積層膜
は、超電導特性が優れているだけでなく、界面における
整合性も優れている。本発明を超電導素子、超電導集積
回路の作製に応用することにより、従来得られなかった
高性能な超電導装置が作製可能である。
酸化物超電導薄膜上に薄膜が積層された積層膜の作製方
法が提供される。本発明の方法により作製される積層膜
は、超電導特性が優れているだけでなく、界面における
整合性も優れている。本発明を超電導素子、超電導集積
回路の作製に応用することにより、従来得られなかった
高性能な超電導装置が作製可能である。
【図１】本発明の方法で、積層膜を作製する工程を説明
する図である。
する図である。
１、３ 酸化物超電導薄膜 ２ MgＯ薄膜 ５ 基板
Claims (5)
- 【請求項１】 酸化物超電導体で構成された酸化物超電
導薄膜と、該酸化物超電導薄膜上に積層された第２の薄
膜とを具備する積層膜を作製する方法において、前記酸
化物超電導薄膜を成膜した後、該酸化物超電導薄膜の温
度を、該酸化物超電導薄膜を構成する酸化物超電導体に
特有の酸素を取り込みやすい状態となる温度以上で、該
酸化物超電導薄膜の成膜温度より低い温度にして、該酸
化物超電導薄膜上に前記第２の薄膜を連続して成膜する
ことを特徴とする積層膜の作製方法。 - 【請求項２】 前記酸化物超電導薄膜の成膜を高純度酸
素雰囲気下で行うことを特徴とする請求項１に記載の積
層膜の作製方法。 - 【請求項３】 前記第２の薄膜の成膜を高純度酸素雰囲
気下で行うことを特徴とする請求項２に記載の積層膜の
作製方法。 - 【請求項４】 前記積層膜が前記酸化物超電導薄膜上に
複数の薄膜が積層された構成であり、前記第２の薄膜か
ら最上層の薄膜まで連続して成膜することを特徴とする
請求項１に記載の積層膜の作製方法。 - 【請求項５】 前記酸化物超電導薄膜の成膜から前記最
上層の薄膜の成膜までの工程を高純度酸素雰囲気下で行
うことを特徴とする請求項４に記載の積層膜の作製方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3089620A JP2773455B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 積層膜の作製方法 |
| EP92400880A EP0506582B1 (en) | 1991-03-28 | 1992-03-30 | Process for preparing layered thin films |
| DE69219941T DE69219941T2 (de) | 1991-03-28 | 1992-03-30 | Verfahren zur Herstellung von mehrlagigen Dünnschichten |
| CA002064428A CA2064428A1 (en) | 1991-03-28 | 1992-03-30 | Process for preparing layered thin films |
| US08/457,313 US5629268A (en) | 1991-03-28 | 1995-06-01 | Process for preparing a layered superconducting structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3089620A JP2773455B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 積層膜の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04300276A JPH04300276A (ja) | 1992-10-23 |
| JP2773455B2 true JP2773455B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=13975801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3089620A Expired - Lifetime JP2773455B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 積層膜の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2773455B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4863622B2 (ja) * | 2005-02-04 | 2012-01-25 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ジョセフソン接合の作製方法、及びジョセフソン接合 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP3089620A patent/JP2773455B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04300276A (ja) | 1992-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980324 |