JP2890431B2 - 超電導回路の製造方法 - Google Patents

超電導回路の製造方法

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superconducting thin
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Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は超電導回路、詳しくは超電導薄膜回路、の製
造方法に関する。
＜従来の技術＞ 超電導薄膜回路を製作するには、従来、基板上Nb等の
超電導体を蒸着させて一様な超電導薄膜を形成し、次い
でその表面にレジストを塗布し、露光および現像後にエ
ッチングを行い、更にレジストを除去するという工程に
より、所望のパターンを有する超電導薄膜を得ていた。
＜発明が解決しようとする課題＞ 上述のような従来の超電導薄膜回路の製造方法による
と、工程が多く繁雑で、完成までに長時間を要するとと
もに、光露光のためにはフォトマスクを製作する必要が
あり、また、薄膜を大気中にさらし、あるいは大気中と
真空中を往復させる工程があるため、大気からの吸着汚
染の惧れもある。
本発明の目的は、簡単な工程で、しかも、工程途中で
超電導薄膜を大気にさらす必要のない、超電導薄膜回路
の製造方法を提供することにある。
＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するため、本発明では、実施例に対
応する第１図に示すように、基板１上の表面に、超電導
薄膜の素材をイオン化して作った集束イオンビームＢを
所定のエネルギに減速して所定パターンで照射すること
により、そのイオンを基板１表面に直接蒸着させる。
＜作用＞ 集束イオンビームをターゲットの直前であるエネルギ
以下に減速すると、そのイオンはターゲットの表面に蒸
着して膜を作る。
本発明はこの性質を利用したもので、超電導薄膜素材
をイオン化して集束イオンビームを作り、これを直接蒸
着可能なエネルギにまで減速して基板１上に所望のパタ
ーンで照射すれば、基板１の表面にそのパターンの超電
導薄膜２が形成される。
＜実施例＞ 第１図は本発明実施例の工程説明図で、第２図はその
工程に使用される減速機能付の集束イオンビーム装置の
構造説明図である。
まず、石英、Si等の基板１の表面を清浄化し、これを
第２図に例示する減速機能付の集束イオンビーム装置の
サンプルステージ17上に装着する。
この減速機能付の集束イオンビーム装置は、チャンバ
（図示せず）内に液体金属イオン源11、引出し電極12、
静電型レンズ13aおよび13b、マスフィルタ14、偏向電極
15、減速電極16、およびサンプルステージ17等を設ける
とともに、イオンに加速エネルギを与える加速電源18
と、イオン源11と引出し電極12間に電位差を与える引出
し電源19、および、イオンに減速エネルギを与える減速
電源20を備えている。この構成により、イオン源11から
引出されたイオンビームＢは静電型レンズ13a,13bで集
束されると同時に、マスフィルタ14で所望イオンのみが
選別されてサンプルステージ17に導かれるが、この集束
イオンビームＢがサンプルステージ17に到達するときの
エネルギは、加速電源18と減速電源20との出力電圧差に
等しいものとなる。すなわち、集束イオンビームＢは、
減速電源16に近づくまでは加速電源18で与えられるエネ
ルギを持っているが、減速電源16とサンプルステージ17
の電位を減速電源20によって上げると、基板１に入射す
る集束イオンビームＢはその分だけ減速される。従っ
て、減速電源20の出力調整により、原理的には、０〜加
速電源18出力までの間で、連続的に集束イオンビームＢ
の基板１への到達エネルギを変化させ得ることになる。
さて、このような装置のチャンバ内を真空引きすると
ともに、イオン源11に例えばNb−Ni合金を封入し、Nb+
イオンをサンプルステージ16上の基板１に導くようセッ
ティングする。そして、減速電源20の調節により、Nb+
が基板１の表面に直接蒸着できる程度（200eV以下程
度）に減速した集束イオンビームＢを発生させる。この
減速された集束イオンビームＢを偏向電極15で偏向させ
ることにより、第１図に示すように基板１の表面に所定
のパターンで照射する。
これにより、基板１の表面にはそのパターンのNb製の
超電導薄膜２が形成される。
なお、超電導薄膜２の材質としては、Nbのほか、Pb,T
cあるいはＶ等を使用することができ、本発明の方法に
よってこれらを用いた超電導薄膜回路を製造することが
できる。
＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、超電導薄膜素
材をイオン化した集束イオンビームを減速して基板に照
射することによって、そのイオンを基板表面に直接蒸着
させて所望のパターンの超電導薄膜を形成するので、従
来の製造方法に比してその工程を著しく簡略化すること
ができ、製造の所要時間の短縮とコストダウンを達成で
きる。
また、従来の製法のようにレジストの塗布工程や露
光、現像工程等を必要とせず、マスクの製作が不要とな
るとともに、工程の途中で大気中に超電導薄膜をさらす
必要がなくなり、吸着汚染の惧れがなく、信頼性の高い
超電導回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の工程説明図、 第２図はその工程で使用される減速機能付の集束イオン
ビーム装置の構造説明図である。 １……基板 ２……超電導薄膜 Ｂ……集束イオンビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 39/00 H01L 39/22 H01L 39/24 H01L 21/3205 H01L 21/321 H01L 21/3213 C23C 14/00 - 14/58 H01B 112/00 - 12/16 H01B 13/00 H01L 21/203

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】超電導薄膜素材のイオンからなる集束イオ
    ンビームを、所定のエネルギに減速して基板の表面に所
    定パターンで照射し、そのイオンを基板表面に直接蒸着
    させることを特徴とする超電導回路の製造方法。
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日本学術振興会薄膜第１３１委員会編「薄膜ハンドブック」（昭６３−５−３０）オーム社，ｐｐ１２５−１２７

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