JP3026224B2 - ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体配線の製造方法 - Google Patents
ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体配線の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸
化物系超伝導体配線の製造方法、特に、配線幅の狭い配
線の電気的特性の劣化を少なくする製造方法に関し、 配線幅が狭くても臨海温度Tcの低下が殆んど無く、液
体窒素温度の77Kにおいて残留抵抗が残らないようにす
るビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸
化物系超伝導体配線の製造方法を提供することを目的と
し、 ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸
化物系超伝導体製造用ペーストを成形して、前記のビス
マス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系
超伝導体製造用厚膜または薄膜を製造し、この厚膜また
は薄膜をセラミックスまたは金属のカバーをもって覆っ
て焼成する工程をもって構成する。
化物系超伝導体配線の製造方法、特に、配線幅の狭い配
線の電気的特性の劣化を少なくする製造方法に関し、 配線幅が狭くても臨海温度Tcの低下が殆んど無く、液
体窒素温度の77Kにおいて残留抵抗が残らないようにす
るビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸
化物系超伝導体配線の製造方法を提供することを目的と
し、 ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸
化物系超伝導体製造用ペーストを成形して、前記のビス
マス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系
超伝導体製造用厚膜または薄膜を製造し、この厚膜また
は薄膜をセラミックスまたは金属のカバーをもって覆っ
て焼成する工程をもって構成する。
本発明は、ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウ
ム・銅の酸化物系超伝導体配線の製造方法、特に、配線
幅の狭い配線の電気的特性の劣化を少なくする製造方法
に関する。
ム・銅の酸化物系超伝導体配線の製造方法、特に、配線
幅の狭い配線の電気的特性の劣化を少なくする製造方法
に関する。
熱伝導配線は、直流電流に対しては電気抵抗が零であ
るため、損失なく電流を流すことができ、また、高周波
電流に対しても、極めて少ないエネルギー損失をもって
電流を流すことができるので高性能な配線材料として期
待されている。
るため、損失なく電流を流すことができ、また、高周波
電流に対しても、極めて少ないエネルギー損失をもって
電流を流すことができるので高性能な配線材料として期
待されている。
超伝導体厚膜配線は、基板上に超伝導体製造用ペース
トを印刷法を使用して印刷して所定の配線パターンを形
成し、これを焼成することによって形成される。また、
超伝導体薄膜配線は、基板上に蒸着法、スパッタ法等を
使用して超伝導体製造用薄膜を形成し、これをパターニ
ングして配線パターンを形成した後焼成することによっ
て形成される。
トを印刷法を使用して印刷して所定の配線パターンを形
成し、これを焼成することによって形成される。また、
超伝導体薄膜配線は、基板上に蒸着法、スパッタ法等を
使用して超伝導体製造用薄膜を形成し、これをパターニ
ングして配線パターンを形成した後焼成することによっ
て形成される。
ところで、ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウ
ム・銅の酸化物系超伝導体配線を形成する場合に、超伝
導体バルクを製造する場合と同一の焼成条件をもって焼
成しても、配線幅が狭くなると臨海温度Tcが低くなった
り、液体窒素温度の77Kにおいて残留抵抗が残ると云う
現象が発生することを本願発明の発明者等は発見した。
ム・銅の酸化物系超伝導体配線を形成する場合に、超伝
導体バルクを製造する場合と同一の焼成条件をもって焼
成しても、配線幅が狭くなると臨海温度Tcが低くなった
り、液体窒素温度の77Kにおいて残留抵抗が残ると云う
現象が発生することを本願発明の発明者等は発見した。
具体例を示すと、超伝導体配線の配線幅が5mmの場合
には、第６図の温度−抵抗率曲線に示すように、臨海温
度Tcが100Kを超えているのに対し、配線幅が1mmと狭く
なった場合には、第７図に示すように、臨海温度Tcが低
くなり、液体窒素温度の77Kにおいて残留抵抗が残って
しまう。
には、第６図の温度−抵抗率曲線に示すように、臨海温
度Tcが100Kを超えているのに対し、配線幅が1mmと狭く
なった場合には、第７図に示すように、臨海温度Tcが低
くなり、液体窒素温度の77Kにおいて残留抵抗が残って
しまう。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、配
線幅が狭くても臨海温度Tcの低下が殆んど無く、液体窒
素の気化温度である77Kにおいても残留抵抗が残らない
ようにするビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム
・銅の酸化物系超伝導体配線の製造方法を提供すること
にある。
線幅が狭くても臨海温度Tcの低下が殆んど無く、液体窒
素の気化温度である77Kにおいても残留抵抗が残らない
ようにするビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム
・銅の酸化物系超伝導体配線の製造方法を提供すること
にある。
上記の目的は、ビスマス・鉛・ストロンチウム・カル
シウム・銅の酸化物系超伝導体製造用ペーストを成形し
て、前記のビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム
・銅の酸化物系超伝導体製造用厚膜（これを焼成してビ
スマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物
系超伝導体を製造する中間材としての厚膜）または薄膜
（これを焼成してビスマス・鉛・ストロンチウム・カル
シウム・銅の酸化物系超伝導体を製造する中間材として
の薄膜）（２）を製造し、この厚膜または薄膜（２）を
セラミックスのカバー（３）または金属のカバー（31）
をもって覆って焼成をなす工程を有するビスマス・鉛・
ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体配
線の製造方法によって達成される。なお、前記の厚膜ま
たは薄膜（２）とセラミックスのカバー（３）または金
属のカバー（31）との間に僅かの間隙を介在させること
が効果的である。
シウム・銅の酸化物系超伝導体製造用ペーストを成形し
て、前記のビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム
・銅の酸化物系超伝導体製造用厚膜（これを焼成してビ
スマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物
系超伝導体を製造する中間材としての厚膜）または薄膜
（これを焼成してビスマス・鉛・ストロンチウム・カル
シウム・銅の酸化物系超伝導体を製造する中間材として
の薄膜）（２）を製造し、この厚膜または薄膜（２）を
セラミックスのカバー（３）または金属のカバー（31）
をもって覆って焼成をなす工程を有するビスマス・鉛・
ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体配
線の製造方法によって達成される。なお、前記の厚膜ま
たは薄膜（２）とセラミックスのカバー（３）または金
属のカバー（31）との間に僅かの間隙を介在させること
が効果的である。
本発明の発明者等は、超伝導体配線の配線幅が狭くな
ると臨海温度Tcが低下する理由は下記によるものと推考
した。すなわち、配線幅が狭い場合には、第３図の蒸発
概念図に示すように、焼成工程において超伝導体製造用
厚膜または薄膜から超伝導体成分が容易に蒸発してしま
うために110K相が十分生成されず、一方、配線幅が広い
場合には、第４図の蒸発概念図を示すように、超伝導体
製造用厚膜または薄膜表面近傍における超伝導体成分の
蒸発分子密度が高くなって超伝導体成分の蒸発が抑制さ
れるために110K相が十分生成され、臨海温度Tcの高い超
伝導体配線が形成されるものと推考した。そこで、第５
図に示すように、基板１上に形成された超伝導体製造用
厚膜または薄膜２をセラミックスのカバー３または金属
のカバー31をもって覆って焼成すれば、超伝導体成分の
蒸発が抑制されて線幅が狭い場合にも臨海温度Tcの高い
超伝導体配線を形成することができるであろうとの着想
を得て研究を重ね、この着想を具体化したものである。
ると臨海温度Tcが低下する理由は下記によるものと推考
した。すなわち、配線幅が狭い場合には、第３図の蒸発
概念図に示すように、焼成工程において超伝導体製造用
厚膜または薄膜から超伝導体成分が容易に蒸発してしま
うために110K相が十分生成されず、一方、配線幅が広い
場合には、第４図の蒸発概念図を示すように、超伝導体
製造用厚膜または薄膜表面近傍における超伝導体成分の
蒸発分子密度が高くなって超伝導体成分の蒸発が抑制さ
れるために110K相が十分生成され、臨海温度Tcの高い超
伝導体配線が形成されるものと推考した。そこで、第５
図に示すように、基板１上に形成された超伝導体製造用
厚膜または薄膜２をセラミックスのカバー３または金属
のカバー31をもって覆って焼成すれば、超伝導体成分の
蒸発が抑制されて線幅が狭い場合にも臨海温度Tcの高い
超伝導体配線を形成することができるであろうとの着想
を得て研究を重ね、この着想を具体化したものである。
なお、超伝導体製造用厚膜または薄膜２とセラミック
スのカバー３または金属のカバー31との間に100〜500μ
ｍ程度の極めて僅かの間隙（この間隙は線幅に支配され
るが線幅を0.1〜0.5mmと仮定した場合100〜500μｍであ
る。）を介在させることが、良質の超伝導体配線を形成
する上において有効であることを見出した。その理由
は、焼成工程において蒸発する鉛（Pb）または酸化鉛
（PbO）がこの間隙に封じ込められることによって、そ
の蒸発が抑制されて110K相の生成が促進され、しかも、
最終的には、すべての鉛（Pb）または酸化鉛（PbO）が
この間隙内に蒸発し除去されるため良質の超伝導体配線
が形成されるものと考えられる。
スのカバー３または金属のカバー31との間に100〜500μ
ｍ程度の極めて僅かの間隙（この間隙は線幅に支配され
るが線幅を0.1〜0.5mmと仮定した場合100〜500μｍであ
る。）を介在させることが、良質の超伝導体配線を形成
する上において有効であることを見出した。その理由
は、焼成工程において蒸発する鉛（Pb）または酸化鉛
（PbO）がこの間隙に封じ込められることによって、そ
の蒸発が抑制されて110K相の生成が促進され、しかも、
最終的には、すべての鉛（Pb）または酸化鉛（PbO）が
この間隙内に蒸発し除去されるため良質の超伝導体配線
が形成されるものと考えられる。
以下、図面を参照しつゝ、本発明の一実施例に係るビ
スマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物
系超伝導体配線の製造方法について説明する。
スマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物
系超伝導体配線の製造方法について説明する。
第１図（ａ）参照 酸化マグネシウム（MgO）単結晶基板１上に、ビスマ
ス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系超
伝導体製造用ペーストをスクリーン印刷法を使用して印
刷して、幅が0.5mmであり長さが15mmである配線パター
ンを有する超伝導体製造用厚膜または薄膜２を形成し、
乾燥する。
ス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系超
伝導体製造用ペーストをスクリーン印刷法を使用して印
刷して、幅が0.5mmであり長さが15mmである配線パター
ンを有する超伝導体製造用厚膜または薄膜２を形成し、
乾燥する。
第１図（ｂ）参照 酸化マグネシウム（MgO）よりなるカバー３または金
属よりなるカバー31をもって上記の超伝導体製造用厚膜
または薄膜２を覆い、大気中において840〜890℃の温度
に加熱して焼成する。
属よりなるカバー31をもって上記の超伝導体製造用厚膜
または薄膜２を覆い、大気中において840〜890℃の温度
に加熱して焼成する。
第２図参照 上記の工程をもって製造された幅0.5mmの超伝導体配
線の温度と抵抗率との関係を第２図に示す。臨海温度Tc
は100Kを超え、第６図に示す通常の焼成法をもって焼成
された幅5mmの超伝導体配線の特性と比べて遜色のない
特性が得られた。
線の温度と抵抗率との関係を第２図に示す。臨海温度Tc
は100Kを超え、第６図に示す通常の焼成法をもって焼成
された幅5mmの超伝導体配線の特性と比べて遜色のない
特性が得られた。
なお、超伝導体製造用厚膜または薄膜２と酸化マグネ
シウム（MgO）のカバー３または金属のカバー31との間
に100〜1,000μｍ程度の僅かの間隙を設けることが、良
質の超伝導体配線を製造する上で効果的である。
シウム（MgO）のカバー３または金属のカバー31との間
に100〜1,000μｍ程度の僅かの間隙を設けることが、良
質の超伝導体配線を製造する上で効果的である。
以上説明せるとおり、本発明に係るビスマス・鉛・ス
トロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体配線
の製造方法においては、ビスマス・鉛・ストロンチウム
・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体製造用厚膜または
薄膜をセラミックスまたは金属のカバーをもって覆って
焼成することによって超伝導体成分の蒸発が抑制さるの
で、線幅の狭い配線を形成する場合にも臨海温度Tcの低
下が殆ど無く、液体窒素温度の77Kにおいて残留抵抗が
残らないビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・
銅の酸化物系超伝導体配線を製造することが可能であ
る。
トロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体配線
の製造方法においては、ビスマス・鉛・ストロンチウム
・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体製造用厚膜または
薄膜をセラミックスまたは金属のカバーをもって覆って
焼成することによって超伝導体成分の蒸発が抑制さるの
で、線幅の狭い配線を形成する場合にも臨海温度Tcの低
下が殆ど無く、液体窒素温度の77Kにおいて残留抵抗が
残らないビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・
銅の酸化物系超伝導体配線を製造することが可能であ
る。
第１図（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施例に係るビスマ
ス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系超
伝導体配線の製造方法を説明する工程図である。 第２図は、本発明の一実施例に係るビスマス・鉛・スト
ロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体配線の
製造方法を使用して製造された配線の抵抗率と温度との
関係を示すグラフである。 第３図・第４図は、超伝導体製造用厚膜または薄膜から
の蒸発を説明する蒸発概念図である。 第５図は本発明の原理図である。 第６図は、従来技術に係る製造方法を使用して製造され
た幅5mmの超伝導体配線の抵抗率と温度との関係を示す
グラフである。 第７図は従来技術に係る製造方法を使用して製造された
幅1mmの超伝導体配線の抵抗率と温度との関係を示すグ
ラフである。 １……MgO基板、 ２……超伝導体製造用厚膜または薄膜、 ３……セラミックスのカバー、 31……金属のカバー。
ス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系超
伝導体配線の製造方法を説明する工程図である。 第２図は、本発明の一実施例に係るビスマス・鉛・スト
ロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体配線の
製造方法を使用して製造された配線の抵抗率と温度との
関係を示すグラフである。 第３図・第４図は、超伝導体製造用厚膜または薄膜から
の蒸発を説明する蒸発概念図である。 第５図は本発明の原理図である。 第６図は、従来技術に係る製造方法を使用して製造され
た幅5mmの超伝導体配線の抵抗率と温度との関係を示す
グラフである。 第７図は従来技術に係る製造方法を使用して製造された
幅1mmの超伝導体配線の抵抗率と温度との関係を示すグ
ラフである。 １……MgO基板、 ２……超伝導体製造用厚膜または薄膜、 ３……セラミックスのカバー、 31……金属のカバー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 39/06 ＺＡＡ Ｈ０１Ｌ 39/06 ＺＡＡ (72)発明者 田中 厚志 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 亀原 信男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 丹羽 紘一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−89387（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−171245（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−226783（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−307283（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−51638（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−162616（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 39/00 H01L 39/22 H01L 39/24 H01L 39/06 H01B 12/00 - 12/16 H01B 13/00 561 - 565
Claims (8)
- 【請求項１】ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウ
ム・銅の酸化物系超伝導体製造用ペーストを成形して、
前記ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の
酸化物系超伝導体製造用厚膜（２）を製造し、 該厚膜（２）をセラミックスのカバー（３）をもって覆
って焼成をなす 工程を有することを特徴とするビスマス・鉛・ストロン
チウム・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体配線の製造
方法。 - 【請求項２】前記厚膜（２）とセラミックスのカバー
（３）との間に僅かの間隙を介在させることを特徴とす
る請求項１記載のビスマス・鉛・ストロンチウム・カル
シウム・銅の酸化物系超伝導体配線の製造方法。 - 【請求項３】ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウ
ム・銅の酸化物系超伝導体製造用ペーストを成形して、
前記ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の
酸化物系超伝導体製造用厚膜（２）を製造し、 該厚膜（２）を金属のカバー（31）をもって覆って焼成
をなす 工程を有することを特徴とするビスマス・鉛・ストロン
チウム・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体配線の製造
方法。 - 【請求項４】前記厚膜（２）の金属のカバー（31）との
間僅かの間隙を介在させることを特徴とする請求項３記
載のビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の
酸化物系超伝導体配線の製造方法。 - 【請求項５】ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウ
ム・銅の酸化物系超伝導体製造用ペーストを成形して、
前記ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の
酸化物系超伝導体製造用薄膜（２）を製造し、 該薄膜（２）をセラミックスのカバー（３）をもって覆
って焼成をなす 工程を有することを特徴とするビスマス・鉛・ストロン
チウム・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体配線の製造
方法。 - 【請求項６】前記薄膜（２）とセラミックスのカバー
（３）との間に僅かの間隙を介在させることを特徴とす
る請求項５記載のビスマス・鉛・ストロンチウム・カル
シウム・銅の酸化物系超伝導体配線の製造方法。 - 【請求項７】ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウ
ム・銅の酸化物系超伝導体製造用ペーストを成形して、
前記ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の
酸化物系超伝導体製造用薄膜（２）を製造し、 該薄膜（２）を金属のカバー（31）をもって覆って焼成
をなす 工程を有することを特徴とするビスマス・鉛・ストロン
チウム・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体配線の製造
方法。 - 【請求項８】前記薄膜（２）と金属のカバー（31）との
間に僅かの間隙を介在させることを特徴とする請求項７
記載のビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅
の酸化物系超伝導体配線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2042367A JP3026224B2 (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | ビスマス・鉛・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物系超伝導体配線の製造方法 |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03246977A JPH03246977A (ja) | 1991-11-05 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3026224B2 (ja) |
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1990
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| JPH03246977A (ja) | 1991-11-05 |
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