JP3081386B2 - Method for manufacturing oxide superconductor and method for manufacturing superconducting device - Google Patents

Method for manufacturing oxide superconductor and method for manufacturing superconducting device

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JP3081386B2
JP3081386B2 JP04269359A JP26935992A JP3081386B2 JP 3081386 B2 JP3081386 B2 JP 3081386B2 JP 04269359 A JP04269359 A JP 04269359A JP 26935992 A JP26935992 A JP 26935992A JP 3081386 B2 JP3081386 B2 JP 3081386B2
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  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、酸化物超電導体の製
造方法及びそれを用いた超電導デバイスの製造方法に関
し、特にBa1-xxBiO3(0.2<x<0.5)
(以下、BKBOという。)薄膜の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an oxide superconductor and a method for manufacturing a superconducting device using the same, and in particular, to Ba 1-x K x BiO 3 (0.2 <x <0.5).
(Hereinafter referred to as BKBO).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、我が国における超電導エレクトロ
ニクスの進歩は目覚ましく、これに伴って転移温度Tc
の高いビスマス系超電導物質が提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, the progress of superconducting electronics in Japan has been remarkable, and the transition temperature Tc
A bismuth-based superconducting material having a high level has been proposed.

【0003】ところで、上記超電導物質を用いて超電導
デバイスを作製する場合には、例えば、一定の作動電圧
を有し、回路動作の安定性に優れたトンネル接合は用い
られている。このトンネル接合は、SIS(Sは超電導
薄膜、Iは絶縁層)からなるサンドイッチ構造となって
いるが、この場合、S層に上記ビスマス系超電導物質を
用いるとコヒーレンス長が短いことに起因して、I層の
厚みを1〜1.5nm以下に設定する必要がある。
When a superconducting device is manufactured using the above-described superconducting material, for example, a tunnel junction having a constant operating voltage and excellent circuit operation stability is used. This tunnel junction has a sandwich structure composed of SIS (S is a superconducting thin film and I is an insulating layer). In this case, when the bismuth-based superconducting material is used for the S layer, the coherence length is short. , I layer need to be set to 1 to 1.5 nm or less.

【0004】そこで、超電導物質として、BKBOとい
う組成からなるコヒーレンス長の長い超電導物質を用い
た超電導デバイスをこの出願人は先に提案している(例
えば、特願平3−285621号に詳しい。)。
Accordingly, the applicant has previously proposed a superconducting device using a superconducting material having a composition of BKBO and a long coherence length as a superconducting material (for example, see Japanese Patent Application No. 3-285621). .

【0005】この提案した超電導デバイスの構造を図6
に示す。この超電導デバイスは、トンネル接合を用いた
超電導トランジスタであり、Nbを0.08重量%から
0.5重量%の範囲でドープしたSrTiO3単結晶基
板1上に、BKBO組成からなる超電導体薄膜2をスパ
ッタリング法により形成し、このNbドープのSrTi
3単結晶基板1と超電導薄膜2により、良好な半導体
と超電導体接合を得ている。
FIG. 6 shows the structure of the proposed superconducting device.
Shown in This superconducting device is a superconducting transistor using a tunnel junction. A superconducting thin film 2 of BKBO composition is formed on a SrTiO 3 single crystal substrate 1 doped with Nb in a range of 0.08% by weight to 0.5% by weight. Is formed by sputtering, and this Nb-doped SrTi
A good semiconductor-superconductor junction is obtained by the O 3 single crystal substrate 1 and the superconducting thin film 2.

【0006】そして、BKBOは酸素(O2)雰囲気中
でのアニールを行なった後、乾燥大気中でさらすことに
より、その表面に自然に絶縁バリアが形成され、この絶
縁バリア3をトンネル接合の絶縁層として用いている。
この絶縁バリア3上に金(Au)などからなるエミッタ
層4を蒸着形成することで、超電導ベーストランジスタ
を作成することができる。
The BKBO is annealed in an oxygen (O 2 ) atmosphere and then exposed in a dry atmosphere, whereby an insulating barrier is naturally formed on the surface of the BKBO. Used as a layer.
A superconducting base transistor can be formed by depositing an emitter layer 4 made of gold (Au) or the like on the insulating barrier 3 by vapor deposition.

【0007】上述したデバイスにおいては、BKBO表
面に自然に形成される絶縁バリア(以下、自然バリアと
いう。)をエミッタ/ベースに相当するトンネル接合の
バリア層として用いる。
In the device described above, an insulating barrier (hereinafter referred to as a natural barrier) naturally formed on the surface of the BKBO is used as a barrier layer of a tunnel junction corresponding to an emitter / base.

【0008】本発明等は、上記デバイスにおいて用いて
いる自然バリアについて、XPS等により分析を行っ
た。即ち、SrTiO3(110)基板上に基板温度4
00℃でrf−マグネトロンスパッタリングによりエピ
タキシャル成長された膜厚1500Å、Tc28KのB
KBO薄膜をXPS等により薄膜表面、すなわち、自然
バリアの分析を行った。その結果を図5に示す。この図
5はBKBO薄膜のXPSによるデプスプロファイルで
ある。この図5から明らかなように、表面から約10数
Å程度迄は、K2CO3、KOH等のK化合物層からなる
変質層aが形成されている。そして、この変質層aの下
部から約100Å程度迄はBaがBi、Kに対して相対
的に欠損している混合層(ノンストイキオメトリック
層)bが形成されている。この混合層bはBi23、B
24・H2O、KBiO2等〜なる絶縁層とBaがB
i、Kに対して相対的に欠損している低・Tc温度のB
KBO層が表面側からこの順序で構成されていることを
見出した。
According to the present invention, the natural barrier used in the above device was analyzed by XPS or the like. That is, the substrate temperature 4 on the SrTiO 3 (110) substrate
B with a film thickness of 1500 ° and Tc28K epitaxially grown by rf-magnetron sputtering at 00 ° C.
The surface of the KBO thin film, that is, a natural barrier was analyzed by XPS or the like. The result is shown in FIG. FIG. 5 shows the XPS depth profile of the BKBO thin film. As is apparent from FIG. 5, an altered layer a composed of a K compound layer such as K 2 CO 3 or KOH is formed up to about 10 約 from the surface. A mixed layer (non-stoichiometric layer) b in which Ba is relatively deficient with respect to Bi and K is formed from the lower part of the altered layer a to about 100 °. This mixed layer b is made of Bi 2 O 3 , B
Ba and B are i 2 O 4 .H 2 O, KBiO 2, etc.
Low-Tc temperature B relatively lacking with respect to i and K
It has been found that the KBO layer is formed in this order from the surface side.

【0009】そして、前記変質層aと絶縁層が自然バリ
アを構成していると考えられている。
It is believed that the altered layer a and the insulating layer constitute a natural barrier.

【0010】[0010]

【発明は解決しようする課題】上記自然バリアは良好な
トンネルバリアであり、トンネル型接合を形成すること
ができる。しかしながら、Baの欠損がなく組成ずれを
起こしていない高・Tc温度のBKBOのTcが28K
であるのに対して、上記Baの欠損した低・Tc温度の
BKBOはTcが20K程度であり、この低・Tc温度
のBKBOの存在がデバイスの動作温度を低くする要因
になっている。
The above-mentioned natural barrier is a good tunnel barrier and can form a tunnel junction. However, the Tc of BKBO having a high Tc temperature, which is free from Ba deficiency and has no composition deviation, is 28 K
On the other hand, the low-Tc temperature BKBO lacking Ba has a Tc of about 20 K, and the presence of the low-Tc temperature BKBO lowers the operating temperature of the device.

【0011】デバイスとしては、動作温度が高い方が好
ましく、高・Tc温度のBKBOを使用することが望ま
れている。
The device preferably has a higher operating temperature, and it is desired to use BKBO having a high Tc temperature.

【0012】この発明は上述した要望に鑑みなされたも
のにして、BKBO薄膜の表面層部分を改良し、高・T
c温度のBKBOを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned demands, and has improved a surface layer portion of a BKBO thin film to provide a high-T
It is intended to provide a BKBO at a temperature c.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明の酸化物超電導
の製造方法は、基板上に形成されるBa1-xxBiO3
(ここに、xは、0.2<x<0.5)組成からなる酸
化物超電導薄膜の表面層にBaを添加し、表面層部分の
超電導体の組成ずれを補正することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing an oxide superconductor, comprising the steps of forming a Ba 1-x K x BiO 3 layer on a substrate.
(Where x is 0.2 <x <0.5) Ba is added to the surface layer of the oxide superconducting thin film having the composition to correct the composition deviation of the superconductor in the surface layer portion. .

【0014】また、この発明の酸化物超電導体の製造方
法は、基板上に形成されたBa1-xxBiO3(ここ
に、xは、0.2<x<0.5)組成からなる酸化物超
電導体薄膜表面にBaO膜を形成した後、熱処理を施
し、酸化物超電導薄膜の表面層部分にBaを添加し、表
面層部分の超電導体の組成ずれを補正することを特徴と
する。
Further, the method of manufacturing an oxide superconductor according to the present invention is characterized in that the composition of Ba 1-x K x BiO 3 (where x is 0.2 <x <0.5) formed on the substrate After forming a BaO film on the surface of the oxide superconducting thin film, heat treatment is performed, Ba is added to the surface layer portion of the oxide superconducting thin film, and the composition deviation of the superconductor in the surface layer portion is corrected. .

【0015】更に、この発明の酸化物超電導体の製造方
法は、基板上に形成されたBa1-xxBiO3(ここに
xは、0.2<x<0.5)組成からなる酸化物超電導
体薄膜の表面層にBaをイオン注入した後、熱処理を施
し、酸化物超電導薄膜の表面層部分にBaを添加し、表
面層部分の超電導体の組成ずれを補正することを特徴と
する。
Further, the method for manufacturing an oxide superconductor according to the present invention comprises a Ba 1-x K x BiO 3 (where x is 0.2 <x <0.5) composition formed on a substrate. Ba is ion-implanted into the surface layer of the oxide superconducting thin film, heat treatment is performed, Ba is added to the surface layer portion of the oxide superconducting thin film, and the composition deviation of the superconductor in the surface layer portion is corrected. I do.

【0016】また、この発明の超電導デバイスの製造方
法は、基板上に形成されたBa1-xxBiO3(ここ
に、xは、0.2<x<0.5)組成からなる酸化物超
電導体薄膜表面にBaO膜を形成し、熱処理を施した
後、前記酸化物超電導体薄膜表面に絶縁膜を設け、この
絶縁膜上に酸化物超電導体を形成することを特徴とす
る。
[0016] In the method of manufacturing superconducting devices of this invention, Ba 1-x K x BiO 3 formed on the substrate (here, x is, 0.2 <x <0.5) a composition oxide A BaO film is formed on the surface of the superconductor thin film, heat treatment is performed, an insulating film is provided on the surface of the oxide superconductor thin film, and the oxide superconductor is formed on the insulating film.

【0017】また、この発明の超電導デバイスの製造方
法は、基板上に形成された、Ba1-xxBiO3(ここ
に、0.2<x<0.5)組成からなる酸化物超電導体
薄膜の表面層に、Baをイオン注入し、熱処理を施した
後、前記酸化物超電導体薄膜上に絶縁膜を形成し、この
絶縁膜上に酸化物超電導体を形成することを特徴とす
る。
Further, the method of manufacturing a superconducting device according to the present invention relates to a method of manufacturing an oxide superconducting device having a composition of Ba 1-x K x BiO 3 (here, 0.2 <x <0.5) formed on a substrate. Ba is ion-implanted into the surface layer of the body thin film, heat-treated, an insulating film is formed on the oxide superconductor thin film, and the oxide superconductor is formed on the insulating film. .

【0018】[0018]

【作用】BKBO酸化物超電導体薄膜の表面層にBaを
注入又は拡散することにより、Baが欠損した組成ずれ
領域にBaが添加される。この結果、Tc28Kの高・
Tc温度のBKBO薄膜が得られる。
By injecting or diffusing Ba into the surface layer of the BKBO oxide superconductor thin film, Ba is added to the composition deviation region where Ba is lost. As a result, the high Tc28K
A BKBO thin film having a Tc temperature is obtained.

【0019】[0019]

【実施例】この発明にかかるBKBO薄膜の製造方法の
第1実施例につき図1に従い説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a method of manufacturing a BKBO thin film according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0020】Nbを0.05〜0.5重量%ドープした
SrTiO3単結晶基板1を用意する。そして、この単
結晶基板1をトリクレン、アセトン、メタノールを使っ
て洗浄する。洗浄はトリクレン中に超音波10分間、ア
セトン中に超音波10分間、メタノール中に超音波10
分間漬けそれぞれ行う。その洗浄が終わった後、真空オ
ーブン120℃中で10分間乾燥させた後、スパッタリ
ングチャンバー内にセットする。
An SrTiO 3 single crystal substrate 1 doped with 0.05 to 0.5% by weight of Nb is prepared. Then, the single crystal substrate 1 is washed with trichlene, acetone and methanol. Washing is performed by ultrasonication in trichlene for 10 minutes, ultrasonic wave in acetone for 10 minutes, and ultrasonic wave in methanol for 10 minutes.
Pickle each minute. After the cleaning is completed, the substrate is dried in a vacuum oven at 120 ° C. for 10 minutes, and then set in a sputtering chamber.

【0021】そして、この単結晶基板1上にBKBO薄
膜2をrf−スパッタリングにより形成する。この成膜
は先ず、スパッタリングチャンバーを真空に引き、1×
10-5Paに達した後、基板温度を380〜400℃に
設定する。
Then, a BKBO thin film 2 is formed on the single crystal substrate 1 by rf-sputtering. In this film formation, first, the sputtering chamber is evacuated to vacuum and 1 ×
After reaching 10 −5 Pa, the substrate temperature is set to 380 to 400 ° C.

【0022】ガス流量をO2:Ar=1:1に設定し、
合計80Paのガスを流しながら、BKBOを100W
でスパッタリングする。BKBOターゲットはBKBO
粉末をプレスで固めた粉末ターゲットであり、スパッタ
リングレートは0.1Å/秒とした。この条件で300
0秒のスパッタリングを行うと、500〜1000Åの
BKBO超電導薄膜2が形成される。このBKBO膜は
Tc=28K、R300=100μΩcmであり、非常に
良質な超電導特性を持った超電導薄膜が得られる(図1
(a)参照)。
The gas flow rate is set to O 2 : Ar = 1: 1,
While flowing gas of 80 Pa in total, 100 W of BKBO
Sputtering. BKBO target is BKBO
This was a powder target obtained by hardening the powder by pressing, and the sputtering rate was 0.1 ° / sec. Under these conditions 300
When the sputtering is performed for 0 second, the BKBO superconducting thin film 2 of 500 to 1000 ° is formed. This BKBO film has Tc = 28 K and R 300 = 100 μΩcm, and a superconducting thin film having very good superconducting properties can be obtained (FIG. 1).
(See (a)).

【0023】スパッタリング終了後、乾燥大気にさらす
ことにより自然バリア3が形成される(図1(b)参
照)。このようにして、形成されたBKBO薄膜の表面
は前述した図5に示すように、約10Å程度のK化合物
層aと約100Å程度の組成ずれ領域bを有する。
After the sputtering, the natural barrier 3 is formed by exposing to a dry atmosphere (see FIG. 1B). The surface of the BKBO thin film thus formed has a K compound layer a of about 10 ° and a composition shift region b of about 100 ° as shown in FIG.

【0024】続いて、BKBO薄膜2が形成された基板
1を真空チャンバー内に入れ、真空チャンバー内の真空
度が1×10-5Paに達したら、基板温度を210〜3
00℃に上昇させ、30分から1時間程度保持すること
により、上記K化合物層aが分解される。この後、膜厚
数ÅのBaO膜6を電子ビーム蒸着によりBKBO薄膜
2上に形成する(図1(c)参照)。
Subsequently, the substrate 1 on which the BKBO thin film 2 is formed is put into a vacuum chamber, and when the degree of vacuum in the vacuum chamber reaches 1 × 10 −5 Pa, the substrate temperature is reduced to 210 to 3 Pa.
By raising the temperature to 00 ° C. and maintaining the temperature for about 30 minutes to 1 hour, the K compound layer a is decomposed. Thereafter, a BaO film 6 having a thickness of several Å is formed on the BKBO thin film 2 by electron beam evaporation (see FIG. 1C).

【0025】その後、酸素(O2)雰囲気中、400℃
の温度でアニールする。この熱処理により、Baが欠損
している表面層の領域にBaが拡散されて添加されると
共に、表面層部分結晶化が行なわれる。この処理により
BKBO薄膜の表面層部分のBa欠損の組成ずれが解消
され、BKBOの表面層が改質され、高・Tc温度のB
KBO薄膜が得られる。
Then, at 400 ° C. in an oxygen (O 2 ) atmosphere.
Anneal at a temperature of By this heat treatment, Ba is diffused and added to the region of the surface layer where Ba is deficient, and the surface layer is partially crystallized. By this treatment, the compositional deviation of the Ba deficiency in the surface layer portion of the BKBO thin film is eliminated, the surface layer of BKBO is reformed, and B
A KBO thin film is obtained.

【0026】次に、この発明の第2の実施例につき図2
を参照して説明する。この第2の実施例は、同一チャン
バー内でBKBO薄膜の形成とBaOを蒸着が可能な装
置を用いたものである。すなわち、前述と同様にSrT
iO3単結晶基板1にBKBO薄膜2を形成した後(図
2(a)参照)、同一チャンバー内で膜厚数ÅのBaO
薄膜6を電子ビーム蒸着によりBKBO薄膜2上に形成
する(図2(b)参照)。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. The second embodiment uses an apparatus capable of forming a BKBO thin film and depositing BaO in the same chamber. That is, as described above, SrT
After the BKBO thin film 2 is formed on the iO 3 single crystal substrate 1 (see FIG. 2A), BaO having a thickness of several 膜厚 is formed in the same chamber.
A thin film 6 is formed on the BKBO thin film 2 by electron beam evaporation (see FIG. 2B).

【0027】然る後、前述と同要にO2雰囲気中で40
0℃のアニールをして、BKBO薄膜の表面層部分のB
a欠損の組成ずれを解消する。
After that, as described above, in an O 2 atmosphere, 40
After annealing at 0 ° C., B on the surface layer portion of the BKBO thin film
Eliminates the composition deviation of a defect.

【0028】次に、この発明の第3の実施例を図3に従
い説明する。SrTiO3単結晶基板1に前述と同要に
rf−スパッタリングよりBKBO薄膜2を形成させる
(図3(a)参照)。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A BKBO thin film 2 is formed on an SrTiO 3 single crystal substrate 1 by rf-sputtering in the same manner as described above (see FIG. 3A).

【0029】続いて、BKBO薄膜2の表面に加速電圧
数KeV(10KeV以下)で、ドーズ量1015/cm
2程度、Baをイオン注入9により、注入する。前述の
図5のデプスプロファイルより、表面から数100Åま
で、20〜30%のBaが欠損していることがわかる。
Subsequently, a dose of 10 15 / cm is applied to the surface of the BKBO thin film 2 at an acceleration voltage of several KeV (10 KeV or less).
About two times Ba is implanted by ion implantation 9. From the depth profile of FIG. 5 described above, it can be seen that 20 to 30% of Ba is missing from the surface to several hundred degrees.

【0030】ところで、1cm2の100Åの厚みをも
つ高温TcのBKBOを考えると、V=1×10-123
となる。
Considering high temperature Tc BKBO having a thickness of 100 ° of 1 cm 2 , V = 1 × 10 −12 m 3
Becomes

【0031】BKBO単位胞体積VBKBOは次のように表
わすことができる。 VBKBO=(4.28Å)3=7.84×10-29(m3
The BKBO unit cell volume V BKBO can be expressed as follows. V BKBO = (4.28 °) 3 = 7.84 × 10 -29 (m 3 )

【0032】100Åの厚みに存在するBKBOは次の
ようになる。 V/VBKBO=1.28×1016(個) 従って、1.28×1016(個)のBKBOが100Å
の厚みに存在する。そして、高温BKBOであれば、単
位胞あたり、Baは〜0.6個であるから、100Åの
厚み内にBaは7.68×1015存在する。
The BKBO existing at a thickness of 100 ° is as follows. V / V BKBO = 1.28 × 10 16 (pieces) Therefore, 1.28 × 10 16 (pieces) of BKBO is 100Å
Exists in the thickness. In the case of high-temperature BKBO, since Ba is ~ 0.6 per unit cell, Ba exists 7.68 × 10 15 within a thickness of 100 °.

【0033】前述のように、20〜30%のBaが欠損
しているので、高温BKBOにするためには、ドース量
としては、7.68×1015×0.2〜0.3=1.5
4〜2.3×1015(個)/cm2となる。従って、ド
ース量は1015/cm2程度に設定すれば良い。
As described above, since 20 to 30% of Ba is deficient, in order to obtain high-temperature BKBO, the dose amount is 7.68 × 10 15 × 0.2 to 0.3 = 1. .5
4 to 2.3 × 10 15 (pieces) / cm 2 . Therefore, the dose may be set to about 10 15 / cm 2 .

【0034】続いて、酸素雰囲気中で、アニールを行う
(図3(c)参照)。このアニールは、イオン注入が1
00Åまでの深さで注入すると考えられるので、前述の
BKBO膜の改質温度400℃程度で、BKBO膜が改
質され、高温TcのBKBOの薄膜が得られる。このア
ニールでBKBO薄膜表面のK化合物層も同時に除去す
ることができる。
Subsequently, annealing is performed in an oxygen atmosphere (see FIG. 3C). In this annealing, the ion implantation is performed one time.
Since it is considered that the implantation is performed to a depth of up to 00 °, the BKBO film is reformed at a reforming temperature of the BKBO film of about 400 ° C., and a BKBO thin film having a high temperature Tc is obtained. This annealing can also remove the K compound layer on the surface of the BKBO thin film at the same time.

【0035】続いて、この発明によるBKBOを用いた
SIS構造の積層型ジョセフソン接合の製造例を図4に
従い説明する。この実施例において、BKBO薄膜2を
改質するまで、すなわちSrTiO3単結晶基板にBK
BO薄膜2を形成し、欠損したBaを添加する工程、図
4(a)ないし図4(d)までは、前述の図1に示した
方法と同様であるので、重複を避けるために、同一符号
を付し説明を省略する。
Next, an example of manufacturing a stacked type Josephson junction having an SIS structure using BKBO according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, until the BKBO thin film 2 is reformed, that is, the SrTiO 3 single crystal substrate has BK
The steps of forming the BO thin film 2 and adding the deficient Ba, and FIGS. 4 (a) to 4 (d) are the same as those in the method shown in FIG. The reference numerals are used and the description is omitted.

【0036】図4(d)に示すように、Baの欠損を補
正したBKBO薄膜2上に、分子線エピタキシャル(M
BE)等によりMgO絶縁膜7を形成する(図4(e)
参照)。
As shown in FIG. 4D, a molecular beam epitaxy (M
BE) or the like to form an MgO insulating film 7 (FIG. 4E)
reference).

【0037】続いて、rf−スパッタリングを用いて、
このMgO絶縁膜7上にBKBO薄膜8をエピタキシャ
ル成長させることにより、BKBO薄膜を用いた積層型
ジョセフソン接合が得られる(図4(f)参照)。
Subsequently, using rf-sputtering,
By epitaxially growing the BKBO thin film 8 on the MgO insulating film 7, a stacked Josephson junction using the BKBO thin film is obtained (see FIG. 4F).

【0038】尚、図4に示した実施例においては、Ba
の添加をBaO膜を設けることにより行なう場合を示し
ているが、Baをイオン注入して添加した薄膜上に同様
にしてSIS構造のジョセフソン接合を形成しても良
い。
In the embodiment shown in FIG.
Is shown by providing a BaO film, but a Josephson junction having an SIS structure may be similarly formed on the thin film to which Ba is added by ion implantation.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、BKBO薄膜表面のBaの欠損を補正することがで
きるので、高温TcのBKBO膜が得られると共に、こ
の薄膜を用いた積層型のジョセフソン接合を形成するこ
とが可能とする。
As described above, according to the present invention, the deficiency of Ba on the surface of a BKBO thin film can be corrected, so that a BKBO film having a high temperature Tc can be obtained, and a stacked type It is possible to form a Josephson junction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明にかかるBKBO薄膜の製造方法の第
1実施例を工程別に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a method of manufacturing a BKBO thin film according to the present invention for each step.

【図2】この発明にかかるBKBO薄膜の製造方法の図
2の第2実施例を工程別に示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of FIG. 2 for each step of the method of manufacturing a BKBO thin film according to the present invention.

【図3】この発明にかかるBKBO薄膜の製造方法の図
3の第3実施例を工程別に示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of FIG. 3 for each step of the method of manufacturing a BKBO thin film according to the present invention.

【図4】この発明にかかるBKBO薄膜を用いた超電導
デバイスの製造方法の一実施例を工程別に示す断面図で
ある。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of a method for manufacturing a superconducting device using a BKBO thin film according to the present invention for each step.

【図5】SrTiO3単結晶基板上に形成したBKBO
薄膜のデブスプロファイルを示す特性図である。
FIG. 5: BKBO formed on SrTiO 3 single crystal substrate
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a depth profile of a thin film.

【図6】BKBO薄膜を用いた超電導トランジスタを示
す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a superconducting transistor using a BKBO thin film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 SrTiO3単結晶基板 2 BKBO薄膜 3 自然バリア 4 エミッタ電極 6 BaO膜 7 MgO絶縁層 8 BKBO薄膜 9 イオン注入(Ba)1 SrTiO 3 single crystal substrate 2 BKBO thin film 3 natural barrier 4 the emitter electrode 6 BaO film 7 MgO insulating layer 8 BKBO film 9 ion implantation (Ba)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 臼杵 辰朗 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 善里 順信 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−261771(JP,A) 特開 平2−260677(JP,A) 特開 平1−192181(JP,A) 特開 平3−122003(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 39/00 H01L 39/22 - 39/24 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tatsuro Usuki 2-18-18 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Junnobu Yoshizato 2-18 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. Sanyo Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-63-261177 (JP, A) JP-A-2-260677 (JP, A) JP-A-1-192181 (JP, A) JP-A-3- 122003 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 39/00 H01L 39/22-39/24 JICST file (JOIS)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に形成されるBa1-xxBiO3
(ここに、xは、0.2<x<0.5)組成からなる酸
化物超電導薄膜の表面層にBaを添加し、表面層部分の
超電導体の組成ずれを補正することを特徴とする酸化物
超電導の製造方法。
1. Ba 1-x K x BiO 3 formed on a substrate
(Where x is 0.2 <x <0.5) Ba is added to the surface layer of the oxide superconducting thin film having the composition to correct the composition deviation of the superconductor in the surface layer portion. Manufacturing method of oxide superconductivity.
【請求項2】 基板上に形成されたBa1-xxBiO3
(ここに、xは、0.2<x<0.5)組成からなる酸
化物超電導体薄膜表面にBaO膜を形成した後、熱処理
を施し、酸化物超電導薄膜の表面層部分にBaを添加
し、表面層部分の超電導体の組成ずれを補正することを
特徴とする酸化物超電導体の製造方法。
2. Ba 1-x K x BiO 3 formed on a substrate
(Here, x is 0.2 <x <0.5) After forming a BaO film on the surface of the oxide superconductor thin film having the composition, heat treatment is performed, and Ba is added to the surface layer portion of the oxide superconductor thin film. And a method of correcting the composition deviation of the superconductor in the surface layer portion.
【請求項3】 基板上に形成されたBa1-xxBiO3
(ここに、xは、0.2<x<0.5)組成からなる酸
化物超電導体薄膜の表面層に、Baをイオン注入した
後、熱処理を施し、酸化物超電導薄膜の表面層部分にB
aを添加し、表面層部分の超電導体の組成ずれを補正す
ることを特徴とする酸化物超電導体の製造方法。
3. Ba 1 -x K x BiO 3 formed on a substrate
(Where x is 0.2 <x <0.5) Ba is ion-implanted into the surface layer of the oxide superconducting thin film having the composition, and then heat treatment is applied to the surface layer portion of the oxide superconducting thin film. B
a) adding a to correct the composition deviation of the superconductor in the surface layer portion.
【請求項4】 基板上に形成されたBa1-xxBiO3
(ここに、xは、0.2<x<0.5)組成からなる酸
化物超電導体薄膜表面にBaO膜を形成し、熱処理を施
した後、前記酸化物超電導体薄膜表面に絶縁膜を設け、
この絶縁膜上に酸化物超電導体を形成することを特徴と
する超電導デバイスの製造方法。
4. Ba 1 -x K x BiO 3 formed on a substrate
(Here, x is 0.2 <x <0.5) After forming a BaO film on the surface of the oxide superconductor thin film having a composition and performing a heat treatment, an insulating film is formed on the surface of the oxide superconductor thin film. Provided,
A method for manufacturing a superconducting device, comprising forming an oxide superconductor on the insulating film.
【請求項5】 基板上に形成された、Ba1-xxBiO
3(ここに、0.2<x<0.5)組成からなる酸化物
超電導体薄膜の表面層に、Baをイオン注入し、熱処理
を施した後、前記酸化物超電導体薄膜上に絶縁膜を形成
し、この絶縁膜上に酸化物超電導体を形成することを特
徴とする超電導デバイスの製造方法。
5. A Ba 1-x K x BiO layer formed on a substrate.
3 (Here, Ba is ion-implanted into the surface layer of the oxide superconductor thin film having a composition of 0.2 <x <0.5), and after heat treatment, an insulating film is formed on the oxide superconductor thin film. And forming an oxide superconductor on the insulating film.
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