JP3212749B2 - 酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作製方法 - Google Patents
酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作製方法Info
- Publication number
- JP3212749B2 JP3212749B2 JP09206193A JP9206193A JP3212749B2 JP 3212749 B2 JP3212749 B2 JP 3212749B2 JP 09206193 A JP09206193 A JP 09206193A JP 9206193 A JP9206193 A JP 9206193A JP 3212749 B2 JP3212749 B2 JP 3212749B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- layer
- film layer
- oxide superconducting
- superconducting thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超伝導配線実装基板、
マイクロ波素子やＳＱＵＩＤ等の酸化物超伝導装置の配
線系統作製方法に係り、特に、配線系統中のストリップ
ラインを、酸化物超伝導薄膜を活用して作製するに適し
た酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作製方法に関す
る。
マイクロ波素子やＳＱＵＩＤ等の酸化物超伝導装置の配
線系統作製方法に係り、特に、配線系統中のストリップ
ラインを、酸化物超伝導薄膜を活用して作製するに適し
た酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作製方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の酸化物超伝導薄膜ストリ
ップラインの作製方法においては、酸化物超伝導体上へ
レジストを用いて直接パタ−ニングを行い、乾式或いは
湿式でエッチングを行って酸化物超伝導薄膜ストリップ
ラインを作製するのが一般的である。
ップラインの作製方法においては、酸化物超伝導体上へ
レジストを用いて直接パタ−ニングを行い、乾式或いは
湿式でエッチングを行って酸化物超伝導薄膜ストリップ
ラインを作製するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな作製方法においては、酸化物超伝導体の超伝導特性
は、その酸化状態により、大きく異なり、例えば、真空
中での処理により容易に劣化する。また、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏは、耐水性にも劣り、その薄膜サブミクロンのオ
−ダ−の加工は容易ではない。このため、酸化物超伝導
薄膜の有効利用のためには、上述のような劣化を伴わな
いサブミクロンのオ一ダ一の加工技術の開発が不可欠で
ある。
うな作製方法においては、酸化物超伝導体の超伝導特性
は、その酸化状態により、大きく異なり、例えば、真空
中での処理により容易に劣化する。また、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏは、耐水性にも劣り、その薄膜サブミクロンのオ
−ダ−の加工は容易ではない。このため、酸化物超伝導
薄膜の有効利用のためには、上述のような劣化を伴わな
いサブミクロンのオ一ダ一の加工技術の開発が不可欠で
ある。
【０００４】そこで、本発明は、このようなことに対処
すべく、Ｎｂ薄膜にＧａイオンを照射したときＮｂ薄膜
のＧａイオンによる照射部分が、ＣＦ4 、ＳＦ6 等のフ
ッ素系ガスに対する耐エッチング特性を示すことを有効
に活用してなる酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作
製方法を提供しようとするものである。
すべく、Ｎｂ薄膜にＧａイオンを照射したときＮｂ薄膜
のＧａイオンによる照射部分が、ＣＦ4 、ＳＦ6 等のフ
ッ素系ガスに対する耐エッチング特性を示すことを有効
に活用してなる酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作
製方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するにあ
たり、本第１発明は、基板上に形成された酸化物超伝導
薄膜層上にオーミック接触層を形成する工程と、このオ
ーミック接触層上にＮｂ薄膜層を生成する工程と、前記
Ｎｂ薄膜層の表面の幅方向中間部位にその長手方向に沿
いＧａイオンを照射してＧａイオン被照射層を形成する
工程と、前記Ｇａイオン被照射層並びにこのＧａイオン
被照射層とこれに対応する前記基板の部分との間の前記
Ｎｂ薄膜層、オーミック接触層及び酸化物超伝導薄膜層
の各部分を除く前記Ｎｂ薄膜層、オーミック接触層及び
酸化物超伝導薄膜の残余の各部分をエッチングにより除
去して酸化物超伝導薄膜ストリップラインを形成する工
程とからなるように構成されている。このエッチング
は、通常、ＣＦ4 、ＳＦ6 等のフッ素系ガスにより行わ
れる。
たり、本第１発明は、基板上に形成された酸化物超伝導
薄膜層上にオーミック接触層を形成する工程と、このオ
ーミック接触層上にＮｂ薄膜層を生成する工程と、前記
Ｎｂ薄膜層の表面の幅方向中間部位にその長手方向に沿
いＧａイオンを照射してＧａイオン被照射層を形成する
工程と、前記Ｇａイオン被照射層並びにこのＧａイオン
被照射層とこれに対応する前記基板の部分との間の前記
Ｎｂ薄膜層、オーミック接触層及び酸化物超伝導薄膜層
の各部分を除く前記Ｎｂ薄膜層、オーミック接触層及び
酸化物超伝導薄膜の残余の各部分をエッチングにより除
去して酸化物超伝導薄膜ストリップラインを形成する工
程とからなるように構成されている。このエッチング
は、通常、ＣＦ4 、ＳＦ6 等のフッ素系ガスにより行わ
れる。
【０００６】更に、本第２発明は、前記第１発明におけ
るＧａイオン被照射層並びにこのＧａイオン被照射層と
これに対応する前記基板の部分との間の前記Ｎｂ薄膜層
の部分を除く前記Ｎｂ薄膜層の残余の各部分をエッチン
グにより除去する工程の後に、このＧａイオン被照射層
とこれに対応する前記基板の部分との間のオーミック接
触層及び酸化物超伝導薄膜層の各部分を除く前記Ｎｂ薄
膜層、オーミック接触層及び酸化物超伝導薄膜の残余の
各部分、並びに前記Ｇａイオン被照射層及び該Ｇａイオ
ン被照射層とこれに対応する前記基板の部分との間の前
記Ｎｂ薄膜層の一部若しくは全部をエッチングにより除
去して酸化物超伝導薄膜ストリップラインを形成する工
程とからなるように構成されている。この前者における
エッチングは、通常、ＣＦ4 、ＳＦ6 等のフッ素系ガス
により行われ、後者におけるエッチングは、通常、Ａｒ
ガス（Ｎｂ薄膜層のエッチングも可能である。）により
行われる。
るＧａイオン被照射層並びにこのＧａイオン被照射層と
これに対応する前記基板の部分との間の前記Ｎｂ薄膜層
の部分を除く前記Ｎｂ薄膜層の残余の各部分をエッチン
グにより除去する工程の後に、このＧａイオン被照射層
とこれに対応する前記基板の部分との間のオーミック接
触層及び酸化物超伝導薄膜層の各部分を除く前記Ｎｂ薄
膜層、オーミック接触層及び酸化物超伝導薄膜の残余の
各部分、並びに前記Ｇａイオン被照射層及び該Ｇａイオ
ン被照射層とこれに対応する前記基板の部分との間の前
記Ｎｂ薄膜層の一部若しくは全部をエッチングにより除
去して酸化物超伝導薄膜ストリップラインを形成する工
程とからなるように構成されている。この前者における
エッチングは、通常、ＣＦ4 、ＳＦ6 等のフッ素系ガス
により行われ、後者におけるエッチングは、通常、Ａｒ
ガス（Ｎｂ薄膜層のエッチングも可能である。）により
行われる。
【０００７】
【作用】本発明においては、Ｎｂ薄膜層にＧａイオンを
照射してＧａイオン被照射層を生成したとき、このＧａ
イオン被照射層のＮｂがＣＦ4 、ＳＦ6 等のフッ素系ガ
スに対する耐エッチング特性を示す。従って、これらを
このガスによりエッチングすれば、Ｇａイオン被照射層
並びにこのＧａイオン被照射層とこれに対応する前記基
板の部分との間の前記Ｎｂ薄膜層、オーミック接触層及
び酸化物超伝導薄膜層の各部分を除く前記Ｎｂ薄膜層、
オーミック接触層及び酸化物超伝導薄膜の残余の各部分
がエッチングにより除去される。そのため、酸化物超伝
導薄膜ストリップラインを形成できる。また、ＣＦ4 、
ＳＦ6 等のフッ素系ガスによるエッチングの後に、Ｎｂ
薄膜層のエッチングも可能であるＡｒガスにより、第２
段目のエッチングを行えば、前記Ｎｂ薄膜層、オーミッ
ク接触層及び酸化物超伝導薄膜の残余の各部分に加え
て、前記Ｇａイオン被照射層及び該Ｇａイオン被照射層
とこれに対応する前記基板の部分との間の前記Ｎｂ薄膜
層の一部若しくは全部がエッチングにより除去できる。
従って、サブミクロンオーダーの幅でのＧａイオン照射
をＮｂ薄膜層に行えば、同Ｎｂ薄膜層のサブミクロンオ
ーダーの幅のＧａイオン照射部分のＣＦ4 、ＳＦ6 等の
フッ素系ガスに対する耐エッチング特性により、サブミ
クロンオーダーの幅の酸化物超伝導薄膜ストリップライ
ンの形成が前記超伝導薄膜層の本来の超伝導特性を維持
しつつ実現できる。
照射してＧａイオン被照射層を生成したとき、このＧａ
イオン被照射層のＮｂがＣＦ4 、ＳＦ6 等のフッ素系ガ
スに対する耐エッチング特性を示す。従って、これらを
このガスによりエッチングすれば、Ｇａイオン被照射層
並びにこのＧａイオン被照射層とこれに対応する前記基
板の部分との間の前記Ｎｂ薄膜層、オーミック接触層及
び酸化物超伝導薄膜層の各部分を除く前記Ｎｂ薄膜層、
オーミック接触層及び酸化物超伝導薄膜の残余の各部分
がエッチングにより除去される。そのため、酸化物超伝
導薄膜ストリップラインを形成できる。また、ＣＦ4 、
ＳＦ6 等のフッ素系ガスによるエッチングの後に、Ｎｂ
薄膜層のエッチングも可能であるＡｒガスにより、第２
段目のエッチングを行えば、前記Ｎｂ薄膜層、オーミッ
ク接触層及び酸化物超伝導薄膜の残余の各部分に加え
て、前記Ｇａイオン被照射層及び該Ｇａイオン被照射層
とこれに対応する前記基板の部分との間の前記Ｎｂ薄膜
層の一部若しくは全部がエッチングにより除去できる。
従って、サブミクロンオーダーの幅でのＧａイオン照射
をＮｂ薄膜層に行えば、同Ｎｂ薄膜層のサブミクロンオ
ーダーの幅のＧａイオン照射部分のＣＦ4 、ＳＦ6 等の
フッ素系ガスに対する耐エッチング特性により、サブミ
クロンオーダーの幅の酸化物超伝導薄膜ストリップライ
ンの形成が前記超伝導薄膜層の本来の超伝導特性を維持
しつつ実現できる。
【０００８】また、前記超伝導薄膜層の上に前記Ｎｂ薄
膜層（及び／又はオーミック接触層）が形成されている
ので、前記超伝導薄膜層を流れる電流が限界電流を超え
たりして同超伝導薄膜層が破壊したとしても、前記Ｎｂ
薄膜層等が補助的に迂回電流路としての役割を果たすこ
とができる。従って、従来のように超伝導薄膜層が破壊
した場合のフェイルセーフ的な補助回路を設ける必要も
ない。更に、前記Ｎｂ薄膜層と前記超伝導薄膜層との間
に前記オーミック接触層を介装させるようにしたので、
前記Ｎｂ薄膜層と超伝導薄膜層との間のオーミック接触
を良好に維持し得るのは勿論のこと、外部回路へ電流を
取り出す場合の電極形成にも便利である。
膜層（及び／又はオーミック接触層）が形成されている
ので、前記超伝導薄膜層を流れる電流が限界電流を超え
たりして同超伝導薄膜層が破壊したとしても、前記Ｎｂ
薄膜層等が補助的に迂回電流路としての役割を果たすこ
とができる。従って、従来のように超伝導薄膜層が破壊
した場合のフェイルセーフ的な補助回路を設ける必要も
ない。更に、前記Ｎｂ薄膜層と前記超伝導薄膜層との間
に前記オーミック接触層を介装させるようにしたので、
前記Ｎｂ薄膜層と超伝導薄膜層との間のオーミック接触
を良好に維持し得るのは勿論のこと、外部回路へ電流を
取り出す場合の電極形成にも便利である。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面により説明
する。 （１）作成される酸化物超伝導薄膜ストリップライン構
造 図１は、ＭｇＯからなる単結晶の基板１０上に、本発明
に係る酸化物超伝導薄膜ストリップライン２０をサブミ
クロンオーダーの幅にて作製した例を示している。この
酸化物超伝導薄膜ストリップライン２０は、基板１０上
に形成したバッファ層２１と、このバッファ層２１上に
形成したＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏからなる酸化物超
伝導薄膜層２２（Ｔｃｚｅｒｏ＝８５Ｋ）と、この酸化
物超伝導薄膜層２２上に形成した白金薄膜層２３と、こ
の白金薄膜層２３上に形成したＮｂ薄膜層２４とにより
構成されている。
する。 （１）作成される酸化物超伝導薄膜ストリップライン構
造 図１は、ＭｇＯからなる単結晶の基板１０上に、本発明
に係る酸化物超伝導薄膜ストリップライン２０をサブミ
クロンオーダーの幅にて作製した例を示している。この
酸化物超伝導薄膜ストリップライン２０は、基板１０上
に形成したバッファ層２１と、このバッファ層２１上に
形成したＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏからなる酸化物超
伝導薄膜層２２（Ｔｃｚｅｒｏ＝８５Ｋ）と、この酸化
物超伝導薄膜層２２上に形成した白金薄膜層２３と、こ
の白金薄膜層２３上に形成したＮｂ薄膜層２４とにより
構成されている。
【００１０】（２）酸化物超伝導薄膜ストリップライン
２０の作製方法 次に、基板１０上における酸化物超伝導薄膜ストリップ
ライン２０の作製方法について説明する。まず、図２に
て示すごとく、基板１０上に、上述したバッファ層２
１、酸化物超伝導薄膜層２２、白金薄膜層２３及びＮｂ
薄膜層２４よりもそれぞれ幅広でこれらとそれぞれ同様
の形成材料からなるバッファ層２１Ａ、酸化物超伝導薄
膜層２２Ａ、白金薄膜層２３Ａ及びＮｂ薄膜層２４Ａ
（前記Ｎｂ薄膜層２４よりも厚い。）を順次形成したも
のを準備する。かかる場合、酸化物超伝導薄膜層２２Ａ
を１０００オングストロームにて形成し、白金薄膜層２
３Ａを８００オングストロームにて形成し、また、Ｎｂ
薄膜層２４Ａを１５００オングストロームにて形成す
る。尚、前記バッファ層２１は必要に応じて形成しなく
てもよい。
２０の作製方法 次に、基板１０上における酸化物超伝導薄膜ストリップ
ライン２０の作製方法について説明する。まず、図２に
て示すごとく、基板１０上に、上述したバッファ層２
１、酸化物超伝導薄膜層２２、白金薄膜層２３及びＮｂ
薄膜層２４よりもそれぞれ幅広でこれらとそれぞれ同様
の形成材料からなるバッファ層２１Ａ、酸化物超伝導薄
膜層２２Ａ、白金薄膜層２３Ａ及びＮｂ薄膜層２４Ａ
（前記Ｎｂ薄膜層２４よりも厚い。）を順次形成したも
のを準備する。かかる場合、酸化物超伝導薄膜層２２Ａ
を１０００オングストロームにて形成し、白金薄膜層２
３Ａを８００オングストロームにて形成し、また、Ｎｂ
薄膜層２４Ａを１５００オングストロームにて形成す
る。尚、前記バッファ層２１は必要に応じて形成しなく
てもよい。
【００１１】然る後、Ｎｂ薄膜層２４Ａの表面の幅方向
中間部位にその長手方向に沿い集束イオンビーム装置
（以下、ＦＩＢ装置という）によりサブミクロンオーダ
ーの幅でもってＧａイオンを照射してＮｂ薄膜層２４Ａ
の照射部分を変質させて、図３にて示すごとく、Ｇａイ
オン被照射層２５を形成する。かかる場合、パターンの
電極間距離を１００μｍとし、電極面積を５０μｍ×５
０μｍとし、両電極間に形成されるストリップラインの
線幅を０．１〜１．０μｍとした。また、照射条件は、
加速電圧６０ｋＶ及び照射量１５．１×１０15（イオン
／ｃｍ2 ）とした。
中間部位にその長手方向に沿い集束イオンビーム装置
（以下、ＦＩＢ装置という）によりサブミクロンオーダ
ーの幅でもってＧａイオンを照射してＮｂ薄膜層２４Ａ
の照射部分を変質させて、図３にて示すごとく、Ｇａイ
オン被照射層２５を形成する。かかる場合、パターンの
電極間距離を１００μｍとし、電極面積を５０μｍ×５
０μｍとし、両電極間に形成されるストリップラインの
線幅を０．１〜１．０μｍとした。また、照射条件は、
加速電圧６０ｋＶ及び照射量１５．１×１０15（イオン
／ｃｍ2 ）とした。
【００１２】ついで、図４にて示すごとく、Ｇａイオン
被照射層２５並びにこれに対応する基板１０の部分との
間のＮｂ薄膜層２４Ｂの部分を除く同Ｎｂ薄膜層２４Ａ
の残余の両側部分（図４にて図示二点鎖線参照）をＣＦ
4 のガスによりエッチングして除去する。このようなエ
ッチングによる除去後、図５にて示すごとく、Ｇａイオ
ン被照射層２５とこれに対応する基板１０の部分との間
の白金薄膜層２３Ａ、酸化物超伝導薄膜層２２Ａ及びバ
ッファ層２１Ａの各部分（２３、２２及び２１）を除く
白金薄膜層２３Ａ、酸化物超伝導薄膜２４Ａ及びバッフ
ァ層２１Ａの残余の各両側部分（図５にて図示二点鎖線
参照）、並びに前記Ｇａイオン被照射層２５及びＮｂ薄
膜層２４Ｂの上部約２／３を、ＥＣＲエッチング装置に
よりエッチングして除去し、酸化物超伝導薄膜ストリッ
プライン２０を作製する。なお、ＥＣＲエッチング装置
によるエッチングは、Ａｒガス中にて加速電圧０．７ｋ
Ｖ、照射角度０度及びファラデーカップ値０．３２（ｍ
Ａ／ｃｍ2 ）にて行った。
被照射層２５並びにこれに対応する基板１０の部分との
間のＮｂ薄膜層２４Ｂの部分を除く同Ｎｂ薄膜層２４Ａ
の残余の両側部分（図４にて図示二点鎖線参照）をＣＦ
4 のガスによりエッチングして除去する。このようなエ
ッチングによる除去後、図５にて示すごとく、Ｇａイオ
ン被照射層２５とこれに対応する基板１０の部分との間
の白金薄膜層２３Ａ、酸化物超伝導薄膜層２２Ａ及びバ
ッファ層２１Ａの各部分（２３、２２及び２１）を除く
白金薄膜層２３Ａ、酸化物超伝導薄膜２４Ａ及びバッフ
ァ層２１Ａの残余の各両側部分（図５にて図示二点鎖線
参照）、並びに前記Ｇａイオン被照射層２５及びＮｂ薄
膜層２４Ｂの上部約２／３を、ＥＣＲエッチング装置に
よりエッチングして除去し、酸化物超伝導薄膜ストリッ
プライン２０を作製する。なお、ＥＣＲエッチング装置
によるエッチングは、Ａｒガス中にて加速電圧０．７ｋ
Ｖ、照射角度０度及びファラデーカップ値０．３２（ｍ
Ａ／ｃｍ2 ）にて行った。
【００１３】（３）実施例の効果 かかる場合、Ｎｂ薄膜層２４ＡにＧａイオンを照射した
とき同Ｇａイオンを照射されたＮｂ薄膜層２４Ａの部
分、即ちＧａイオン被照射層２５が、ＣＦ4 ガスによる
エッチングの際、このフッ素系ガスに対する耐エッチン
グ特性を示すことを有効に活用して、上述のエッチング
を行うので、酸化物超伝導薄膜ストリップライン２０を
マスクすることなく、酸化物超伝導薄膜ストリップライ
ン２０以外の部分のみを確実に除去できる。換言すれ
ば、Ｇａイオン被照射層２５をエッチングの際の超伝導
薄膜層２３の保護膜として活用することにより、超伝導
薄膜層２２の本来の超伝導特性を正常に確保したまま酸
化物超伝導薄膜ストリップライン２０の作製が低コスト
にて可能となる。従って、このような酸化物超伝導薄膜
ストリップライン２０によれば、超伝導薄膜層２２の本
来の超伝導特性を有効に活用しつつ周辺回路との電流の
授受を行うことができる。ちなみに、０．１〜１．０μ
ｍの幅の酸化物超伝導薄膜ストリップラインを作製した
後のＴｃを測定した結果、０．３〜１．０μｍの幅の酸
化物超伝導薄膜ストリップラインのものでは、Ｔｃの劣
化は５Ｋと極めて小さく、また、０．１μｍの幅の酸化
物超伝導薄膜ストリップラインのものでもＴｃの劣化は
約１０Ｋであった。
とき同Ｇａイオンを照射されたＮｂ薄膜層２４Ａの部
分、即ちＧａイオン被照射層２５が、ＣＦ4 ガスによる
エッチングの際、このフッ素系ガスに対する耐エッチン
グ特性を示すことを有効に活用して、上述のエッチング
を行うので、酸化物超伝導薄膜ストリップライン２０を
マスクすることなく、酸化物超伝導薄膜ストリップライ
ン２０以外の部分のみを確実に除去できる。換言すれ
ば、Ｇａイオン被照射層２５をエッチングの際の超伝導
薄膜層２３の保護膜として活用することにより、超伝導
薄膜層２２の本来の超伝導特性を正常に確保したまま酸
化物超伝導薄膜ストリップライン２０の作製が低コスト
にて可能となる。従って、このような酸化物超伝導薄膜
ストリップライン２０によれば、超伝導薄膜層２２の本
来の超伝導特性を有効に活用しつつ周辺回路との電流の
授受を行うことができる。ちなみに、０．１〜１．０μ
ｍの幅の酸化物超伝導薄膜ストリップラインを作製した
後のＴｃを測定した結果、０．３〜１．０μｍの幅の酸
化物超伝導薄膜ストリップラインのものでは、Ｔｃの劣
化は５Ｋと極めて小さく、また、０．１μｍの幅の酸化
物超伝導薄膜ストリップラインのものでもＴｃの劣化は
約１０Ｋであった。
【００１４】また、Ｇａイオン照射は、ＦＩＢ装置によ
り行われるので、Ｇａイオンの照射幅がサブミクロンオ
ーダーの幅にて実現できる。従って、酸化物超伝導薄膜
ストリップライン２０をサブミクロンオーダーの幅にて
作製できる。また、超伝導薄膜層２２を流れる電流が限
界電流を超えたりして超伝導薄膜層２２が破壊したとし
ても、Ｎｂ薄膜層２４及び白金薄膜層２３が補助的に迂
回電流路としての役割を果たすので、従来のように超伝
導薄膜層２２が破壊した場合のフェイルセーフ的な補助
回路を設ける必要もない。また、Ｎｂ薄膜層２４と超伝
導薄膜層２２との間に白金薄膜層２３を介装させるよう
にしたので、Ｎｂ薄膜層２４と超伝導薄膜層２２との間
のオーミック接触を良好に維持し得るのは勿論のこと、
外部回路へ電流を取り出す場合の電極形成にも便利であ
る。
り行われるので、Ｇａイオンの照射幅がサブミクロンオ
ーダーの幅にて実現できる。従って、酸化物超伝導薄膜
ストリップライン２０をサブミクロンオーダーの幅にて
作製できる。また、超伝導薄膜層２２を流れる電流が限
界電流を超えたりして超伝導薄膜層２２が破壊したとし
ても、Ｎｂ薄膜層２４及び白金薄膜層２３が補助的に迂
回電流路としての役割を果たすので、従来のように超伝
導薄膜層２２が破壊した場合のフェイルセーフ的な補助
回路を設ける必要もない。また、Ｎｂ薄膜層２４と超伝
導薄膜層２２との間に白金薄膜層２３を介装させるよう
にしたので、Ｎｂ薄膜層２４と超伝導薄膜層２２との間
のオーミック接触を良好に維持し得るのは勿論のこと、
外部回路へ電流を取り出す場合の電極形成にも便利であ
る。
【００１５】なお、前記実施例においては、ＣＦ4 ガス
によるエッチングの後にＡｒガスによるエッチングを行
っているが、図６に示すように、後段階のエッチングに
おいてもＣＦ4 ガスにより行う、即ち全てのエッチング
をＣＦ4 ガスにより行えば、図７に示すように、白金薄
膜層２３上に、順次、Ｎｂ薄膜層２４Ｃ及びＧａイオン
被照射層２５とがエッチングされずに構成されているス
トリップライン２０を作成できる。
によるエッチングの後にＡｒガスによるエッチングを行
っているが、図６に示すように、後段階のエッチングに
おいてもＣＦ4 ガスにより行う、即ち全てのエッチング
をＣＦ4 ガスにより行えば、図７に示すように、白金薄
膜層２３上に、順次、Ｎｂ薄膜層２４Ｃ及びＧａイオン
被照射層２５とがエッチングされずに構成されているス
トリップライン２０を作成できる。
【００１６】また、基板１０をＭｇＯの単結晶により形
成するようにしたが、これに代えて、ＳｒＴｉＯ3 やＬ
ａＡｌＯ3 により基板１０を形成するようにしてもよ
い。更に、前記実施例においては、超伝導薄膜層２２を
Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏにより形成するようにした
例について説明したが、これに限らす、例えば、Ｙ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ（Ｔｃｚｅｒｏ＝９５Ｋ）により、超伝導
薄膜層２２を形成するように実施してもよい。かかる場
合、超伝導薄膜層２２を形成した後、白金薄膜層及Ｎｂ
薄膜層をそれぞれ５００オングストローム及び１５００
オングストロームにて形成し、前記実施例と同様にして
酸化物超伝導薄膜ストリップラインを作製すれば、Ｔｃ
の劣化は、各線幅０．２μｍ、０．３μｍ、０．５μｍ
及び１．０μｍのいずれの場合も５Ｋ以下であった。
成するようにしたが、これに代えて、ＳｒＴｉＯ3 やＬ
ａＡｌＯ3 により基板１０を形成するようにしてもよ
い。更に、前記実施例においては、超伝導薄膜層２２を
Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏにより形成するようにした
例について説明したが、これに限らす、例えば、Ｙ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ（Ｔｃｚｅｒｏ＝９５Ｋ）により、超伝導
薄膜層２２を形成するように実施してもよい。かかる場
合、超伝導薄膜層２２を形成した後、白金薄膜層及Ｎｂ
薄膜層をそれぞれ５００オングストローム及び１５００
オングストロームにて形成し、前記実施例と同様にして
酸化物超伝導薄膜ストリップラインを作製すれば、Ｔｃ
の劣化は、各線幅０．２μｍ、０．３μｍ、０．５μｍ
及び１．０μｍのいずれの場合も５Ｋ以下であった。
【００１７】また、前記実施例においては、白金薄膜層
２３をオーミック接触層としてＮｂ薄膜層２４及び超伝
導層２２との間に介装するようにしたが、これに代え
て、金薄膜層或いは銀薄膜層をオーミック接触層として
Ｎｂ薄膜層２４及び超伝導層２２との間に介装するよう
にして実施しても、前記実施例と同様に良好なオーミッ
ク接触を確保できる。
２３をオーミック接触層としてＮｂ薄膜層２４及び超伝
導層２２との間に介装するようにしたが、これに代え
て、金薄膜層或いは銀薄膜層をオーミック接触層として
Ｎｂ薄膜層２４及び超伝導層２２との間に介装するよう
にして実施しても、前記実施例と同様に良好なオーミッ
ク接触を確保できる。
【００１８】
【発明の効果】本発明の作製方法によれば、サブミクロ
ンオーダーの幅でのＧａイオン照射をＮｂ薄膜層に行え
ば、サブミクロンオーダーの幅の酸化物超伝導薄膜スト
リップラインの形成が前記超伝導薄膜層の本来の超伝導
特性を維持しつつ実現でき、また、酸化物超伝導薄膜ス
トリップラインをマスクすることなく形成でき、そのた
め酸化物超伝導薄膜ストリップラインの形成コストの軽
減が可能となる。
ンオーダーの幅でのＧａイオン照射をＮｂ薄膜層に行え
ば、サブミクロンオーダーの幅の酸化物超伝導薄膜スト
リップラインの形成が前記超伝導薄膜層の本来の超伝導
特性を維持しつつ実現でき、また、酸化物超伝導薄膜ス
トリップラインをマスクすることなく形成でき、そのた
め酸化物超伝導薄膜ストリップラインの形成コストの軽
減が可能となる。
【００１９】また、前記超伝導薄膜層を流れる電流が限
界電流を超えたりして同超伝導薄膜層が破壊されたとし
ても、前記Ｎｂ薄膜層及び／又はオーミック接触層が補
助的に迂回電流路としての役割を果たすので、従来のよ
うに超伝導薄膜層が破壊した場合のフェイルセーフ的な
補助回路を設ける必要もない。更に、前記Ｎｂ薄膜層と
前記超伝導薄膜層との間に前記オーミック接触層を介装
させるようにしたので、前記Ｎｂ薄膜層と超伝導薄膜層
との間のオーミック接触を良好に維持し得るのは勿論の
こと、外部回路へ電流を取り出す場合の電極形成にも便
利である。
界電流を超えたりして同超伝導薄膜層が破壊されたとし
ても、前記Ｎｂ薄膜層及び／又はオーミック接触層が補
助的に迂回電流路としての役割を果たすので、従来のよ
うに超伝導薄膜層が破壊した場合のフェイルセーフ的な
補助回路を設ける必要もない。更に、前記Ｎｂ薄膜層と
前記超伝導薄膜層との間に前記オーミック接触層を介装
させるようにしたので、前記Ｎｂ薄膜層と超伝導薄膜層
との間のオーミック接触を良好に維持し得るのは勿論の
こと、外部回路へ電流を取り出す場合の電極形成にも便
利である。
【図１】本発明に係る酸化物超伝導薄膜ストリップライ
ンの一実施例を示す断面図である。
ンの一実施例を示す断面図である。
【図２】酸化物超伝導薄膜ストリップラインを作製する
ためのＧａイオン照射前の状態を示す断面図である。
ためのＧａイオン照射前の状態を示す断面図である。
【図３】Ｇａイオンを照射した状態を示す断面図であ
る。
る。
【図４】Ｎｂ薄膜層をＣＦ4 ガスによるエッチングによ
り除去した状態を示す断面図である。
り除去した状態を示す断面図である。
【図５】白金薄膜層、超伝導薄膜層及びバッファ層をＡ
ｒガスによるエッチングにより除去する状態を示す断面
図である。
ｒガスによるエッチングにより除去する状態を示す断面
図である。
【図６】白金薄膜層、超伝導薄膜層及びバッファ層をＣ
Ｆ4 ガスによるエッチングにより除去する状態を示す断
面図である。
Ｆ4 ガスによるエッチングにより除去する状態を示す断
面図である。
【図７】図６に示すエッチングにより作成される酸化物
超伝導薄膜ストリップラインの他実施例を示す断面図で
ある。
超伝導薄膜ストリップラインの他実施例を示す断面図で
ある。
１０；基板、２０；酸化物超伝導薄膜ストリップライ
ン、２１；バッファ層、２２；超伝導薄膜層、２３；白
金薄膜層、２４；Ｎｂ薄膜層、２５；Ｇａイオン被照射
Ｎｂ層。
ン、２１；バッファ層、２２；超伝導薄膜層、２３；白
金薄膜層、２４；Ｎｂ薄膜層、２５；Ｇａイオン被照射
Ｎｂ層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−53278（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−194435（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−200423（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−283179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−184528（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−209772（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−22321（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 39/22 - 39/24 H01L 39/00 H01L 21/302
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に形成された酸化物超伝導薄膜層
上にオーミック接触層を形成する工程と、このオーミッ
ク接触層上にＮｂ薄膜層を生成する工程と、前記Ｎｂ薄
膜層の表面の幅方向中間部位にその長手方向に沿いＧａ
イオンを照射してＧａイオン被照射層を形成する工程
と、前記Ｇａイオン被照射層並びにこのＧａイオン被照
射層とこれに対応する前記基板の部分との間の前記Ｎｂ
薄膜層、オーミック接触層及び酸化物超伝導薄膜層の各
部分を除く前記Ｎｂ薄膜層、オーミック接触層及び酸化
物超伝導薄膜の残余の各部分をエッチングにより除去し
て酸化物超伝導薄膜ストリップラインを形成する工程と
からなる酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作製方
法。 - 【請求項２】 基板上に形成された酸化物超伝導薄膜層
上にオーミック接触層を形成する工程と、このオーミッ
ク接触層上にＮｂ薄膜層を生成する工程と、前記Ｎｂ薄
膜層の表面の幅方向中間部位にその長手方向に沿いＧａ
イオンを照射してＧａイオン被照射層を形成する工程
と、前記Ｇａイオン被照射層並びにこのＧａイオン被照
射層とこれに対応する前記基板の部分との間の前記Ｎｂ
薄膜層の部分を除く前記Ｎｂ薄膜層の残余の各部分をエ
ッチングにより除去する工程と、このＧａイオン被照射
層とこれに対応する前記基板の部分との間のオーミック
接触層及び酸化物超伝導薄膜層の各部分を除く前記Ｎｂ
薄膜層、オーミック接触層及び酸化物超伝導薄膜の残余
の各部分、並びに前記Ｇａイオン被照射層及び該Ｇａイ
オン被照射層とこれに対応する前記基板の部分との間の
前記Ｎｂ薄膜層の一部若しくは全部をエッチングにより
除去して酸化物超伝導薄膜ストリップラインを形成する
工程とからなる酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作
製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09206193A JP3212749B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09206193A JP3212749B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283773A JPH06283773A (ja) | 1994-10-07 |
| JP3212749B2 true JP3212749B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=14043974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09206193A Expired - Fee Related JP3212749B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3212749B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP09206193A patent/JP3212749B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06283773A (ja) | 1994-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0181457B1 (en) | Method for making contacts to integrated circuits | |
| US4432134A (en) | Process for in-situ formation of niobium-insulator-niobium Josephson tunnel junction devices | |
| EP0419361B2 (en) | Method for forming an electrode for electrical connection to oxide superconductor | |
| JP3212749B2 (ja) | 酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作製方法 | |
| EP0732756A2 (en) | Method for patterning a layer on oxide superconductor thin film and superconducting device manufactured thereby | |
| JPS6146081A (ja) | ジヨセフソン接合素子の製造方法 | |
| JPS5978585A (ja) | ジヨセフソン集積回路 | |
| US4178602A (en) | Thin film cryotron | |
| JP2682136B2 (ja) | ジョセフソン素子の製造方法 | |
| JP2994304B2 (ja) | 超伝導集積回路および超伝導集積回路の製造方法 | |
| US5317168A (en) | Superconducting field effect transistor | |
| JPS5979585A (ja) | ジヨセフソン接合素子とその製造方法 | |
| JP3416898B2 (ja) | 半導体結合超伝導素子の製造方法 | |
| US3450534A (en) | Tin-lead-tin layer arrangement to improve adherence of photoresist and substrate | |
| JPS60208872A (ja) | 超電導コンタクトの製造方法 | |
| JPS61144892A (ja) | シヨセフソン集積回路の製造方法 | |
| JPH08227743A (ja) | 酸化物超電導体用金属電極 | |
| JPS61263179A (ja) | ジヨセフソン接合素子の製造方法 | |
| KR940000312B1 (ko) | 고부하 저항체를 갖는 sram 및 그 제조방법 | |
| JP2986151B2 (ja) | 超伝導平面回路の製造方法 | |
| JPH05183207A (ja) | 超伝導デバイスの製造方法 | |
| JPH0828538B2 (ja) | 超電導薄膜パタンの形成方法 | |
| JPH07142776A (ja) | パターンの形成方法 | |
| JPH08236822A (ja) | 超伝導ヒューズ | |
| JPH0379090A (ja) | 超電導スイッチング装置およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |