JPH01115898A - 酸化物超伝導体膜の製造方法 - Google Patents
酸化物超伝導体膜の製造方法Info
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- JPH01115898A JPH01115898A JP62273820A JP27382087A JPH01115898A JP H01115898 A JPH01115898 A JP H01115898A JP 62273820 A JP62273820 A JP 62273820A JP 27382087 A JP27382087 A JP 27382087A JP H01115898 A JPH01115898 A JP H01115898A
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Links
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は酸化物超伝導体膜の製造方法に関し、特にエレ
クトロニクスへの応用に重要な低温での薄膜の製造方法
に関するものである。
クトロニクスへの応用に重要な低温での薄膜の製造方法
に関するものである。
（従来の技術）
酸化物超伝導体をエレクトロニクス分野に応用するため
には、薄膜化が不可欠である。現在までに、真空蒸着法
やスパッタ法を用いて酸化物超伝導体膜をマグネシア（
ＭｇＯ）やサファイヤ（Ａｌ□ｏ３）基板上にｌｐｍ程
度被着しく第２図（ａ））、引き続き酸素雰囲気中９０
０〜９５０°Ｃで数時間熱処理することにより、液体窒
素温度（７７Ｋ）以上の高い超伝導転移温度を示す薄膜
が得られている（第２図（ｂ））。
には、薄膜化が不可欠である。現在までに、真空蒸着法
やスパッタ法を用いて酸化物超伝導体膜をマグネシア（
ＭｇＯ）やサファイヤ（Ａｌ□ｏ３）基板上にｌｐｍ程
度被着しく第２図（ａ））、引き続き酸素雰囲気中９０
０〜９５０°Ｃで数時間熱処理することにより、液体窒
素温度（７７Ｋ）以上の高い超伝導転移温度を示す薄膜
が得られている（第２図（ｂ））。
（発明が解決しようとする問題点）
以上述べた方法では、９００〜９５０’Ｃという高温で
数時間という長時間の熱処理を必要とするので、半導体
回路の配線等に応用した場合にはすでに形成されている
素子の特性を劣化させてしまうという問題点があった。
数時間という長時間の熱処理を必要とするので、半導体
回路の配線等に応用した場合にはすでに形成されている
素子の特性を劣化させてしまうという問題点があった。
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を取り除い
た酸化物超伝導体膜の製造方法を提供することにある。
た酸化物超伝導体膜の製造方法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、基板上に被着した酸化物超伝導体膜を大気中
または酸素雰囲気中で加熱しに後、大気中または酸素雰
囲気中で基板を加熱したままでレーザビームを照射し、
レーザビームもしくは上記基板を走査することによって
前記酸化物超伝導体膜を順次溶融、冷却し、再結晶化し
て前記酸化物超伝導体膜を高温超伝導化することを特徴
とする酸化物超伝導体膜の製造方法である。
または酸素雰囲気中で加熱しに後、大気中または酸素雰
囲気中で基板を加熱したままでレーザビームを照射し、
レーザビームもしくは上記基板を走査することによって
前記酸化物超伝導体膜を順次溶融、冷却し、再結晶化し
て前記酸化物超伝導体膜を高温超伝導化することを特徴
とする酸化物超伝導体膜の製造方法である。
（作用）
本発明では、酸化物超伝導体膜面内をレーザビームで走
査しながら、ビーム照射部を溶融再結晶化する。したが
って、基板温度を低温にして処理することができ、基板
内にすでに形成されている素子の特性を劣化させてしま
うという問題点を回避できる。しかし、このままではビ
ーム照射部の酸化物超伝導体膜はわずかの酸素欠損によ
り超伝導性を示さない。したがって、あらかじめ酸化物
超伝導体膜を大気中または酸素を含む雰囲気中で加熱し
て膜中に酸素を補給しておくことにより高温超伝導性を
示す膜を形成する。
査しながら、ビーム照射部を溶融再結晶化する。したが
って、基板温度を低温にして処理することができ、基板
内にすでに形成されている素子の特性を劣化させてしま
うという問題点を回避できる。しかし、このままではビ
ーム照射部の酸化物超伝導体膜はわずかの酸素欠損によ
り超伝導性を示さない。したがって、あらかじめ酸化物
超伝導体膜を大気中または酸素を含む雰囲気中で加熱し
て膜中に酸素を補給しておくことにより高温超伝導性を
示す膜を形成する。
（実施例）
次に本発明の一実施例を示す。
まず、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系ターゲツトを用いたスパッ
タ法により、表面を２μｍ膜厚の酸化シリコシ膜（８１
０２）１２ テ被覆したシリコン基板（Ｓｉ）１１上に
、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７に近い組成を持つ酸化物超伝導体
膜１３をｌｐｍ被着する（第１図（ａ））。スパッタは
アルゴン（Ａｒ）と酸素（０□）との混合ガス雰囲気中
で、基板温度は室温ないし７００°Ｃで行う。この段階
では酸化物超伝導体膜１３はアモルファスかアモルファ
スに近い多結晶体で超伝導性は示さない。次に、酸化物
超伝導体膜を被着したシリコン基板を大気中または酸素
雰囲気中で３００°Ｃないし５００°Ｃにて２０分以上
加熱して熱処理し膜中に酸素を補給しておく。さらに、
大気中または酸素雰囲気中で基板温度を３００°Ｃない
し５００°Ｃに保ったままで酸化物超伝導体膜１３表面
にＡｒレーザビームを照射して溶融、冷却し、再結晶化
領域１４を形成する（第１図（ｂ））。酸化物超伝導体
膜１３面内でＡｒレーザビームを走査することによって
前記酸化物超伝導体膜を順次溶融、冷却して再結晶化し
た酸化物超伝導体膜１５を作製する（第１図（Ｃ））。
タ法により、表面を２μｍ膜厚の酸化シリコシ膜（８１
０２）１２ テ被覆したシリコン基板（Ｓｉ）１１上に
、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７に近い組成を持つ酸化物超伝導体
膜１３をｌｐｍ被着する（第１図（ａ））。スパッタは
アルゴン（Ａｒ）と酸素（０□）との混合ガス雰囲気中
で、基板温度は室温ないし７００°Ｃで行う。この段階
では酸化物超伝導体膜１３はアモルファスかアモルファ
スに近い多結晶体で超伝導性は示さない。次に、酸化物
超伝導体膜を被着したシリコン基板を大気中または酸素
雰囲気中で３００°Ｃないし５００°Ｃにて２０分以上
加熱して熱処理し膜中に酸素を補給しておく。さらに、
大気中または酸素雰囲気中で基板温度を３００°Ｃない
し５００°Ｃに保ったままで酸化物超伝導体膜１３表面
にＡｒレーザビームを照射して溶融、冷却し、再結晶化
領域１４を形成する（第１図（ｂ））。酸化物超伝導体
膜１３面内でＡｒレーザビームを走査することによって
前記酸化物超伝導体膜を順次溶融、冷却して再結晶化し
た酸化物超伝導体膜１５を作製する（第１図（Ｃ））。
レーザ再結晶化条件はビーム直径８０ないし１１００ｐ
、出力３ないし５Ｗ、走査速度１０ないし６０ｍｍ／ｓ
ｅｃである。得られた酸化物超伝導体膜１５は、組成が
ほぼＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７で、結晶構造が規則的な酸素配
列をもつ斜方晶系になるため、高温超伝導性を示し、８
０に以上の高い超伝導転移温度を示す。実施例で示した
ように、本発明による方法を用いれば、基板温度は５０
０’Ｃ以下という低温に保ったままで処理することがで
き、基板内にすでに形成されている素子の特性を劣化さ
せることがない。さらに基板温度を低温化することは、
レーザービームのパワーを上げることなどにより、可能
となる。また、レーザ照射を行う前の熱処理温度につい
ても、プラズマや光を利用することによりさらに低温化
できる。また、この方法はアモルファス状のＳｉＯ□上
にも適用可能なことから、多層構造にも用いることがで
き、広くデバイスへの応用が期待できる。
、出力３ないし５Ｗ、走査速度１０ないし６０ｍｍ／ｓ
ｅｃである。得られた酸化物超伝導体膜１５は、組成が
ほぼＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７で、結晶構造が規則的な酸素配
列をもつ斜方晶系になるため、高温超伝導性を示し、８
０に以上の高い超伝導転移温度を示す。実施例で示した
ように、本発明による方法を用いれば、基板温度は５０
０’Ｃ以下という低温に保ったままで処理することがで
き、基板内にすでに形成されている素子の特性を劣化さ
せることがない。さらに基板温度を低温化することは、
レーザービームのパワーを上げることなどにより、可能
となる。また、レーザ照射を行う前の熱処理温度につい
ても、プラズマや光を利用することによりさらに低温化
できる。また、この方法はアモルファス状のＳｉＯ□上
にも適用可能なことから、多層構造にも用いることがで
き、広くデバイスへの応用が期待できる。
本実施例では、酸化物超伝導体膜にスパッタ法により被
着したＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系薄膜を用いたが、蒸着法や
ＣＶＤ法など他の成膜技術や、Ｌａ−８ｒ−Ｃｕ−０系
などの他の酸化物超伝導体を用いることもできる。
着したＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系薄膜を用いたが、蒸着法や
ＣＶＤ法など他の成膜技術や、Ｌａ−８ｒ−Ｃｕ−０系
などの他の酸化物超伝導体を用いることもできる。
また、基板には表面をＳｉＯ□で被覆したＳｉ基板を使
用したが、ＭｇＯや５ｒＴｔＯ３など他の物質でなる基
板を用いてもよい。さらに、本実施例のにレーザビーム
に変えて、ＣＯ２あるいはＹＡＧレーザビームを用いて
も良く、再結晶化後に酸素雰囲気中での４００ないし６
００°Ｃの熱処理を追加するのであれば電子ビームを用
いてもよい。
用したが、ＭｇＯや５ｒＴｔＯ３など他の物質でなる基
板を用いてもよい。さらに、本実施例のにレーザビーム
に変えて、ＣＯ２あるいはＹＡＧレーザビームを用いて
も良く、再結晶化後に酸素雰囲気中での４００ないし６
００°Ｃの熱処理を追加するのであれば電子ビームを用
いてもよい。
（発明の効果）
本発明によれば、基板温度を低温に保ったままで、熱酸
化膜やスパッタ法、ＣＶＤ法などで被着された通常の絶
縁膜上にも高温超伝導性の酸化物超伝導体膜を作製する
ことができ、基板内にすでに形成されている素子の特性
を劣化させることがない。したがって、多層の酸化物超
伝導体膜を必要とする電子デバイスへの応用が可能であ
る。
化膜やスパッタ法、ＣＶＤ法などで被着された通常の絶
縁膜上にも高温超伝導性の酸化物超伝導体膜を作製する
ことができ、基板内にすでに形成されている素子の特性
を劣化させることがない。したがって、多層の酸化物超
伝導体膜を必要とする電子デバイスへの応用が可能であ
る。
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の酸化物超伝導体膜の製
造方法を工程順に示す断面図、第２図（ａ）〜（ｂ）は
従来の酸化物超伝導体膜の製造方法を示す断面図である
。 図において、１１．２１は基板、１２は酸化シリコン膜
、１３．２２は酸化物超伝導体膜、１４は再結晶化領域
、１５．２３は高温超伝導性の酸化物超伝導体膜である
。
造方法を工程順に示す断面図、第２図（ａ）〜（ｂ）は
従来の酸化物超伝導体膜の製造方法を示す断面図である
。 図において、１１．２１は基板、１２は酸化シリコン膜
、１３．２２は酸化物超伝導体膜、１４は再結晶化領域
、１５．２３は高温超伝導性の酸化物超伝導体膜である
。
Claims (1)
- 基板上に被着した酸化物超伝導体膜を大気中または酸
素を含む雰囲気中で熱処理した後、大気中または酸素を
含む雰囲気中で基板を加熱した状態でレーザビームを照
射し、レーザビームもしくは上記基板を走査することに
よって前記酸化物超伝導体膜を順次溶融、冷却し、再結
晶化して前記酸化物超伝導体膜を高温超伝導化すること
を特徴とする酸化物超伝導体膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62273820A JPH01115898A (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 酸化物超伝導体膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62273820A JPH01115898A (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 酸化物超伝導体膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01115898A true JPH01115898A (ja) | 1989-05-09 |
Family
ID=17533013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62273820A Pending JPH01115898A (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 酸化物超伝導体膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01115898A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63207009A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導体の作製方法 |
| JPS6417330A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-20 | Semiconductor Energy Lab | Manufacture of superconductor |
-
1987
- 1987-10-28 JP JP62273820A patent/JPH01115898A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63207009A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導体の作製方法 |
| JPS6417330A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-20 | Semiconductor Energy Lab | Manufacture of superconductor |
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