JPH01119076A - 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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- JPH01119076A JPH01119076A JP62276393A JP27639387A JPH01119076A JP H01119076 A JPH01119076 A JP H01119076A JP 62276393 A JP62276393 A JP 62276393A JP 27639387 A JP27639387 A JP 27639387A JP H01119076 A JPH01119076 A JP H01119076A
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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
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））。
しかしながら、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。
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。
（発明が解決しようとする問題点）
こうした高温かつ長時間の熱処理が必要という従来技術
の問題点を解決する手段として、基板上に被着した酸化
物超伝導体膜をレーザビームで照射し、基板もしくはレ
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、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方法が考えられる。その場合に
は、基板上に被着した酸化物超伝導体膜のみが極めて短
時間高温になるので基板にすでに形成されている素子の
特性を劣化させることはない。また、レーザビームで局
所的に加熱された後の熱的環境がいずれの位置において
も同等であるためには、一定の膜厚で、かつ、全面に酸
化物超伝導体膜が被着されていることが必要である。
の問題点を解決する手段として、基板上に被着した酸化
物超伝導体膜をレーザビームで照射し、基板もしくはレ
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、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方法が考えられる。その場合に
は、基板上に被着した酸化物超伝導体膜のみが極めて短
時間高温になるので基板にすでに形成されている素子の
特性を劣化させることはない。また、レーザビームで局
所的に加熱された後の熱的環境がいずれの位置において
も同等であるためには、一定の膜厚で、かつ、全面に酸
化物超伝導体膜が被着されていることが必要である。
この方法によれば、基板全面に被着された酸化物超伝導
体膜の一部分のみに選択的に高温超伝導性を付与するに
はレーザビームの照射を核層する部分のみ行えば良い。
体膜の一部分のみに選択的に高温超伝導性を付与するに
はレーザビームの照射を核層する部分のみ行えば良い。
しかしながら、通常、レーザビームの直径は１０ｐｍ以
上であり、数１１ｍ以下の微細なパターンに従って部分
的に高温超伝導性を付与することは困難であるという問
題点がある。
上であり、数１１ｍ以下の微細なパターンに従って部分
的に高温超伝導性を付与することは困難であるという問
題点がある。
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の上に全
面あるいは部分的に反射率調整膜を被着させて、大気中
または酸素を含む雰囲気中で加熱した後、大気中または
酸素を含む雰囲気中で基板を加熱したままでレーザビー
ムを照射し、基板もしくは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、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。
面あるいは部分的に反射率調整膜を被着させて、大気中
または酸素を含む雰囲気中で加熱した後、大気中または
酸素を含む雰囲気中で基板を加熱したままでレーザビー
ムを照射し、基板もしくは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、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、基板上に被着した酸化物超伝導体膜の上に
全面あるいは部分的に反射率調整膜を被着させてレーザ
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、微細な反。
全面あるいは部分的に反射率調整膜を被着させてレーザ
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、微細な反。
射率調整膜パターンに従って部分的に高温超伝導性を付
与することができる。
与することができる。
（実施例）
次に本発明の第一の実施例を示す。
まず、表面を２μｍ膜厚の酸化シリコン膜（ＳｉＣ）ｚ
）１２で被覆したシリコン基板（Ｓｉ）１１上に、Ｙ−
Ｂａ−Ｃｕ−０系ターゲツトを用いたスパッタ法により
、ＹＢａ２Ｃｕ３０□に近い組成を持つ酸化物超伝導体
膜１３をｌｐｍ彼着被着（第１図（ａ））。スパッタは
アルゴン（Ａｒ）と酸素（０２）との混合ガス雰囲気中
で、基板温度は室温ないし５００°Ｃで行う。さらに、
この上にＣＶＤ法等により、反射率調整膜として、０．
１７ｐｍ膜厚の酸化シリコン膜および０．０６ｐｍ膜厚
の窒化シリコン膜を被着する。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、通常半導体集積回路を
製造プロセスで行われているフォトリソグラフィーおよ
びドライエツチングにより酸化シリコン膜と窒化シリコ
ン膜から成る反射率調整膜を所定のパターンに従ってバ
ターニングする。次いで、酸化物超伝導体膜および反射
率調整膜を被着したシリコン基板を大気中または酸素を
含む雰囲気中で３００°Ｃないし５００°Ｃにて２０分
以上加熱して膜中に酸素を補給しておく。さらに、大気
中または酸素を雰囲気中で基板温度を３００°Ｃないし
５００°Ｃに保ったままで反射率調整膜を被着した酸化
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、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１．５ないし２．５Ｗ、走
査速度１０ないし６０ｍｍ／ｓｅｅである。このとき、
反射率調整膜を被着した部分ではレーザビームの反射率
は１０％程度であって、反射率調整膜を被着していない
部分にくらべ１／４ないし１１５であるため反射率調整
膜を被着した部分の酸化物超伝導体膜のみにおいて得ら
れた酸化物超伝導体膜１５が、組成がほぼＹＢａ２Ｃｕ
３Ｏ７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、８０に以上の高い超
伝導転移温度を示す。以上、実施例で示したように、本
発明による方法を用いれば、微細な反射率調整膜パター
ンに従って部分的に高温超伝導性を付与することができ
る。
）１２で被覆したシリコン基板（Ｓｉ）１１上に、Ｙ−
Ｂａ−Ｃｕ−０系ターゲツトを用いたスパッタ法により
、ＹＢａ２Ｃｕ３０□に近い組成を持つ酸化物超伝導体
膜１３をｌｐｍ彼着被着（第１図（ａ））。スパッタは
アルゴン（Ａｒ）と酸素（０２）との混合ガス雰囲気中
で、基板温度は室温ないし５００°Ｃで行う。さらに、
この上にＣＶＤ法等により、反射率調整膜として、０．
１７ｐｍ膜厚の酸化シリコン膜および０．０６ｐｍ膜厚
の窒化シリコン膜を被着する。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、通常半導体集積回路を
製造プロセスで行われているフォトリソグラフィーおよ
びドライエツチングにより酸化シリコン膜と窒化シリコ
ン膜から成る反射率調整膜を所定のパターンに従ってバ
ターニングする。次いで、酸化物超伝導体膜および反射
率調整膜を被着したシリコン基板を大気中または酸素を
含む雰囲気中で３００°Ｃないし５００°Ｃにて２０分
以上加熱して膜中に酸素を補給しておく。さらに、大気
中または酸素を雰囲気中で基板温度を３００°Ｃないし
５００°Ｃに保ったままで反射率調整膜を被着した酸化
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、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１．５ないし２．５Ｗ、走
査速度１０ないし６０ｍｍ／ｓｅｅである。このとき、
反射率調整膜を被着した部分ではレーザビームの反射率
は１０％程度であって、反射率調整膜を被着していない
部分にくらべ１／４ないし１１５であるため反射率調整
膜を被着した部分の酸化物超伝導体膜のみにおいて得ら
れた酸化物超伝導体膜１５が、組成がほぼＹＢａ２Ｃｕ
３Ｏ７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、８０に以上の高い超
伝導転移温度を示す。以上、実施例で示したように、本
発明による方法を用いれば、微細な反射率調整膜パター
ンに従って部分的に高温超伝導性を付与することができ
る。
以上、第一の実施例では、反射率調整膜として反射率調
整膜がない場合にくらべ反射率が小さくなる場合につい
て説明したが、逆に、反射率調整膜として反射率調整膜
がない場合にくらべ反射率が大きくなるようにしてもよ
い。そのような第二の実施例について第１図（ｂ）に示
す。第１図（ｂ）では、反射率調整膜として、ｌｐｍ膜
厚の酸化シリコン膜、０．１５ｐｍ膜厚の多結晶シリコ
ン膜、０．０４ｐｍ膜厚の窒化シリコン膜および０．１
５ｐｍ膜厚の多結晶シリコン膜を被着している。この場
合には、反射率調整膜を被着した部分ではレーザビーム
の反射率は８０％程度であって、反射率調整膜を被着し
ていない部分にくらべ２倍程度であるため、レーザ再結
晶化条件として、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／ｓｅｅ
とすれば、反射率調整膜を被着していない部分の酸化物
超伝導体膜のみにおいて得られた酸化物超伝導体膜１５
が、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、８０に以上の高い超伝導転移温度を示すことに
なる。
整膜がない場合にくらべ反射率が小さくなる場合につい
て説明したが、逆に、反射率調整膜として反射率調整膜
がない場合にくらべ反射率が大きくなるようにしてもよ
い。そのような第二の実施例について第１図（ｂ）に示
す。第１図（ｂ）では、反射率調整膜として、ｌｐｍ膜
厚の酸化シリコン膜、０．１５ｐｍ膜厚の多結晶シリコ
ン膜、０．０４ｐｍ膜厚の窒化シリコン膜および０．１
５ｐｍ膜厚の多結晶シリコン膜を被着している。この場
合には、反射率調整膜を被着した部分ではレーザビーム
の反射率は８０％程度であって、反射率調整膜を被着し
ていない部分にくらべ２倍程度であるため、レーザ再結
晶化条件として、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／ｓｅｅ
とすれば、反射率調整膜を被着していない部分の酸化物
超伝導体膜のみにおいて得られた酸化物超伝導体膜１５
が、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、８０に以上の高い超伝導転移温度を示すことに
なる。
以上に述べた本方法は、アモルファス状のＳｉＯ□上に
も適用可能なことがら、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。
も適用可能なことがら、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。
以上に述べた実施例では、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。また、基板には表面を５ｉｏ２で被覆したＳｉ基
板を使用したが、ＭｇＯや５ｒＴｉ０３など他の物質で
なる基板を用いてもよい。さらに、レーザビームを照射
した場合の基板温度は、レーザビームのパワーなどを上
げることにより、−層低温化できる。マタレーザビーム
照射前の加熱処理は、ここで用いた大気中または酸素を
含む雰囲気中で加熱するに限らず、プラズマ中で行って
も良いし必要に応じて光などを照射して効率を上げても
良い。
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。また、基板には表面を５ｉｏ２で被覆したＳｉ基
板を使用したが、ＭｇＯや５ｒＴｉ０３など他の物質で
なる基板を用いてもよい。さらに、レーザビームを照射
した場合の基板温度は、レーザビームのパワーなどを上
げることにより、−層低温化できる。マタレーザビーム
照射前の加熱処理は、ここで用いた大気中または酸素を
含む雰囲気中で加熱するに限らず、プラズマ中で行って
も良いし必要に応じて光などを照射して効率を上げても
良い。
（発明の効果）
本発明によれば、基板）・単変は５００°Ｃ以下という
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とい
う利点を生かしながら、かつ、微細な反射率調整膜パタ
ーンに従って部分的に高温超伝導性を付与することがで
きる。
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とい
う利点を生かしながら、かつ、微細な反射率調整膜パタ
ーンに従って部分的に高温超伝導性を付与することがで
きる。
したがって、多層かつ微細なパターンの酸化物超伝導体
膜を必要とする電子デバイスへの応用が可能である。
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）〜（ｂ）は本発明の酸化物超伝導体膜の製
造方法を示す断面図、第２図値）〜（ｂ）は在米の酸化
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、１１．１２は基板、１２．１４．１６は酸
化シリコン膜、１５．１８は窒化シリコン膜、１７．１
９は多結晶シリコン膜、１３．２２は酸化物超伝導体膜
、２３は高温超伝導性の酸化物超伝導体膜である。 の 、Ｏ第２ ； ｉ２酸化物超伝導体膜 １１基板
造方法を示す断面図、第２図値）〜（ｂ）は在米の酸化
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、１１．１２は基板、１２．１４．１６は酸
化シリコン膜、１５．１８は窒化シリコン膜、１７．１
９は多結晶シリコン膜、１３．２２は酸化物超伝導体膜
、２３は高温超伝導性の酸化物超伝導体膜である。 の 、Ｏ第２ ； ｉ２酸化物超伝導体膜 １１基板
Claims (1)
- 基板上に被着した酸化物超伝導体膜の上に全面あるい
は部分的に反射率調整膜を被着させて、大気中または酸
素を含む雰囲気中で加熱した後、大気中または酸素を含
む雰囲気中で基板を加熱したままでレーザビームを照射
し、基板もしくは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、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 |
|---|---|---|---|
| JP62276393A JPH01119076A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 酸化物超伝導体膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62276393A JPH01119076A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 酸化物超伝導体膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01119076A true JPH01119076A (ja) | 1989-05-11 |
Family
ID=17568785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62276393A Pending JPH01119076A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 酸化物超伝導体膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01119076A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01235287A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-20 | Fujitsu Ltd | 高温超伝導薄膜のパターニング法 |
| JPH04139008A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-13 | Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai | 酸化物超電導体の製造方法 |
| JPH06212422A (ja) * | 1991-03-07 | 1994-08-02 | Natl Res Inst For Metals | 高温超伝導酸化物薄膜の改質方法 |
| CN108601566A (zh) * | 2016-11-17 | 2018-09-28 | 华为技术有限公司 | 一种精神压力评测方法和装置 |
Citations (2)
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| JPS5720486A (en) * | 1980-07-11 | 1982-02-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Superconductive integrated circuit and preparation thereof |
| JPS57132381A (en) * | 1981-02-10 | 1982-08-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture of high melting point compound thin film |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP62276393A patent/JPH01119076A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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