JPH01152772A - 基板上に超伝導酸化物層を製造する方法 - Google Patents

基板上に超伝導酸化物層を製造する方法

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JPH01152772A
JPH01152772A JP63236691A JP23669188A JPH01152772A JP H01152772 A JPH01152772 A JP H01152772A JP 63236691 A JP63236691 A JP 63236691A JP 23669188 A JP23669188 A JP 23669188A JP H01152772 A JPH01152772 A JP H01152772A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は基板上に超伝導金属酸化膜を製造する方法に関
する。
[従来技術の説明コ (La、Ba)銅酸化物(cuprate)での超伝導
性の最近の発見は世界的な研究活動を引き起こし、それ
により比較的高い超伝導転移温度T を有する他の金属
酸化物が非常な勢いで発見された。特に、YBa2Cu
3O7は約90にのT。を有しうることが発見された(
例えば1987年のフィジカル・レビューφレターズ(
Physical Review LetterS)第
58巻第1676頁のアール・ジエー・カバ(R,J。
Cava)らの文献を参照)。
今日までの研究により、2種類の高いT 酸化物超伝導
物質の存在が確認されている。
第1種類は公称化学式L a 2−x M xCu O
4−。
を有し、Mは1種あるいはそれ以上のBa5Sr、ある
いはCaのような2価金属を表わす。この第1種類のも
のは約40Kまでの転移温度を有することがわかった。
第2種類の金属酸化物超伝導物質は公称化学式8式% cSSrsあるいはこれらの化合物から選ばれる。
典型的には、0≦X≦1.0≦Y≦1、及び1くδく3
である(例えば1987年のフィジカル・レビュー争し
ターズ第58巻第18号第1888頁の′デー拳ダブリ
ュー・マーフ((D、W、Murphy)らの文献を参
照)。ここでは、第1種の化合物をLa銅酸化物系、第
2種のものをBa銅酸化物系と呼ぶ。多くのBa銅酸化
物系のものは液体窒素の沸点77に以上のT を有する
Ba銅酸化物系の典型例はY B a 2 Cu a 
O□、Eu B a 2 Cu a O7、及びL a
 t、s B 1.5 Cu30□である(ここで、酸
化物超伝導物質の化学式は単なる近似であり、偏差は許
容されうる。例えば、Y B a 2 Cu s O7
の最適酸素含量は7ではなく約6.9であることがしば
しばである)。
最近、Ba銅酸化物系の少なくとも1つの成分にフッ素
を混入すると、比較的高い転移温度を有する超伝導物質
を生成できると報告されている(1987年のフィジカ
ル・レビュー・レターズ第58巻第2579頁のニス・
アール・オプシンスキー(S。
R,0vshinky)らの文献を参照)。
新しい高T 酸化物超伝導体の多くの応用が提案され、
また提案された応用の多くは基板上での超伝導材料の薄
膜(例えば厚さが約5μm以下)の形成を必要とする。
この様な応用の典型例は電子デバイス、チップあるいは
装置間の超伝導相互接続と、ジョセフソン接合や5QU
IDsのような超伝導素子である。
超伝導酸化膜は、反応性(例えば酸素を含む)環境での
蒸着やスパッタリング、酸化物ターゲットからのスパッ
タリング、及び金属を含む溶液のスピンオンを含む多く
の技術によって製造されている。例えば1987年4月
23日カリフォルニアのアナハイム(Anaheiff
l、Ca1ifornia)で開かれた1987年材料
研究学会春季大会(1987Spring Meeti
ngof the Materials Re5ear
ch 5ociety)(1987材料研究学会、ピッ
ツバーグ・ビー・ニー(Pittsburgh、PA、
))のプロシーディング・オブ・シンポジュームeニス
(Proceedings of Symposium
 S)の第81頁のアール・エッチ・コラ(R,H,K
och)らの文献“高温超伝導体の概要”  (Ext
ended AbstractsHigh Tempe
rature 5uperconductors) ;
同じくプロシーディングΦオブ・シンポジュームφニス
の第189頁のアール・エッチ・ハモンド(R,H,H
ammand)らの文献、 1987年のフィジカル・
レビュー・レターズ第58巻第2684頁のピー・チャ
ウドハリ(P、Chaudhari)らの文献を参照の
こと(酸素大気中でイツトリウム、バリウム及び銅を蒸
着し、できた酸素を含む膜を850℃から910℃の温
度でアニーリングする)。また1987年のネーチャ(
Nature)第326巻第857頁のアール・イー・
ソメク(R。
E、Somekh)らの文献を参照のこと(1050℃
に保持されたサファイヤ基板上にCuSB3O及びY2
O3源からのスパッタリングを行い、次に500℃で酸
素中でアニールする)。上述プロシーディング・オブΦ
シンポジューム・ニスの第85頁のエム争モリワキ(M
、Marivaki)らの文献ではスパッタリングによ
る膜の生成について述べられているが、詳細なプロセス
は与えられていない。スピンオン技術は1987年4月
10日にシー・イー・ライス(C。
E、Rice)らの米国特許出願番号第037,264
号の“超伝導酸化物層を製造する方法及びこのような層
からなる装置”に示されている。別の成長技術(nA族
元素のフッ化物からなるソースを含む多数のソースを用
いる)は1987年8月25日にアール・イー・ホワー
ド(R,E、Howard)らの米国特許出願番号第0
89,298号の“頑丈な超伝導体′に示されている。
上述の全ての技術は超伝導酸化膜を製造するのに成功し
ているが、従来の技術は典型的にいくつかの欠点を持つ
。例えば、反応性スパッタリング技術は比較的遅く、ま
た酸素含量が未知である成長材料の密度の不確定性によ
って制御が困難になるという問題を引き起こす。また酸
化物ターゲットからのスパッタリングも制御するのが困
難である。これは、就中、ターゲット表面、例えばBa
が連続的に減少するという事実によるものである。
一方、スピンオン技術によって厚さ約1μm以上の酸化
膜を作るのはしばしば困難である。さらに超伝導酸化膜
をパターニングするいくつかの従来の技術はしばしば膜
の超伝導特性の劣化をもたらす。
超伝導酸化膜の潜在的な技術的重要性からみれば、簡単
に制御でき、比較的速くそのような膜を形成でき、また
比較的厚い膜を含む比較的平坦な膜を形成できる方法が
強く望まれる。本明細書はこのような方法を開示する。
また、膜の超伝導特性の劣化をもたらさない金属酸化膜
をパターニングする方法も開示する。
[発明の概要] 超伝導金属酸化膜を含む構造を形成する本発明の方法は
、適当な基板を提供するステップと、実質的に酸素を含
まない(フッ素のような他の反応性成分も含まない)金
属層を前記基板上に成長させるステップと、次に少なく
ともこの金属層の一部を、酸素を含む雰囲気中で、この
金属層から超伝導金属酸化膜が形成されるに十分な時間
、加熱するステップと、からなる。本発明の方法は、L
aの銅酸化物及び/またはBa銅酸化物超伝導体膜を製
造するのに有利に用いられるだけではなく、別の高T 
物質が発見されれば、その様な高T。
金属酸化膜の製造にも利用できる。
基板は酸化膜への悪影響(poisoning)を実質
上避けるように選ばれる。ここで、“悪影響(pots
oning)”いう用語は、膜の超伝導特性の実質上の
劣化(例えば、転移温度T 1転移幅、臨海電流などの
劣化)をもたらす膜と基板との相互作用を意味する。
形成された金属層の全成分は、形成される酸化膜の金属
成分に実質的に対応する。つまり金属元素(M、M’ 
、M″、・・・)は、酸化膜[構成は(M  M’  
、M’  、・・・)OR、]と実質X     X 
      X         y)’的に同じ比率
(x:x’  :x’ :・・・)で前記金属層の中に
存在する。ここでRは金属成長ステップに続いて前記層
に導入される随意的な反応性元素、例えばフッ素である
金属層は層の成分が実質上よく混合されるように成長さ
れることが望ましい。なぜならば、この様なよく混合さ
れた(つまり、実質上均質な)層は酸化によって比較的
平坦な超伝導膜を生成できるからであり、逆に金属層が
不均一であると、より粗い超伝導膜が形成され勝ちだか
らである。
実施例における熱処理は、焼成(firing)条件(
温度及び時間を含む)を比較的平坦できめの細かい酸化
膜ができるように選択した第1の焼成ステップと、焼成
条件(温度、時間及び冷却条件を含む)を所望の超伝導
特性を有する酸化膜ができるように選択した第2の焼成
ステップとからなる。
第2の温度での焼成は膜のグレイン成長をもたらす。第
2焼成温度はしばしば第1焼成温度より高い(しかしそ
うである必要はない。)。
多くの場合、超伝導膜はパターン化された膜である。本
発明の実施例では、第1焼成ステツプの後であって第2
焼成ステツプの前に膜のパターニングが行なわれる。こ
れによって、比較的高いパターン鮮明度が得られ、また
酸化膜の超伝導特性の劣化(これはしばしば膜の熱処理
が終了した後のパターニングによる)が実質上避けらる
第1及び第2の焼成ステップの間にパターニングステッ
プを狭んだ上記の2段階の熱処理は、従来の膜成長方法
(例えば反応性雰囲気での成長)にも有利に利用できる
と期待される。
[実施例の説明コ これからの説明は主に公称化学式Y B a 2 Cu
30□のBa銅酸化物に関するが、本発明の方法の応用
を制限する意味ではない。第1図は本発明のプロセスの
典型的な実施例を概略的に示す。
本発明の超伝導酸化膜は、サファイア、立方酸化ジルコ
ニウム(cubic zirconia) 、M g 
O。
5rTiOS Ba     Sr     TiOs
3     0.075    G、925     
0.3あるいはシリコンのような第1材料からなる基板
であって、その上に第2材料層(一般にバッファ層と呼
ばれる)を有する複合基板を含む様々な基板(例えば単
結晶安定化イツトリウム酸化ジルコニウム)上に形成さ
れつる。このバッファ層は第1材料の上の超伝導酸化膜
との相互作用を防ぐあるいは少なくとも減少させる働き
をする。典型的なバッファ層はAg及び/またはNbか
らなる。
また先に反応した(犠牲的に形成された)超伝導酸化膜
もバッファ層として十分使えることがわかった。
上述したように、バッファ層は単一材料のみからなる必
要はなく、例えば、1987年9月9日に出願されたエ
ム争ガーと・ソチとアール・レビ(M、Gurvitc
h and R,Levy)の米国特許出願番号第09
4,573号の“超伝導相互接続を有する半導体素子′
で述べられたような複合バッファ層の利用が望ましい。
ここで考慮する基板/超伝導体間の相互作用は、基板材
料の超伝導体への拡散と、超伝導体の1つあるいはそれ
以上の成分の基板への拡散と、基板と超伝導体成分間の
化学反応とである。
バッファ層の厚さの最小値は、しばしば下地である基板
材料の組成及び/またはその上の超伝導酸化物の組成の
関数である。例えば、Z r O2あるいはMgO上の
3OnIIlのNbあるいはAgは、その上のY B 
a 2 Cu 30□膜への悪影響を本質的に除去でき
ることがわかった。
適当な基板を用意した後、本発明の方法の重要なステッ
プは、基板上に実質上酸素を含まない金属膜(フッ素の
ような他の反応性成分も含まず、アルゴンのような不活
性成分は含んでもよい)を成長させるステップである。
但し、膜の中には形成されるべき超伝導酸化膜に存在す
るものと同じ割合の様々な金属が存在する。例えば、も
し超伝導酸化膜が組成Y B a 2 Cu a O□
を有するなら、Y、BaとCuは基本的にはそれぞれ1
:2:3の原子比率で存在する。成長したままの金属層
は完全に均質である必要はないが、例えば各層が実質上
1種のみの元素からなる多数の層から構成されうる。さ
らにこの様な層状構造の層は比較的薄く(約1OnII
l以下)、そのために熱処理の間に実質的に完全な均質
性を急速に達成できる。比較的厚い(約10nm以上)
層の利用はしばしば偏析を起こし、従って膜は悪い超伝
導特性と構造を有する。
実質上酸素を含まない金属膜は例えばスパッタリングあ
るいは蒸着のような適当な技術によって形成されうる。
本発明の方法は、不活性気体、例えばアルゴンガス雰囲
気中でのマグネトロンスパッタリングである。成長は個
々の金属源、例えば別々のYSBa及びCuターゲット
を用いる3つのマグネットロン源から、あるいは少なく
とも原理的には1つの合金源(alloy 5ourc
e)からできる。勿論、中間な場合も可能である。例え
ば、1つはYターゲットからなり、もう1つはB a 
2 Cu3合金ターゲツトからなる2つのマグネトロン
源を用いて金属膜を成長するのが有利であることがわか
った。これは、この合金物は純Baのターゲットより酸
化または水和されにくく、より有効なブリスパッタリン
グターゲットクリーニングができるからである。
本発明の方法の重要な利点は金属膜の成長が簡単にしか
も正確に制御できる点である。これは少なくとも一部は
、金属成長の密度がよく知られており、また成長期間で
は一定であるという事実によるもので、これに対して、
従来の酸素を含む成長の密度はわかっておらず、しかも
成長期間で一定にならない可能性がある。従って本発明
の方法では標準のプログラマブルな成長モニターを使用
でき、成長物の組成の、従って酸化膜のより良い制御を
達成できる。さらに本発明の方法における成長速度は簡
単にしかも確実に制御でき、また比較的広い範囲で可変
である。これはソース物質が成長の間に酸化されないか
らである。
典型的には、キャツピング層によって、成長したままの
金属膜を保護するのが望ましいことがわかった。例えば
、もしキャツピング層の成長後、空気にさらす前に酸化
イツトリウム保護層が形成されるように、純酸素(ある
いは、もっと一般にドライ酸素を含む雰囲気)に入れれ
ば、Y B a 2 Cu a膜上に成長した薄い(例
えば6nIIl)Y層がY B a 2 Cu aを劣
化から保護することがわかった。このような保護層なし
に空気にさらすことは加水分解反応を起こし、これが酸
化と共に金属膜の荒れ及び分晶をもたらす。これに対し
て、本発明の酸化イツトリウムでカバーされた金属膜は
典型的には湿った空気に数分間さらしても平坦さを保つ
。 化学量論的に酸素を含まない金属膜の成長の次には
、適当な超伝導酸化物が形成されるように、基板はその
上の金属膜と共に酸素を含む環境で熱処理される。例え
ば、全組成Y B a 2Cu aの金属膜は、約95
Kまでの、典型的には77により高いT を有する公称
化学式YBa2CU3O7の(公称ペロブスカイト構造
の)結晶状酸化膜に変換される。(ここでT は抵抗が
通常状態の推測抵抗(cxtrapolated no
rIllal 5tate reststance)の
50%まで下がる温度である。)熱処理は典型的には常
圧酸素の中で行われる。
但し、02と他のガス(一般にはアルゴンのような不活
性ガス、フッ素のような反応性ガスも可能)の混合ガス
を含む高圧あるいは低圧環境での熱処理も不可能ではな
い。1分から10時間の間、800− tooo℃の温
度に材料を保つ通常の熱処理に続いて、約400℃ある
いはそれ以下の温度まで比較的ゆっくりとした冷却する
。YBa2Cu3O7膜では、約800℃以下の熱処理
は所望の結晶構造をもたらさず、また約1000℃を超
える熱処理はしばしば膜に悪影響を与える。(異なる組
成の膜には異なる温度での熱処理が必要とされるであろ
う。)必要な熱処理時間は典型的には用いられる温度の
関数で、低い温度では、長い時間を必要とすることは当
業者には公知である。一般に、ある温度に対する熱処理
の適当な時間を決定するにはわずかな実験で十分である
従来の熱処理は本発明の実施例で用いられることができ
るが、(比較的平坦で、きめの細かな酸化膜をもたらす
ように選択された温度と時間での)第1焼成ステツプと
、(所望の酸素含量、結晶構造及び超伝導特性を生じる
ように選択された温度と時間での)最終第2焼成ステツ
プとからなる熱処理は従来の熱処理に比べて重要な利点
を有することがわかった。特に、酸化膜が第1焼成ステ
ツプの後、かつ第2焼成ステツプの前にパターン化され
るとき、このような多ステップ焼成は有利である。これ
は、第1焼成ステツプでできたきめの細かな膜は、完全
に焼成された膜に比べて、水和分解や他の環境による劣
化効果に対する耐性がより強いからである。さらに“第
1焼成ステツプ”の膜はより小さい粒子サイズを有する
から、完全に熱処理された膜に比べて、より確実に精度
良くパターン化できる。
第1焼成温度を第2焼成温度より低くなるように選ぶ(
例えばY B a 2 Cu s Oy膜ではそれぞれ
800−850℃と850−100(1℃)ことが有利
であることがわかったが、この選択は必須条件ではない
。場合によっては第2焼成温度を第1焼成温度と等しい
あるいはそれより低いように選ぶことが望まれるかも知
れない。その様な場合には、第2焼成温度での処理時間
は比較的長い。機能的な必須条件は、第1焼成温度での
処理が平坦で、比較均粒の細かな酸化膜(劣化に比較的
強い)をもたらし、次の熱処理が所望の組成、構造及び
超伝導特性を有する超伝導酸化膜をもたらすことである
発明の実施例では、パターン化された超伝導酸化膜は、
酸素を含む雰囲気中での酸素を含まない金属膜の第1焼
成ステツプと、これによってえられたきめの細かな酸化
膜を適当なプロセスでバターニングするステップと、酸
素を含む雰囲気中でのパターン化された酸化膜の完全焼
成ステップとからなる処理によって形成される。例えば
YBa2 Cu a膜(厚さ1μm5Nbバツフア層を
有するZ r O2基板上に成長されたもの)は、常圧
02中に800℃で約5分間焼成され、次に0゜中で炉
中冷却された。できた酸化膜は実質上平坦で、光沢があ
り、約0.5μm以下の典型粒子サイズを有し、比較的
広い転移を示したが、典型的に超伝導性を示した。従来
のリソグラフィツク処理及び約0.01 Nの硝酸ある
いは酢酸でのエツチングの後、パターン化された膜は0
2中で900−1000℃の温度で熱処理され、典型的
にはその温度に数分間保たれ、次に02中でゆっくり冷
却された。このようにして形成されたパターン化された
酸化膜は、約3μm以上の平均粒子サイズを有し、超伝
導性、鋭い転移、及び約80にのT を示した。
第1図に示されるように、バターニングする前の第1温
度の焼成ステップはオプションであり、酸素を含む雰囲
気中での熱処理の前の成長したままの金属膜のバターニ
ングステップは考慮される。
本発明の熱処理ステップ及びパターニングステップの手
順は広い応用を有すると思われる。すなわち、基本的に
は、超伝導酸化膜を形成するのに有用な任意の成長技術
、例えば酸化物源からのスパッタリングあるいは蒸着、
酸素を含む雰囲気中でのスパッタリングあるいは、蒸着
、及びスピンオンなど、と有利に組合わすことができる
超伝導酸化膜の形成の後、所望の構造を得るために、従
来の方法の処理を続けることができる。
このような処理は超伝導層に電極を形成するための手段
を提供することからなる。しかし、当業者に公知である
ように、超伝導膜の全部あるいは−部に更に材料層(例
えば保護コーティング層、また絶縁あるいは金属層も可
能)を形成するステップからなることもできる。このよ
うな応用例は前述の米国特許出願番号第094,573
号に議論されている。
[実施例1] 超伝導YBa2Cu3O7膜はAgバッファ層を有する
Z r 02基板上に形成された。基板表面は磨かれ、
1:1のHNO3の水溶液でエツチングされ、た後、ア
セトン及びメタノールの中で超音波洗浄され、窒素を吹
きつけて乾燥された。その後に、基板は処理された表面
を露出して真空チャンバーのサンプルホルダーに入れら
れた。
この真空チャンバーは、それぞれAg5Y及びB a 
2 Cu a合金用の3つのDCマグネトロンスパッタ
リングソースを含み、回転基板テーブルを有する。チャ
ンバーを約10  Torr’(約1.4 Xl0−5
Pa)まで排気した後、このチャンバーはアルゴンで再
充填された(約1.5 X 1G−2Torrあるいは
2.1Pa)。ターゲットは合金ターゲットの電圧と電
流が安定になるまでプリスパッタリングによって浄化さ
れ、この時サンプルを保護するために、シャッターは閉
じられた。従来の水晶膜厚モニターはB a  Cu 
 (4,75gll1/cm” )の重量平均密度でプ
ログラミングされ、またB a 2 Cu aからの成
長速度は1.55nm/seeにセットされた。同様に
、Yの成長速度は0.28nID/ seeに、Agの
成長速度はlnm /seeにセットされた。Yソース
とBa 2 Cu aソースを共に止めた後、基板テー
ブルの回転が始められ(18rpIIl)、この時全て
のシャッターが開けられ、1100nのAgが成長した
。次にAgソースが止められ、シャッターが閉じられ、
前に設定された他の2つのソースの電圧と電流レベルが
再設定された。シャッターを開け、18rpmでテーブ
ルを回転させることで、厚さ1μmのYB a 2 C
u a膜が成長した。上述の条件で最も厚い個々の層(
B a 2 Cu s )はinn以下の厚さであった
。こうして金属膜の成分は親密に混合された。所望の厚
さの膜が得られた後、B a 2 Cu sソースは止
められるが、約5nmのYを成長するためにYの成長は
さらに約48秒続けられた。Yソースを止めた後、チャ
ンバーは純02に10分間解放された。これによって、
安定な酸化イツトリウム保護層が形成された。チャンバ
ーを開けた後、サンプルは従来の管状炉に移された。こ
のサンプルは250℃で3分間保たれた後、970℃ま
で急速に加熱され、この温度で5分間保持された後、炉
は室温まで冷却された(典型的には約6時間)。上述の
熱処理は全て流動02の中で行われた。できた酸化膜は
超伝導性で、比較的鋭い転移及び1−5μmの組織を有
する。
[実施例2] 実施例1の手順に続いて、カバーされたYBa2 Cu
 s膜を成長させた。金属膜を有する基板を管状炉に移
した後、サンプルは純02の中で約800℃まで加熱さ
れ、この条件で5分間保持された後、02の中で炉中冷
却された。できた酸化膜は黒くて光沢があり、比較的き
めの細かい構造(平均粒子サイズは約0.5μm以下)
を有し、通常の処理条件では安定で、(比較的広い転移
範囲を有するものの)超伝導性であった。次に厚さ1μ
mの従来のフォトレジスト層が酸化膜上に形成され、こ
のレジストは従来の方法でマスクを通して露光され、従
来の方法で現像された。次に膜の保護されていない部分
はサンプルを0.01N硝酸の中に侵すことによって除
去され、幅約20μmのラインからなるパターン化され
た膜が形成された。残っているフォトレジストを取除い
た後、サンプルは管状炉に入れられ、純02の中で97
0℃まで加熱され、この条件で5分間保持された後、炉
は02の中で室温まで冷却された。できた超伝導膜は1
−5μmの組織を有し、比較的鋭い転移及び約80にの
T を示した。
[実施例3] パターン化された超伝導膜は実質上実施例2と同じ様に
形成された。但し、膜はY、BaとCuの3つの電子ビ
ームソースからの従来の反応性蒸着によって形成された
。できた膜は実施例2の膜と同様な特性を示した。
[実施例4] パターン化された超伝導膜は実質上実施例2と同じよう
に形成された。但し、基板テーブルの回転速度は約0.
9rpmのみで、比較的厚いYとB a 2Cu aの
膜(それぞれ約2と12nIIl)を形成し、この金属
膜は、均一性を達成するために0□の中で800℃で3
0分間アニールされた。できた超伝導膜は比較的ラフで
あった。
[実施例5] Y B a 2 Cu a膜は実質上実施例1と同じよ
うに形成された。但し、酸化イツトリウム保護層は形成
しなかった。大気中に置くと金属膜は著しい外観の変化
を示した(前の光沢ある膜が黒くなる)。実施例1で述
べられたような膜の熱処理は劣化した超伝導特性及び組
織の膜をもたらした。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のプロセスの典型的な実施例のブロック
図である。 FIG、  1

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板を提供するステップと、該基板上に材料層を
    堆積させるステップと、該材料層が超伝導金属酸化物層
    に変化するように酸素を含む雰囲気中で前記材料層を熱
    処理するステップとからなり、 前記基板上に堆積した前記材料層は反応性の非金属層成
    分を実質的に含まない金属層であり、前記超伝導金属酸
    化物層の全ての金属成分を本質的に含むことを特徴とす
    る基板上に超伝導酸化物層を製造する方法。
  2. (2)上記基板は第1基板材料とその上の第2材料バッ
    ファ層とからなる複合基板であることを特徴とする請求
    項1に記載の基板上に超伝導酸化物層を製造する方法。
  3. (3)上記金属層はその成分が実質上混合されるように
    堆積されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記
    載の基板上に超伝導酸化物層を製造する方法。
  4. (4)金属層は多数の副金属層(metal stra
    ta)からなり、任意の副金属層の成分はそれに隣接す
    る層の成分と異なり、前記副金属層の厚さは約10nm
    を超えないことを特徴とする請求項1ないし請求項3の
    いずれかに記載の基板上に超伝導酸化物層を製造する方
    法。
  5. (5)上記金属層を熱処理する前に該金属層の上に保護
    層が形成され、これによって周囲の大気との接触による
    前記金属層の劣化を少なくとも実質上減少させることを
    特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の
    基板上に超伝導酸化物層を製造する方法。
  6. (6)(a)比較的平坦で、きめの細かい金属酸化物層
    が得られるように上記金属層を酸素を含む雰囲気中で熱
    処理するステップと; (b)前記きめの細かい層をパターニングするステップ
    と; (c)上記超伝導金属酸化物層が得られるように、パタ
    ーン化された前記きめの細かい層を酸素を含む雰囲気中
    で熱処理するステップと; からなることを特徴とする請求項1ないし請求項5のい
    ずれかに記載の基板上に超伝導酸化物層を製造する方法
  7. (7)上記金属層は酸素及び/又はフッ素を実質的に含
    まず公称化学式YBa_2Cu_3を有し、上記超伝導
    金属酸化物層は公称化学式YBa_2CU_3O_7を
    有し、 (a)前記YBa_2Cu_3層上にイットリウム層を
    堆積させ、該イットリウム層を酸素を含むドライ雰囲気
    に接触させることによって、周囲の大気との接触による
    前記YBa_2Cu_3層の劣化を少なくとも実質上減
    少させるように保護層が形成されるステップと; (b)酸素を含む雰囲気中で前記YBa_2Cu_3層
    を800−850℃の温度で、比較的平坦できめの細か
    い酸化物層が形成できる十分な時間で熱処理するステッ
    プと; (c)前記きめの細かい酸化物層をパターニングするス
    テップと; (d)酸素を含む雰囲気の中でパターン化された前記き
    めの細かい酸化物層を900−1000℃の温度で、前
    記超伝導YBa_2Cu_3O_7層が形成できる十分
    な時間で熱処理するステップと; からなることを特徴とする請求項1ないし請求項6のい
    ずれかに記載の基板上に超伝導酸化物層を製造する方法
  8. (8)上記金属層は、多数のスパッタリングターゲット
    からのスパッタリングからなる手段によって堆積される
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに
    記載の基板上に超伝導酸化物層を製造する方法。
  9. (9)酸素を含む雰囲気中で熱処理する前に、上記金属
    層をパターニングするステップを更に有することを特徴
    とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の基板
    上に超伝導酸化物層を製造する方法。
  10. (10)上記金属層は公称化学式YBa_2Cu_3を
    、上記超伝導金属酸化物層は公称化学式 YBa_2Cu_3O_7を有することを特徴とする請
    求項9に記載の基板上に超伝導酸化物層を製造する方法
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