JPH01171243A - Structure of superconductor interconnection and formation thereof - Google Patents
Structure of superconductor interconnection and formation thereofInfo
- Publication number
- JPH01171243A JPH01171243A JP62332982A JP33298287A JPH01171243A JP H01171243 A JPH01171243 A JP H01171243A JP 62332982 A JP62332982 A JP 62332982A JP 33298287 A JP33298287 A JP 33298287A JP H01171243 A JPH01171243 A JP H01171243A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating layer
- layer
- wiring
- superconductor
- composite oxide
- 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.)
- Pending
Links
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 17
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 abstract description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 8
- -1 Oxygen ions Chemical class 0.000 abstract description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910009203 Y-Ba-Cu-O Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 229910001233 yttria-stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 2
- DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-N Arsenic acid Chemical compound O[As](O)(O)=O DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002480 Cu-O Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229940000488 arsenic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
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
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は超伝導体配線の構造及びその形成方法、詳しく
は厚膜集積回路用及び薄膜集積回路用の超伝導体配線の
構造及びその超伝導体配線の形成方法に関する。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to the structure of superconductor wiring and its formation method, specifically the structure of superconductor wiring for thick film integrated circuits and thin film integrated circuits and its superconductor wiring structure. The present invention relates to a method for forming conductor wiring.
（従来の技術）
従来、この種の厚膜集積回路用の超伝導体配線の構造と
しては、例えば「アルミナ基板上の超伝導配線技術」
（電子材料、１９８７年８月号、第８９ページ〜第９２
ページ）に開示されているものが知られている。(Prior art) Conventionally, as a structure of superconductor wiring for this type of thick film integrated circuit, for example, "superconducting wiring technology on an alumina substrate" has been used.
(Electronic Materials, August 1987 issue, pages 89-92
page) is known.
この超伝導体配線は、厚膜印刷法によりセラミック基板
上に形成するもので、第７区に示すように、バルク試料
を粉砕して得られろ粉末をアルミナ基板（ＦＧＡ基板）
１上にスクリーン印刷してパターン形成し、これを焼成
丈ろことによ”ｉｎｋ成されている。This superconductor wiring is formed on a ceramic substrate using a thick film printing method.
1, a pattern is formed by screen printing, and the ink is formed by firing the pattern.
１足って、このようにして基板１上に形成された超伝導
体の配線層３は持ここ被覆されておらず、大気中に露出
されていることになる。This means that the superconductor wiring layer 3 thus formed on the substrate 1 is not coated and is exposed to the atmosphere.
その結果、この超伝導体配線３は、経時変化により空気
中の水分、炭酸ガス等と反応してその超伝導性が失われ
、したがって長期間の使用には適しないという問題が生
していた。As a result, this superconductor wiring 3 reacts with moisture, carbon dioxide, etc. in the air over time and loses its superconductivity, resulting in the problem that it is not suitable for long-term use. .
そこで、本願出願人は、基板上に形成した超伝導体層を
塩基性酸化物を含むガラス層で覆った超伝導体配線の構
造、及び、基板上に超伝導体層を形成した後に超伝導体
層を該ガラス層で覆う超伝導体配線の形成方法を提案し
ている。Therefore, the applicant has developed a superconductor wiring structure in which a superconductor layer formed on a substrate is covered with a glass layer containing a basic oxide, and a superconductor wiring structure in which a superconductor layer formed on a substrate is covered with a glass layer containing a basic oxide. We have proposed a method for forming superconductor wiring in which a body layer is covered with the glass layer.
これは超伝導体層をガラス層で被覆することにより、こ
の超伝導体層が大気中の水分、炭酸ガス等を吸収して変
質することを防止しているものである。This is by covering the superconductor layer with a glass layer to prevent the superconductor layer from absorbing moisture, carbon dioxide gas, etc. in the atmosphere and deteriorating in quality.
なお、焼成において、超伝導を得るための適正条件と、
配線層と基板との良好な接合状態を得るための適正条件
とを共に満たすことは困難なことが多く、後者をある程
度犠牲にせざるを得ない。In addition, in firing, the appropriate conditions for obtaining superconductivity,
It is often difficult to satisfy both the appropriate conditions for obtaining a good bonding state between the wiring layer and the substrate, and the latter has to be sacrificed to some extent.
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このような先願に係る超伝導体配線の構
造にあっては、基板とガラス層と超伝導体の配線層とを
それぞれ構成する物質の熱膨張係数がそれぞれ異なって
いたため、ガラス層に局部的な熱応力の集中が起こった
りしてそのガラス層にひび割れが生じたり、ガラス層が
基板から剥離したりすること等があった。その結果、割
れ目等から水分、炭酸ガス等が侵入し、超伝導体配線層
においてそめ変質が生じる虞があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the structure of the superconductor wiring according to such a prior application, thermal expansion of the materials constituting the substrate, the glass layer, and the superconductor wiring layer, respectively. Since the coefficients were different, local concentration of thermal stress occurred in the glass layer, causing cracks in the glass layer or peeling of the glass layer from the substrate. As a result, moisture, carbon dioxide, etc. may enter through the cracks, and there is a possibility that the superconductor wiring layer may be deteriorated.
また、このような先願に係る超伝導体配線の形成方法に
あっては、超伝導物質のスクリーン印刷、焼成という工
程と、この超伝導体層をガラスペーストのスクリーン印
刷、焼成により被覆する工程と、が不可欠であり、工程
が複雑となって、各々の工程において個別に条件等の設
定が詳細となって作業が面倒であるという問題点が生じ
ている。In addition, the method for forming superconductor wiring according to the prior application includes a step of screen printing and firing a superconducting material, and a step of covering this superconductor layer by screen printing and firing a glass paste. are indispensable, and the process becomes complicated, resulting in problems such as the detailed setting of conditions and the like for each process, making the work cumbersome.
また、配線層と基板との接合がある程度犠牲にされるた
め、製品の信頼性が低下し、さらに配線層の放熱の点で
も問題があった。Furthermore, since the bonding between the wiring layer and the substrate is sacrificed to some extent, the reliability of the product is reduced, and there are also problems in terms of heat dissipation from the wiring layer.
従って、本願の第１の発明の目的は、経時変化のない、
信頼性の高い超伝導体配線の構造を提供することである
。また、本願の第２の発明の目的は、簡単な超伝導体配
線の形成方法を提供することである。Therefore, the object of the first invention of the present application is to
An object of the present invention is to provide a highly reliable superconductor wiring structure. Furthermore, a second object of the present invention is to provide a simple method for forming superconductor wiring.
（問題点を解決するための手段）
すなわち、本願の第１の発明は、スカンジウム、イツト
リウム、ランタノイドの内のいずれか１つ又は複数の元
素と、アルカリ土類金属の内のいずれか１つ叉’、、ｆ
ＴＫ数の元素と、銅と、の３つの種類の元素群を用いて
形成された複合酸化物からなる絶縁層と、この絶縁層内
に形成されたスカンジウム、イツトリウム、ランタノイ
ドの内のいずれか１つ又は複数の元素と、アルカリ土類
金属の内のいずれか１つ又は複数の元素と、胴との複合
酸化物で構成される超伝導物質からなる配線層と、を備
えた超伝導体配線の構造を提供するものである。(Means for Solving the Problems) That is, the first invention of the present application uses one or more elements of scandium, yttrium, and lanthanoids, and one or more of alkaline earth metals. ',,f
An insulating layer made of a composite oxide formed using three types of element groups: TK elements and copper, and any one of scandium, yttrium, and lanthanide formed in this insulating layer. a wiring layer made of a superconducting material made of a composite oxide of one or more elements, one or more of alkaline earth metals, and a body; It provides the structure of
また、かかる本願の第１の発明に牽連する本願の第２の
発明は、スカンジウム、イツトリウム、ランタノイドの
内のいずれか１つ又は複数の元素と、アルカリ土類金属
の内のいずれか１つ又は複数の元素と、銅と、の３つの
種類の元素作用いて形成された複合酸化物から構成され
る絶縁層を形成する工程と、この絶縁層に超伝導層にな
るのに十分なだけの酸素イオンをイオン打込みすること
により、絶縁層の内部に超伝導物質からなる配線層を形
成する工程と、を備えた超伝導体配線の形成方法を提供
するものである。Further, the second invention of the present application, which is linked to the first invention of the present application, is a combination of one or more elements of scandium, yttrium, and lanthanoids, and one or more of alkaline earth metals. The process of forming an insulating layer composed of a composite oxide formed by the action of multiple elements and three types of elements, copper, and adding enough oxygen to this insulating layer to become a superconducting layer. The present invention provides a method for forming a superconductor wiring comprising the step of forming a wiring layer made of a superconducting material inside an insulating layer by implanting ions.
（作用）
本願の第１の発明にあって、配線として機能する超伝導
物質からなる配線層が単一の絶縁層でその周囲が完全に
覆われている場合は、該超１云導体配線を長期間に亙っ
て使用しても、大気中の水分、炭酸ガス等がその超伝導
体の配線層に触れることがなく（外部条件に左右される
ことなく）、超伝導体配線層が変質することはない。(Function) In the first invention of the present application, if the wiring layer made of a superconducting material that functions as a wiring is completely covered with a single insulating layer, the super-conductor wiring is Even after long-term use, atmospheric moisture, carbon dioxide, etc. do not come into contact with the superconductor wiring layer (unaffected by external conditions), and the superconductor wiring layer deteriorates. There's nothing to do.
また、この配線層は、スカンジウム、イツトリウム、ラ
ンタノイドの内のいずれか１つ又は複数の元素と、アル
カリ土類金属の内のいずれか１つ又は複数の元素と、銅
との複合酸化物で構成される超伝導物質によって形成さ
れている。そして、その配線層の周囲を覆う絶縁層は、
上記３つの種類の元素群から構成され且つ超伝導となる
には酸素が不足した複合酸化物によって形成されている
。In addition, this wiring layer is composed of a composite oxide of one or more elements of scandium, yttrium, and lanthanoids, one or more elements of alkaline earth metals, and copper. It is made of superconducting material. The insulating layer surrounding the wiring layer is
It is formed of a composite oxide that is composed of the above three types of element groups and lacks oxygen to become superconducting.
この結果、単一の物質によって形成された絶縁層に熱膨
張係数差から生じる熱応力の集中が生じることはなく、
この絶縁層にひび割れが生じたりすることはない。また
、これらの両層はその構成物質が共通しているため、そ
の熱膨張係数が近似した値を有し、熱変位差はほとんど
無く絶縁層と配線層との間に剥離が生じたりすることは
ない。これは、配線層が絶縁層の中に完全に埋まってい
る場合、更には配線層が絶縁層の表面に現れている場合
にあっても同様に、配線層と絶縁層との間に剥離が生ず
ることはない。As a result, the concentration of thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient does not occur in the insulating layer formed of a single material.
This insulating layer never cracks. In addition, since these two layers have the same constituent material, their coefficients of thermal expansion have similar values, and there is almost no difference in thermal displacement, and peeling may occur between the insulating layer and the wiring layer. There isn't. This also occurs when the wiring layer is completely buried in the insulating layer, or even when the wiring layer is exposed on the surface of the insulating layer. It will never occur.
一方、本願の第２の発明に係る超伝導体配線の形成方法
にあっては、まず、スカンジウム、イツトリウム、ラン
タノイドの内のいずれか１つ又は複数の元素と、アルカ
リ土類金属の内のいずれか１つ又は複数の元素と、銅と
、の３つの種類の元素群を用いて形成された複合酸化物
から構成される絶縁層を形成する。例えば、（Ｙ−Ｂａ
−Ｃｕ−Ｏ）系の複合酸化物からなる絶縁層を形成する
。On the other hand, in the method for forming a superconductor wiring according to the second invention of the present application, first, one or more elements of scandium, yttrium, and lanthanoids and one or more of alkaline earth metals are added. An insulating layer is formed of a composite oxide formed using three types of element groups: one or more of these elements, and copper. For example, (Y-Ba
-Cu-O)-based composite oxide is formed.
次に、この絶縁層に超伝導物質となるには不足していた
酸素イオンをイオン打込みすることにより、絶縁層の内
部に超伝導物質からなる配線層を形成する。その結果、
（Ｙ−Ｂ ａ−Ｃｕ−０）系の複合酸化物による超伝導
物質の配線層が、（Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−○）系の複合酸化
物からなる絶縁層の内部に形成されるのである。Next, a wiring layer made of a superconducting material is formed inside the insulating layer by implanting oxygen ions, which were insufficient to become a superconducting material, into this insulating layer. the result,
A wiring layer of a superconducting material made of a (Y-Ba-Cu-0) based complex oxide is formed inside an insulating layer made of a (Y-Ba-Cu-○) based complex oxide. .
この場合、絶縁層と配線層との間において化学反応が生
じることはなく、超伝導相の生成を妨げろこともない。In this case, no chemical reaction occurs between the insulating layer and the wiring layer, and the generation of the superconducting phase is not hindered.
例えばアルミナ基板とセラミックス系超伝導物質（印刷
ペースト）とが化学反応すると超伝導性が消失するおそ
れがあり、本願発明方法はこれを防止することができる
。For example, if an alumina substrate and a ceramic superconducting material (printing paste) chemically react, superconductivity may be lost, and the method of the present invention can prevent this.
また、本願発明方法にあっては、イオン打込みに際して
加速電圧等の制御が容易であり、そしてこの配線層を所
望の深さ、条件に容易に形成することができる。全体と
して任意の配線層を簡単に形成することができる。なお
、イオン打ち込みの後にはアニール等の手段によって結
晶の欠陥を回復させるものとする。Further, in the method of the present invention, it is easy to control acceleration voltage and the like during ion implantation, and the wiring layer can be easily formed to a desired depth and conditions. Any wiring layer can be easily formed as a whole. Note that after ion implantation, crystal defects are recovered by means such as annealing.
（発明の効果）
以上説明してきたように、本願の第１の発明にあっては
、超伝導物質からなる配線層を完全に絶縁層によって被
覆さて水分、炭酸ガス等が該配線層に接触することがな
いようにすることができ、従って、その超伝導体配線層
が変質することはない。また、単一の絶縁層であるため
、上記熱応力の集中が生しることはなく、絶縁層にひび
割れが生じたり、配線層が絶縁層から剥離したりするこ
とはない。またその結果として、水分、炭酸ガス等が配
線層にまで侵入して該配線Ｎを変質させろ虞はない。い
ずれにしろ、配線層は絶縁層の中に埋まっており、両者
が剥離することはない。すなわち、経時変化のない、信
頼性の高い超伝導体配線の構造を得ることができる。(Effects of the Invention) As explained above, in the first invention of the present application, a wiring layer made of a superconducting material is completely covered with an insulating layer, and moisture, carbon dioxide, etc. come into contact with the wiring layer. Therefore, the superconductor wiring layer is not altered in quality. Furthermore, since it is a single insulating layer, the concentration of thermal stress does not occur, and the insulating layer does not crack or the wiring layer peels off from the insulating layer. Further, as a result, there is no risk that moisture, carbon dioxide gas, etc. will penetrate into the wiring layer and cause the wiring N to change in quality. In any case, the wiring layer is buried in the insulating layer, and the two will not separate. That is, it is possible to obtain a highly reliable superconductor wiring structure that does not change over time.
また、本願の第２の発明にあっては、絶縁層中にイオン
打込みにより配線層を形成したため、絶縁層と配線層と
の間において化学反応が生じることはなく、超伝導相の
生成を妨げることもない。In addition, in the second invention of the present application, since the wiring layer is formed by ion implantation into the insulating layer, no chemical reaction occurs between the insulating layer and the wiring layer, which prevents the generation of a superconducting phase. Not at all.
例えば基板中の不純物とセラミックス系超伝導物質とが
化学反応するとＭＥ導性が消失するおそれがあり、本願
発明方法はこれを防止することができる。For example, if an impurity in the substrate reacts chemically with a ceramic superconductor, ME conductivity may be lost, and the method of the present invention can prevent this.
また、本願発明方法にあっては、イオン打込みに際して
加速電圧等の制御が容易であり、そしてこの配線層を所
望の深さ、条件に容易に形成することができる。例えば
その配線を絶縁層の表面にも形成することもてきる。従
って、全体として任意の配線層を簡単に形成することが
できるのてあ（実施例１）
以下、本発明の実施例について説明する。Further, in the method of the present invention, it is easy to control acceleration voltage and the like during ion implantation, and the wiring layer can be easily formed to a desired depth and conditions. For example, the wiring can also be formed on the surface of the insulating layer. Therefore, any wiring layer can be easily formed as a whole (Example 1) Examples of the present invention will be described below.
第１図〜第５図は、本発明の第１実施例に係る超伝導体
配線の形成方法ζこおける各工程を示すその断面図であ
る。1 to 5 are cross-sectional views showing each step in the method ζ for forming superconductor wiring according to the first embodiment of the present invention.
これらの図において、１１は例えばイツトリア安定化ジ
ルコニア（ＹＳＺ）基板を示している。In these figures, 11 indicates, for example, an yttria-stabilized zirconia (YSZ) substrate.
１３はこの基板１１上に積層、形成された絶縁層を示し
、１５はさらにこの絶縁層１３の内部に形成されたセラ
ミックス系の超伝導物質からなる配線層を示している。Reference numeral 13 indicates an insulating layer laminated and formed on this substrate 11, and 15 further indicates a wiring layer made of a ceramic superconducting material formed inside this insulating layer 13.
また、２１はホトレジスト層を、２３はこのホトレジス
ト層２１に形成した所定パターンの開口部を、それぞれ
示している。Further, 21 indicates a photoresist layer, and 23 indicates a predetermined pattern of openings formed in this photoresist layer 21, respectively.
本実施例では、その超伝導物質は、イツト刀つム（Ｙ）
と、アルカリ土類金属の内のバリウム（Ｂａ）と、銅（
ＣＬＩ）との複合酸化物で構成されている。In this example, the superconducting material is Y
, barium (Ba) among the alkaline earth metals, and copper (
It is composed of a composite oxide with CLI).
まず、基板１１上に所定厚さの絶８Ｎ１３を塗布、被着
する（第１図参照）。この絶縁Ｊｌｉ１３は、イツトリ
ウム、バリウム、銅の複合酸（ヒ物（Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−
０）で形成されている。First, a predetermined thickness of 8N13 is coated and adhered onto the substrate 11 (see FIG. 1). This insulation Jli13 is a composite acid (arsenic acid (Y-Ba-Cu-
0).
次に、この絶！＊１３の上面にホトレジスト層２１を所
定厚さに形成する（第２図参照）。この場合、ホトレジ
スト層２１の厚さ、材質は後述するイオン打込みにおけ
る条件によって決定されている。Next, Kono Zetsu! A photoresist layer 21 is formed to a predetermined thickness on the upper surface of *13 (see FIG. 2). In this case, the thickness and material of the photoresist layer 21 are determined by the conditions for ion implantation, which will be described later.
そして、周知のりソグラフィプロセスを用いてこのホト
レジスト層２１に所望の配線パターンに合わせて開口部
２３を形成する（第３図参照）。Openings 23 are then formed in this photoresist layer 21 in accordance with a desired wiring pattern using a well-known lithography process (see FIG. 3).
次に、イオン打込み法によって酸素イオンをこれらのホ
トレジストＮ２１及び絶縁Ｍ１３上から例えば出力５０
ＫｅＶ （６００人の深さに打ち込む場合）により打ち
込む（第４図参照）。この場合、絶ＬｔＭ１３において
例えば３，０００人の深さまで酸素イオンを打ち込む場
合には、その出力電圧は２００ Ｋ ｅ Ｖになる。Next, oxygen ions are implanted onto the photoresist N21 and the insulation M13 using an ion implantation method, for example, at an output of 50
KeV (for driving to a depth of 600 people) (see Figure 4). In this case, when oxygen ions are implanted to a depth of, for example, 3,000 people in the absolute LtM13, the output voltage will be 200 K e V.
次に、上記ホトレジスト層２１を絶縁層１３の上面から
除去する。この結果、第５図に示すように、開口部２３
を介して絶、縁層１３の内部の所定深さ位置に所定範囲
に所定深さに亙って超伝導体（Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の
複合酸化物からなるセラミックス系超伝導物質）の配線
層１５が形成されることとなる。また、この後、所定の
低温アニール等を施すことにより、絶Ｉｔ！１３の結晶
構造を回復させる。Next, the photoresist layer 21 is removed from the upper surface of the insulating layer 13. As a result, as shown in FIG.
A superconductor (ceramic superconducting material made of a Y-Ba-Cu-0 based composite oxide) is insulated through the edge layer 13 at a predetermined depth within a predetermined range over a predetermined depth. A wiring layer 15 is formed. In addition, after this, by performing a prescribed low temperature annealing etc., it is absolutely perfect! The crystal structure of 13 is recovered.
（実施例２）
第６図は本発明の第２実施例に係る超伝導体配線の構造
を示す断面図である。(Example 2) FIG. 6 is a sectional view showing the structure of a superconductor wiring according to a second example of the present invention.
この実施例は上記第１実施例に対しイオン打ち込み条件
を変えて超伝導配線Ｎ１５を形成したものである。In this embodiment, the superconducting wiring N15 is formed by changing the ion implantation conditions from the first embodiment.
ここで、イオン打ち込み法によって酸素イオンを第４図
に示したホトレジス）！２１及び絶縁層１３上に打ち込
む場合、打ち込んだ酸素イオンの分布は近似的にガウス
分布で表される。例えば、出力５０ Ｋ ｅ Ｖでは６
００人、２００ＫｅＶでは３０００人の深さに最大値を
もったガウス分布となる。１だって、注入ドーズ量を調
整することにより、第５図に示したように絶縁層１３の
ある深さの部分にアニール後に超伝導となる組成の配線
層１５が形成される。Here, oxygen ions were added using the ion implantation method (photoresist shown in Figure 4)! 21 and the insulating layer 13, the distribution of the implanted oxygen ions is approximately represented by a Gaussian distribution. For example, for an output of 50 K e V, 6
00 people and 200 KeV, it becomes a Gaussian distribution with a maximum value at a depth of 3000 people. 1, by adjusting the implantation dose, a wiring layer 15 having a composition that becomes superconductive after annealing is formed at a certain depth of the insulating layer 13, as shown in FIG.
一方、イオンの加速エネルギーを変化させて、イオン打
ち込みをおこなうと、上記のガウス分布の重ね合わせて
超伝４組成の配線Ｎ１５を深さ方向に幅広く形成するこ
とができる。そこで、本実施例では、例えば５にピＶ、
ＩＯＫピＶ、３０ＫｅＶて順次イオン打ち込みすること
で、第６図に示すように絶’！ｔＦ’１３の表面から内
部１０００人までほぼ均一な組成の超伝導配線層１５を
形成した。On the other hand, if ion implantation is performed while changing the acceleration energy of the ions, the wiring N15 having the superconductor 4 composition can be formed widely in the depth direction by superimposing the above Gaussian distributions. Therefore, in this embodiment, for example, 5 is set to PV,
By sequentially implanting ions at IOK PV and 30 KeV, it is completely eliminated as shown in Figure 6! A superconducting wiring layer 15 having a substantially uniform composition was formed from the surface of tF'13 to the inside of 1000 people.
なお、本発明にあっては、必ずしも基板上に絶縁層を形
成する必要はなく、例えば絶縁層と基板とを兼用しても
良い。Note that in the present invention, it is not always necessary to form an insulating layer on the substrate, and for example, the insulating layer and the substrate may be used together.
また、上記イオン打込み法にあってはそのビームを収束
して回路の配線パターンを直接絶縁層上に描くようにし
ても良い。Further, in the above-mentioned ion implantation method, the beam may be focused to directly draw a circuit wiring pattern on the insulating layer.
また、この場合において、例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０の
複合酸化物を蒸着しながらこれに機素イオンを注入して
行うことも考えられる。In this case, it is also conceivable that, for example, a Y--Ba--Cu--0 composite oxide is vapor-deposited and that element ions are implanted into it.
第１図は本発明に係る超伝導体配線の形成方法の第１実
施例における絶縁層形成工程を示すための断面図、第２
図は同じく第１実施例におけるホトレジス［被着工程を
説明するための断面図、第３図は第］実施例におけるホ
トレジスト層へのパターン形成工程を説明するための断
面図、第４図は第１実施例におけるイオン打ち込み工程
を説明するための断面図、第５図は第１実施例における
配線層形成工程を示すその断面図、第６図は本発明の第
２実施例に係る超伝導体配線の構造を示す断面図、第７
図は従来の超伝導体配線の構゛造を示す断面図である。
１３・・・・・・・・絶縁層、
１５・・・・・・・・配線層。
特許出願人 三菱金属株式会社代理人
弁理士（８９１７） 桑井 清−第２図
第４図
第５図
第７図FIG. 1 is a sectional view showing the insulating layer forming step in the first embodiment of the method for forming superconductor wiring according to the present invention;
The figure also shows a cross-sectional view of the photoresist layer according to the first embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the wiring layer forming step in the first embodiment. FIG. 6 is a superconductor according to the second embodiment of the present invention. Cross-sectional diagram showing the wiring structure, No. 7
The figure is a cross-sectional view showing the structure of a conventional superconductor wiring. 13...Insulating layer, 15...Wiring layer. Patent applicant Mitsubishi Metals Co., Ltd. Agent
Patent Attorney (8917) Kiyoshi Kuwai - Figure 2 Figure 4 Figure 5 Figure 7
Claims (2)
のいずれか１つ又は複数の元素と、アルカリ土類金属の
内のいずれか１つ又は複数の元素と、銅と、の３つの種
類の元素群を用いて形成された複合酸化物からなる絶縁
層と、 この絶縁層内に形成されたスカンジウム、イットリウム
、ランタノイドの内のいずれか１つ又は複数の元素と、
アルカリ土類金属の内のいずれか１つ又は複数の元素と
、銅との複合酸化物で構成される超伝導物質からなる配
線層と、を備えたことを特徴とする超伝導体配線の構造
。(1) Using three types of element groups: one or more elements of scandium, yttrium, and lanthanoids, one or more elements of alkaline earth metals, and copper. an insulating layer made of a composite oxide formed by the above method, and one or more elements of scandium, yttrium, and lanthanoid formed in the insulating layer,
A superconductor wiring structure comprising a wiring layer made of a superconducting material made of a composite oxide of one or more alkaline earth metals and copper. .
のいずれか１つ又は複数の元素と、アルカリ土類金属の
内のいずれか１つ又は複数の元素と、銅と、の３つの種
類の元素群を用いて形成された複合酸化物から構成され
る絶縁層を形成する工程と、 この絶縁層に超伝導層になるのに十分なだけの酸素イオ
ンをイオン打込みすることにより、絶縁層の内部に超伝
導物質からなる配線層を形成する工程と、を備えたこと
を特徴とする超伝導体配線の形成方法。(2) Using three types of element groups: one or more elements of scandium, yttrium, and lanthanoids, one or more elements of alkaline earth metals, and copper. Superconductivity is created inside the insulating layer by forming an insulating layer made of a composite oxide formed by 1. A method for forming a superconductor wiring, comprising the steps of: forming a wiring layer made of a substance.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62332982A JPH01171243A (en) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | Structure of superconductor interconnection and formation thereof |
| PCT/JP1988/000987 WO1989003127A1 (en) | 1987-09-30 | 1988-09-28 | Structure of superconductor wiring and process for its formation |
| KR1019890700937A KR930001567B1 (en) | 1987-09-30 | 1988-09-28 | Structure of superconductor wiring and process for its formation |
| EP19880908375 EP0338084A4 (en) | 1987-09-30 | 1988-09-28 | Structure of superconductor wiring and process for its formation. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62332982A JPH01171243A (en) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | Structure of superconductor interconnection and formation thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01171243A true JPH01171243A (en) | 1989-07-06 |
Family
ID=18260986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62332982A Pending JPH01171243A (en) | 1987-09-30 | 1987-12-25 | Structure of superconductor interconnection and formation thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01171243A (en) |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP62332982A patent/JPH01171243A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4316785A (en) | Oxide superconductor Josephson junction and fabrication method therefor | |
| EP0478465A1 (en) | Method for manufacturing superconducting device having a reduced thickness of oxide superconducting layer and superconducting device manufactured thereby | |
| EP0325765B1 (en) | Josephson device having a josephson junction structure suitable for an oxide superconductor | |
| JPH01171247A (en) | Structure of superconductor interconnection | |
| JP2000349356A (en) | Use of ion injection for preparing normal layer in superconductive-normal-superconductive josephson junction | |
| JPH01171243A (en) | Structure of superconductor interconnection and formation thereof | |
| EP0358545B1 (en) | Improvement in a process for producing thallium type superconducting thin film | |
| US5714767A (en) | Method for manufacturing superconducting device having a reduced thickness of oxide superconducting layer and superconducting device manufactured thereby | |
| JPH01145879A (en) | Structure and manufacture of superconductor wiring | |
| JPH0358488A (en) | Planar josephson element and manufacturing method of the same | |
| JPH01183138A (en) | Semiconductor device | |
| JPH0272685A (en) | Method for forming weakly coupled superconductor part | |
| WO1989003126A1 (en) | Structure of superconductor wiring and process for its production | |
| WO1989003125A1 (en) | A process for producing an electric circuit including josephson diodes | |
| JPS63304678A (en) | Manufacture of oxide superconducting circuit | |
| JPS63310182A (en) | Manufacture of superconductive wiring | |
| JPS63291485A (en) | Manufacture of oxide superconducting circuit | |
| JPH0240992A (en) | Structure of superconductor wiring | |
| JP2639961B2 (en) | Superconducting element manufacturing method | |
| JPS6411380A (en) | Manufacture of josephson element | |
| JP3107322B2 (en) | Method for manufacturing superconducting device | |
| JP2976427B2 (en) | Method of manufacturing Josephson device | |
| KR930001567B1 (en) | Structure of superconductor wiring and process for its formation | |
| JP2666337B2 (en) | High-Tc superconductor contact structure | |
| JP3085492B2 (en) | Micro-bridge type Josephson device and stacked type Josephson device |