JPH01171246A - 超伝導体配線の形成方法 - Google Patents

超伝導体配線の形成方法

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JPH01171246A
JPH01171246A JP62332980A JP33298087A JPH01171246A JP H01171246 A JPH01171246 A JP H01171246A JP 62332980 A JP62332980 A JP 62332980A JP 33298087 A JP33298087 A JP 33298087A JP H01171246 A JPH01171246 A JP H01171246A
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superconducting material
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Tadashi Sugihara
杉原 忠
Yoshio Murakami
義男 村上
Takuo Takeshita
武下 拓夫
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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) 本発明は超伝導体配線の形成方法、例えば厚膜集積回路
用または薄膜集積回路用の超伝導体配線の形成方法に関
する。
(従来の技術) 従来、この種の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」 (工
業調査会発行、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。
この超伝導体配線は、厚膜印刷法によりセラミック基板
上に形成されるもので、バルク試料を粉砕して得られる
粉末をアルミナ基板(FGA基板)上にスクリーン印刷
してパターン形成し、これを焼成することにより形成さ
れている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の超伝導体配線の形成方
法にあっては、基板上に形成される配線パターンはスク
リーン印刷によって形成されていたため、微細な配線パ
ターンを形成することができなかったという問題点が生
じていた。例えばスクリーン印刷法による導体パターン
の設計は、その線幅、線間隔等は50〜100μmであ
るのに対し、リソグラフィ法によれば、波長の短いエネ
ルギ源を使用することもてき、例えば0,5〜1μmの
単位でその線幅等を形成することができるのである。
従って、本願の発明の目的は、微細な配線パターンの超
伝導体配線の形成方法を提供することである。
(問題点を解決するための手段) すなわち、本発明は、スカンジウム、イツトリウム、ラ
ンタノイドの各元素の内のいずれか1つまたは複数の元
素と、アルカリ土類金属の内のいずれか1つまたは複数
の元素と、銅と、を含む超伝導物質原料を準備する工程
と、リソグラフィ法により絶縁層上に配線形成用マスク
層を形成する工程と、このマスク層及び露出した絶縁層
上゛に上記超伝導物質原料を被着し超伝導物質原料層を
形成する工程と、上記マスク層を剥離することにより、
この超伝導物質原料層の一部を絶縁層上に残す工程と、
この残された超伝導物質原料層を酸化して超伝導物質の
配線層を形成する工程と、を備えた超伝導体配線の形成
方法である。
(作用) 本発明に係る超伝導体配線の形成方法にあっては、まず
、準備工程として、スカンジウム、イツトリウム、ラン
タノイドの各元素の内のいずれか1つまたは複数の元素
と、アルカリ土類金属の内のいずれか1つまたは複数の
元素と、銅とを含む超伝導物質原料を作成、準備する。
次に、リソグラフィ法により絶縁層上に配線形成用マス
ク層を形成する。例えば絶縁層上にホトレジストを塗布
し、ホトマスク画像による露光、現像後、エツチングを
して所望の配線形成用マスク層を形成するものである。
その結果、絶縁層上面の一部は該マスク層に覆われるが
、残りの部分は露出している。また、このとき、このマ
スク層の′g!l細加工を精度良く行うには、可視光の
短波長領域から近紫外線領域のみならず、遠紫外線、電
子ビーム、X線、イオンビーム等を利用することもてき
る。
そして、このマスク層及び絶縁層上に上記超伝導物質原
料を被着し超伝導物質原料層を形成する。
その結果、超伝導物質原料層は、その一部は絶縁層上に
直接形成され、残りはマスク層上に形成されることにな
る。この場合、超伝導物質原料は真空蒸着法、スパッタ
リング法、イオンプレーテ、イング法等が用いられ、所
望の厚さに被着される。
次いて、上記マスク層を剥離することにより、この超伝
導物質原料層の一部を絶縁層上に残す。
すなわち、所望のパターンの超伝導物質原料層が絶縁層
上に形成されることとなるのである。
さらに、この残された超伝導物質原料層を酸化して超伝
導物質の配線層を形成する。すなわち、超伝導体配線が
絶縁層上に所望のパターンで形成されるのである。
(発明の効果) 以上説明してきたように、本発明にあっては、リソグラ
フィ法によるため、微細な配線を容易に形成することが
できる。例えば0.5〜17.zmの単位でその線幅等
を形成することができるのである。そして、この超伝導
体配線はY−Ba−CLI−6系の超伝導体配線を使用
した場合には、その電流密度が大きくなっている。
(実施例) 以下、本発明の実施例について説明する。
第1図〜第6図は、本発明の第1実施例に係る超伝導体
配線の形成方法における各工程を示すその断面図である
この第1実施例は本発明を高純度アルミナ基板上に厚膜
配線を形成する工程に適用した場合を示している。
まず、スカンジウム、イツトリウム、ランタノイドの各
元素の内のいずれか1つまたは複数の元素と、アルカリ
土類金属、例えばカルシウム、ストロンチウム、バリウ
ム、ラジウムの内のいずれか1つまたは複数の金属と、
銅と、で構成される超伝導物質原料を準備する。
次に、リソグラフィ法を用いて上記基板(絶縁層)1上
に配線形成用マスク層を形成する。
まず、第1図に示すように、絶縁体層としての高純度ア
ルミナ基板(FGA基板)1上に、周知のホトレジスト
を被着して、例えば厚さ約10μn1のホトレジスト層
3を形成する。すなわち、このホトレジストを基板1上
にホトレジストを溶かした溶媒を注いだ後、スピンコー
ティングして(例えば5000rpmの速度で回転させ
て)薄い均一な膜を作る。この後、ベーキング等して乾
燥させ、基板1上に該ホトレジスト層3を形成するので
ある。
次に、第2図に示すように、所定のパターンに形成した
ホトマスク5をこのホトレジスト層3の上方に配設して
、矢印で示すように例えば紫外線をこれらの上方から照
射する。こめ結果、ホトレジ・スト層3にあって、ホト
マスク5の直下の部分3A以外の部分は露光されること
となる。
そして、第3図に示すように、現像液により現像すると
、この光に当たらなかった部分3Aが現像液により溶出
されることとなる。すなわち、ホトレジスト層3の一部
分が消失して開口部が形成され、基板1の上面がその開
口部だけ露出することとなる。
このようにして基板1上に配線形成用マスク層(ホトレ
ジスト層)3が形成されるのである。
次に、第4図に示すように、上記準備工程で準備した超
伝導物質原料を、この配線形成用マスクN3及び露出し
た基板1上に被着する。この結果、厚さ約10μmの超
伝導物質原料層7が形成される。この超伝導物質原料層
7は、真空蒸着法、スパッタリング法、抵抗加熱法、イ
オンブレーティング法等によって形成することができる
。例えば、RFスパッタリング(全圧:10−4〜1O
−IT。
rr、雰囲気:Arのみ、基板ターゲット間距離ニア0
mm、パワー 200W)により形成する。
次に、第5図に示すように、上記マスク層3を基板1上
から剥離する。その結果、マスクN3とともに、このマ
スク層3上に被着された超伝導物質原料層7の部分が、
基板1から剥離されることとなる。従って、直接基板1
上に被着された超伝導物質原料層7の一部はそのまま基
板1上に残ることとなる。
次に、この残された超伝導物質原料層7を所定の雰囲気
下に酸化して超伝導物質の配線N9を形成する。例えば
、02のみの雰囲気において750〜850°Cて1〜
5時間アニールする。この結果、第6図に示すように、
基板1上には所定組成の(Y−B’a−Cu−0系)超
伝導体配線9が形成される。
第7図〜第11図は、本発明の第2実施例における各工
程を示している。この第2実施例は本発明を集積回路の
内部配線の形成に適用したもので有る。
第7図に示すように、11はシリコン基板であり、この
基板11を覆う絶縁膜(酸化シリコン:S+02)13
はその一部が選択的に除去されている。従って、基板1
1の一部表面は露出している。
このように絶縁膜13から露出した基板11の表面には
、超伝導体で形成されたソース電極15と、トレイン電
極17とが約0.5μn1の間隔だけ離れて互いに対向
して配設されている。これらの画電極15.17、及び
、両電極間の基板11の表面は、絶縁層く酸化シリコン
:S:Ch)19によって被覆されている。
この実施例では、この絶縁層19上に超伝導体のゲート
電極(配線)を形成するものである。
まず、超伝導物質原料を準備する。この工程は上記実施
例のそれと同じで良い。
次に、上記酸化シリコンの絶縁層19上には、スピンコ
ーティングによって周知のホトレジストが所定厚さに塗
布されてホトレジスト層21が形成されている(第8図
参照)。そして、所定の配線パターンのマスク23を用
いて露光、現像することにより(第8図参照)、絶BN
19上に配線形成用のマスクN25を形成する(第9図
参照)。
すなわち、このホトレジスト層21は一連のりソゲラフ
イエ程を経て、所定のパターンに形成され、配線形成用
のマスク層25となるのである。
なお、ホトレジスト21を溶出する現像液としてはキシ
レン等の有機溶剤を使用するものとする。
次いて、このマスク層25及びマスク層25から一部が
露出した絶縁層19の上面に例えば蒸着法等により、上
記超伝導物質原料を所定の厚さに被着し、超伝導物質原
料N27を形成する(第10図参照)。
次いて、このマスクN25を剥離することにより、この
超伝導物質原料rIji27の一部29を絶縁ff1l
e上に残す(第11図参照)。
最後に、この残された超伝導物質原料層29を酸化して
所望の配線層を形成する。この結果、ゲート電極として
超伝導物質からなる配線層29が形成されるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第6図は本発明に係る超伝導体配線の形成方法
の第1実施例の各工程を示すものであり、第1図は第1
実施例におけるホトレジスト被着工程を示すための断面
図、第2図は同じくその露光工程を説明するための断面
図、第3図はそのマスク層形成工程を説明するための断
面図、第4図はその超伝導物質原料層形成工程を示すそ
の断面図、第5図はそのマスク層剥離工程を示すその断
面図、第6図はその超伝導体物質の配線層形成工程を示
すその断面図である。 また、第7図〜第11図は本発明に係る超伝導体配線の
形成方法の第2実施例の各工程を示すものであり、第7
図はその前工程を示す断面図、第8図はマスクによる露
光工程を示す断面図、第9図は現像工程を示す断面図、
第10図は超伝導物質原料の被着工程を示す断面図、第
11図はマスク層の剥離後の酸化工程を示す断面図であ
る。 1・・・・・・・・絶縁N(基板)、 3・・・・・・・・配線形成用マスク層(ホトレジスト
層)、 7・・・・・・・・超伝導物質原料層、9・・・・・・
・・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−nil! 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 2へ 第9図 第10図 第11図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  スカンジウム、イットリウム、ランタノイドの各元素
    の内のいずれか1つまたは複数の元素と、アルカリ土類
    金属の内のいずれか1つまたは複数の元素と、銅と、を
    含む超伝導物質原料を準備する工程と、 リソグラフィ法により絶縁層上に配線形成用マスク層を
    形成する工程と、 このマスク層及び露出した絶縁層上に上記超伝導物質原
    料を被着し超伝導物質原料層を形成する工程と、 上記マスク層を剥離することにより、この超伝導物質原
    料層の一部を絶縁層上に残す工程と、この残された超伝
    導物質原料層を酸化して超伝導物質の配線層を形成する
    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。
JP62332980A 1987-12-25 1987-12-25 超伝導体配線の形成方法 Pending JPH01171246A (ja)

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