JPH01220847A - 酸化物超伝導体薄膜の製造方法 - Google Patents
酸化物超伝導体薄膜の製造方法Info
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- JPH01220847A JPH01220847A JP63047712A JP4771288A JPH01220847A JP H01220847 A JPH01220847 A JP H01220847A JP 63047712 A JP63047712 A JP 63047712A JP 4771288 A JP4771288 A JP 4771288A JP H01220847 A JPH01220847 A JP H01220847A
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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
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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薄膜の製造方法に関する。
（従来の技術）
超伝導の研究開発は１９７３年Ｎｂ３Ｇｅで超伝導臨界
温度Ｔｃ：２３．２Ｋが達成されてからつい最近まで進
展が見られなかった。しかし１９８６年４月ベドノルッ
、ミューラがＢａ−Ｌａ−Ｃｕ系の物質で酸化物系超伝
導物質を報告（ツアイトシュリフトフユアフィジーク（
ｚ。
温度Ｔｃ：２３．２Ｋが達成されてからつい最近まで進
展が見られなかった。しかし１９８６年４月ベドノルッ
、ミューラがＢａ−Ｌａ−Ｃｕ系の物質で酸化物系超伝
導物質を報告（ツアイトシュリフトフユアフィジーク（
ｚ。
Ｐｈｙｓ、） Ｂ６４１９８６ ｐ、１８９） してか
ら急速に研究開発が活発になり、超伝導臨界温度Ｔも急
上昇し現在では液体窒素温度（７７Ｋ）を超えるように
なっている。
ら急速に研究開発が活発になり、超伝導臨界温度Ｔも急
上昇し現在では液体窒素温度（７７Ｋ）を超えるように
なっている。
このように急進展した酸化物系高温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膜超
伝導体膜をマグネシア（ＭｇＯ）やサファイヤ（Ａ１２
０３）基板上に被着し、引き続き酸素雰囲気中で８００
〜１０００°Ｃで数時間熱処理することにより液体窒素
温度程度の高い超伝導臨界温度を示す薄膜が得られてい
る。しかしながらこのような高温熱処理はエレクトロニ
クス分野ではデバイスへの応用が難しいために、酸素プ
ラズマ処理（アイニスイージー（ＩＳＥＣ） ８７５Ｈ
−２４Ｑｕｇ、 １９８７）が研究開発されている。
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膜超
伝導体膜をマグネシア（ＭｇＯ）やサファイヤ（Ａ１２
０３）基板上に被着し、引き続き酸素雰囲気中で８００
〜１０００°Ｃで数時間熱処理することにより液体窒素
温度程度の高い超伝導臨界温度を示す薄膜が得られてい
る。しかしながらこのような高温熱処理はエレクトロニ
クス分野ではデバイスへの応用が難しいために、酸素プ
ラズマ処理（アイニスイージー（ＩＳＥＣ） ８７５Ｈ
−２４Ｑｕｇ、 １９８７）が研究開発されている。
またレーザビーム走査による処理を行なって局所的に超
伝導層を形成することが出来るならば、主にエレクトロ
ニクスの配線の分野で実用化が期待される。またレーザ
ビーム走査による処理は酸素プラズマ処理に比べて単結
晶化が容易と考えられ、この面からも期待されている。
伝導層を形成することが出来るならば、主にエレクトロ
ニクスの配線の分野で実用化が期待される。またレーザ
ビーム走査による処理は酸素プラズマ処理に比べて単結
晶化が容易と考えられ、この面からも期待されている。
上記レーザビーム走査による処理は一般にサファイヤ基
板やマグネシア基板上にスパッタ法により酸化物超伝導
体の構成成分を有する薄膜を被着させ、酸素雰囲気中で
高出力Ａｒレーザを走査することにより所望の領域のみ
熱処理を行ない超伝導化させるものである。
板やマグネシア基板上にスパッタ法により酸化物超伝導
体の構成成分を有する薄膜を被着させ、酸素雰囲気中で
高出力Ａｒレーザを走査することにより所望の領域のみ
熱処理を行ない超伝導化させるものである。
（発明が解決しようとする課題）
上記レーザを用いたレーザビーム走査による処理を半導
体装置の配線に用いると、以下のような問題点が発生す
ることが判った。
体装置の配線に用いると、以下のような問題点が発生す
ることが判った。
一般的に半導体装置に用いられる結晶はＳＬ半導体結晶
やＧａＡｓ、 ＩｎＰといったＩＩＩ ｅ Ｖ族化合物
半導体結晶である。このような半導体結晶基板上に酸化
物超伝導体の構成成分を有する薄膜を被着させ、酸素雰
囲気中で高出力Ａｒレーザを走査すると半導体結晶にお
いてもレーザ光が吸収されて高温になり、半導体結晶構
成元素が超伝導層に拡散して特性を劣化させる。またす
でに半導体装置としての構造を有している半導体結晶上
に配線等の目的で超伝導層を形成する場合には、レーザ
走査によってすでに作成されている半導体装置の不純物
分布等の構造を熱的に崩してしまう。
やＧａＡｓ、 ＩｎＰといったＩＩＩ ｅ Ｖ族化合物
半導体結晶である。このような半導体結晶基板上に酸化
物超伝導体の構成成分を有する薄膜を被着させ、酸素雰
囲気中で高出力Ａｒレーザを走査すると半導体結晶にお
いてもレーザ光が吸収されて高温になり、半導体結晶構
成元素が超伝導層に拡散して特性を劣化させる。またす
でに半導体装置としての構造を有している半導体結晶上
に配線等の目的で超伝導層を形成する場合には、レーザ
走査によってすでに作成されている半導体装置の不純物
分布等の構造を熱的に崩してしまう。
（課題を解決するための手段）
本発明は半導体結晶上に被着した酸化物超伝導体の構成
成分を有する薄膜を酸素雰囲気中でレーザビームを照射
し、走査することによって、前記酸化物超伝導体の構成
成分を有する薄膜の所望の領域のみを高温超伝導化する
工程を有する酸化物超伝導体薄膜の製造方法において、
前記レーザビームの波長領域を半導体結晶の吸収波長領
域より長い波長とすることを特徴とした酸化物超伝導体
薄膜の製造方法が得られる。
成分を有する薄膜を酸素雰囲気中でレーザビームを照射
し、走査することによって、前記酸化物超伝導体の構成
成分を有する薄膜の所望の領域のみを高温超伝導化する
工程を有する酸化物超伝導体薄膜の製造方法において、
前記レーザビームの波長領域を半導体結晶の吸収波長領
域より長い波長とすることを特徴とした酸化物超伝導体
薄膜の製造方法が得られる。
（作用）
・本発明で用いるレーザの波長は半導体結晶の吸収しな
い長波長側の波長を選ぶので、半導体結晶の温度を上昇
させず、半導体結晶上に被着した酸化物超伝導体の構成
成分を有する薄膜のみを加熱することができる。このた
めすでに半導体装置としての構造を有している半導体結
晶上に超伝導層を形成する場合には、レーザ走査によっ
てすでに作成されている半導体装置の構造を崩してしま
うことはなく、配線等の目的で半導体装置上に超伝導層
を作成する場合に極めて有効である。
い長波長側の波長を選ぶので、半導体結晶の温度を上昇
させず、半導体結晶上に被着した酸化物超伝導体の構成
成分を有する薄膜のみを加熱することができる。このた
めすでに半導体装置としての構造を有している半導体結
晶上に超伝導層を形成する場合には、レーザ走査によっ
てすでに作成されている半導体装置の構造を崩してしま
うことはなく、配線等の目的で半導体装置上に超伝導層
を作成する場合に極めて有効である。
（実施例）
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の詳細な説明するための
断面図である。まず、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系のターゲッ
トを用いたスパッタ法により表面にＳｉＯ２等の絶桿材
料で被覆したＧａＡｓ結晶からなる半導体装置１１上に
酸化物超伝導体の構成成分を有する薄膜１２としてＹＢ
ａ２Ｃｕ３Ｏ７に近い組成を有する薄膜を厚さ約０．５
ｐｍ被着する（第１図（ａ））。この時ＧａＡｓ半導体
装置中にはすでにＦＥＴ構造を作成してあり、また電極
もすでに形成しておく（図示はせず）。スパッタはアル
ゴン（Ａｒ）と酸素（０□）との混合雰囲気中で基板温
度は室温〜８００°Ｃの範囲で半導体装置の構造がくず
れない温度を選んで行なう。この段階では酸化物超伝導
体の構成成分を有する薄膜１２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。次に酸素
雰囲気中、基板温度４００°Ｃで酸化物超伝導体の構成
成分を有する薄膜１２表面にＹＡＧレーザを照射する（
第１図（ｂ））。ここでＧａＡｓ半導体結晶の吸収波長
領域より長い波長を有す□るレーザとして１．０６１１
ｍの波長を有するＹＡＧレーザを選択している。
断面図である。まず、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系のターゲッ
トを用いたスパッタ法により表面にＳｉＯ２等の絶桿材
料で被覆したＧａＡｓ結晶からなる半導体装置１１上に
酸化物超伝導体の構成成分を有する薄膜１２としてＹＢ
ａ２Ｃｕ３Ｏ７に近い組成を有する薄膜を厚さ約０．５
ｐｍ被着する（第１図（ａ））。この時ＧａＡｓ半導体
装置中にはすでにＦＥＴ構造を作成してあり、また電極
もすでに形成しておく（図示はせず）。スパッタはアル
ゴン（Ａｒ）と酸素（０□）との混合雰囲気中で基板温
度は室温〜８００°Ｃの範囲で半導体装置の構造がくず
れない温度を選んで行なう。この段階では酸化物超伝導
体の構成成分を有する薄膜１２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。次に酸素
雰囲気中、基板温度４００°Ｃで酸化物超伝導体の構成
成分を有する薄膜１２表面にＹＡＧレーザを照射する（
第１図（ｂ））。ここでＧａＡｓ半導体結晶の吸収波長
領域より長い波長を有す□るレーザとして１．０６１１
ｍの波長を有するＹＡＧレーザを選択している。
このＹＡＧレーザを照射してビーム照射部を加熱、反応
させることにより結晶化領域作成し、酸化物超伝導薄膜
１３を形成する。第１図（ｃ）酸化物超伝導体の構成成
分を有する薄膜１２表面を任意の方向にレーザビームを
走査することにより、任意の方向に酸化物超伝導薄膜を
形成することができる。
させることにより結晶化領域作成し、酸化物超伝導薄膜
１３を形成する。第１図（ｃ）酸化物超伝導体の構成成
分を有する薄膜１２表面を任意の方向にレーザビームを
走査することにより、任意の方向に酸化物超伝導薄膜を
形成することができる。
レーザビームの照射条件はビームスポット径５０１１ｍ
、出力パワー３〜５Ｗ、走査速度２ｃｍ／ｓｅｃとした
。
、出力パワー３〜５Ｗ、走査速度２ｃｍ／ｓｅｃとした
。
酸化物超伝導薄膜の特性を測定した結果、超伝導臨界温
度は７０に程度であり、約５ｃｍの走査範囲内で不連続
箇所はなかった。このことはＧａＡｓ結晶が高温にさら
されなかったために、ＧａやＡｓの酸化物超伝導薄膜中
への拡散が少なかった結果と考えられる。
度は７０に程度であり、約５ｃｍの走査範囲内で不連続
箇所はなかった。このことはＧａＡｓ結晶が高温にさら
されなかったために、ＧａやＡｓの酸化物超伝導薄膜中
への拡散が少なかった結果と考えられる。
なお本実施例では、酸化物超伝導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法など他の成長法でも可能であり、またＬａ−
８ｒ−Ｃｕ−０系など他の酸化物超伝導体を用いること
も可能である。また本実施例ではＧａＡｓ結晶を用いた
半導体装置上に超伝導層をＹＡＧレーザにて形成したが
、ＩｎＰ結晶を用いた半導体装置にもそのまま本実施例
を適用可能である。
被着したＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系薄膜を用いたが、蒸着法
やＣＶＤ法など他の成長法でも可能であり、またＬａ−
８ｒ−Ｃｕ−０系など他の酸化物超伝導体を用いること
も可能である。また本実施例ではＧａＡｓ結晶を用いた
半導体装置上に超伝導層をＹＡＧレーザにて形成したが
、ＩｎＰ結晶を用いた半導体装置にもそのまま本実施例
を適用可能である。
（発明の効果）
本発明によれば、レーザビーム照射時に半導体結晶を高
温にさらすことなく酸化物超伝導体薄膜を形成すること
が可能である。従ってすでに半導体装置としての構造を
有している半導体結晶上に超伝導層を形成する場合には
、レーザ走査によってすでに作成されている半導体装置
の構造を崩してしまうことはなく、配線等の目的で半導
体装置上に超伝導層を作成する場合に極めて有効である
。
温にさらすことなく酸化物超伝導体薄膜を形成すること
が可能である。従ってすでに半導体装置としての構造を
有している半導体結晶上に超伝導層を形成する場合には
、レーザ走査によってすでに作成されている半導体装置
の構造を崩してしまうことはなく、配線等の目的で半導
体装置上に超伝導層を作成する場合に極めて有効である
。
第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の実施例の工程を示す断
面図である。 図中 １１−・・・・半導体装置が形成された基板１２・・・
・・酸化物超伝導体の構成成分を有する薄膜１３・・・
・・酸化物超伝導薄膜 を示す。
面図である。 図中 １１−・・・・半導体装置が形成された基板１２・・・
・・酸化物超伝導体の構成成分を有する薄膜１３・・・
・・酸化物超伝導薄膜 を示す。
Claims (1)
- 半導体結晶上に被着した酸化物超伝導体の構成成分を
有する薄膜を酸素雰囲気中でレーザビームを照射し、走
査することによって、前記酸化物超伝導体の構成成分を
有する薄膜の所望の領域のみを高温超伝導化する工程を
有する酸化物超伝導体薄膜の製造方法において、前記レ
ーザビームの波長領域を半導体結晶の吸収波長領域によ
り長い波長とすることを特徴とした酸化物超伝導体薄膜
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63047712A JPH01220847A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 酸化物超伝導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63047712A JPH01220847A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 酸化物超伝導体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01220847A true JPH01220847A (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=12782921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63047712A Pending JPH01220847A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 酸化物超伝導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01220847A (ja) |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63047712A patent/JPH01220847A/ja active Pending
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