JPH01281779A - 集積回路用素子 - Google Patents

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】 〔概要〕 超伝導材料薄膜を有する集積回路用素子に関し、集積回
路用素子に用いられる超伝導材料の超伝導特性の安定化
を図ることを目的とし、基板上に超伝導材料薄膜を形成
し、該超伝導材料薄膜を被覆するように無機絶縁膜を形
成して成る集積回路用素子において、前記基板と前記超
伝導材料薄膜との間および前記超伝導材料薄膜と前記無
機絶縁膜との間のうち少なくとも前記超伝導材料薄膜と
前記無機絶縁膜との間に有ｍ物の薄膜をバッファ層とし
て設け、あるいは、基板上に超伝導材料薄膜を形成して
なる集積回路用素子において、前記基板と前記超伝導材
料薄膜との間に有機物の薄膜をバッファ層として設ける
ように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、超伝導材料Ｎ膜を有する集８１回路用素子に
関する。

現在、高い転移温度（Ｔｃ　）を示す超伝導材料として
ＬａＢａＣｕ０ｘ、ＹＢａＣｕＯｘあるいはＢ１５ｒＣ
ａＣｕＯｘ等の酸化物超伝導材料が理学、工学的見地か
ら関心がもたれ、半導体装置への応用について種々の研
究が行なわれている。

〔従来の技術〕

上述の酸化物超伝導材料は比較的容易に作成され、その
作成方法は種々存在し、例えばエレクトロンビーム（Ｅ
Ｂ）蒸着法、スパッタリング法あるいはモレキュラビー
ムエビタクシ（ＭＢＥ）法等により５ｒＴｌＯ、Ａｊ２
０３あるいはＭｇＯ等の基板上に薄膜として形成する方
法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、超伝導材料の表面を半導体等の集積回路におい
て一般に用いられる二酸化ケイ素（ＳＩＯ２）の無機絶
縁膜によって被覆すると、Ｓ　ｉ　Ｏ２無機絶縁膜中の
Ｓｉと超伝導材料中のＢａとの反応性が大きいことによ
り界面で拡散がおき、超伝導特性が劣化するという問題
がある。

さらに、酸化物超伝導材料は製造後、空気中に放置して
おくと時間の経過とともに超伝導特性が低下し安定した
超伝導特性が得られないという欠点がある。これは、酸
化物超伝導材料が水分の影響を受は易く、空気中の湿気
により超伝導特性が低下することに起因する。

したがって集積回路に超伝導材料を用いる場合、あるい
はＳｉ基板に超伝導材料薄膜を形成する場合に、超伝導
特性の低下を生じ、実用に耐え得るものではなかっな。

そこで、本発明は集積回路用素子に用いられる超伝導材
料の超伝導特性の安定化を図ることを目的とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、基板上に超伝導材′ｆ４ｗ！膜を形成し、該
超伝導材料薄膜を被覆するように無機絶縁膜を形成して
成るＳ積回路用素子において、前記基板と前記超伝導材
料薄膜との間および前記超伝導材料薄膜と前記無機絶縁
膜との間のうち少なくとも前記超伝導材料薄膜と前記無
機絶縁膜との間に有機物の薄膜をバッファ層として設け
、あるいは、基板上に超伝導材料薄膜を形成してなる集
積回路用素子において、前記基板と前記超伝導材料薄膜
との間に有機物の薄膜をバッファ層として設けるように
構成した。

〔作用〕

基板上に形成された超伝導材料薄膜を被覆するようにバ
ッファ層としての有機物の薄膜を介して無機絶・縁膜を
形成し、あるいは、基板上にバッファ層としての有機物
の薄膜を介して形成された超伝導材料薄膜を被覆するよ
うにバッファ層としての有機物の薄膜を介して無機絶縁
膜を形成し、あるいは基板上にバッファ層としての有機
物の薄膜を介して超伝導材料薄膜を形成して集積回路用
素子とする。

このように基板あるいは無機絶縁膜と超伝導材料薄膜と
の間に成形された有機物の薄膜は、超伝導材料薄膜と前
記の他の材料との界面における拡散による超伝導特性の
劣化を防止し、また、大気中の湿気による超伝導特性の
劣化を防止する。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明の集積回路用素子の一実施例を示す概略
図である。

第１図において、基板１上に形成された超伝導材料薄膜
２は、バッファ層３としての有機物の薄膜を介して無機
絶縁膜４により被覆されている。

前記基板１は５ｒＴＩＯ３，Ａｊ２０３゜ＭｇＯ等の公
知の材質からなる基板でよい。

前記超伝導材料薄膜２はスパッタリング法、ＥＢ蒸着法
、ＭＢＥ法、ＣＶＤ法等の公知の手段により前記基板！
上に形成すればよい、また、膜厚は目的に応じ適宜決定
すればよい、なお、前記超伝導材料薄膜２としてはＹＢ
ａ２　Ｃｕ３０ｘ。

ＬａＢａＣｕｏｘ等種々の超伝導材料の薄膜であってよ
い。

前記バッファ層３は好ましくはフッ化物系材料を原料と
する有機物の薄膜である。前記フッ化物系材料としては
、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオ
ロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重
合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピ
レン−ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、
エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロ
ロトリフルオロエチレン、エチレン−クロロトリフルオ
ロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデンおよびポリ
フッ化ビニル等が挙げられる。

前記バッファ層３の前記基板１および前記超伝導材料薄
ｗ！ｉ、２上への成膜は、プラズマ重合法あるいは、前
記フッ化物材料を用いた低エネルギーイオンビーム法（
本出願人の昭和６３年５月　９日付の特許出願を参照）
等により行なえばよい、また、前記バッファ層３の膜厚
は通常１〜１００ｎＩＮ程度でよい。

前記無機絶縁ＷＡ４の材質はＳｉＯ□、ＭｇＯ。

Ａｊ　Ｏ、Ｓｉ３Ｎ４等の公知のものでよい。

前記無機絶縁膜４の成膜はスパッタリング法、蒸着法等
公知の手段により行なうことができ、膜厚は通常、２０
０〜１０００ｎｎ程度である。

第２図は本発明の他の実施例を示す概略図である。

第２図において、超伝導材料薄膜１３は基板１１上にバ
ッファ層１２としての有機物の薄膜を介して形成されて
いる。

前記基板１１はＳ１単結晶の半導体基板あるいは、ＡＮ
　２０３　、　Ｍ　ｇ　Ｏ等の材質からなる公知の基板
でよい。

前記バッファ層１２の材質、成膜方法、膜厚等は第１図
に示されている実施例における前記バッファ層３と同じ
である 前記超伝導材料薄膜１３の成膜方法は第１図に示されて
いる実施例における前記超伝導材料薄膜２と同じである
。

また、第３図は、本発明の他の実施例を示す概略図であ
る。

第３図において、超伝導材料薄膜２３は、第１のバッフ
ァ層２２としての有機物の薄膜を介して基板２１上に形
成され、この超伝導材料薄膜は第２のバッファ層２４と
しての有機物の薄膜を介して無機絶縁［２５により被覆
されている。

前記基板２１、前記超伝導材料薄膜２３、前記バッファ
層２２．２４および前記無機絶縁Ｗ１４２５の材質、成
膜方法、膜厚等はそれぞれ第１図に示されている実施例
における前記基板１、前記超伝導材料薄ＷＡ２、前記バ
ッファ層３および前記無機絶縁膜４と同じである。

第１図乃至第３図に示されるように、超伝導材料薄膜は
バッファ層としての有機物の薄膜を介して無機絶縁膜に
よって被覆され、あるいはバッファ層としての有機物の
薄膜を介して基板上に形成されているため、超伝導材料
薄膜と基板あるいは無機絶縁膜との界面での拡散が阻止
され、超伝導材料薄膜の超伝導特性の劣化を有効に防止
することができる。さらに、超伝導材料薄膜上にバッフ
ァ層および無機絶縁膜が形成されることにより、大気中
の湿気による超伝導特性の劣化も有効に防°　　止する
ことができる。

また、超伝導材料薄膜と他の材料との界面での拡散は、
超伝導材料薄膜がＹＢａ２　Ｃｕ０ｘ等のＢａを構成元
素として含有する超伝導材料であり、他の材料が８１を
構成元素として含有している場合に顕著に発生する。し
たがって、例えば基板上にＹＢａ２　Ｃｕ０ｘの超伝導
材料薄膜を形成し、この超伝導材料薄膜を５ＩＯ２無機
絶縁膜で被覆する場合、基板がＳｉを含有しないＡ　Ｊ
　２０３等の基板である場合は第１図に示される実施例
とし、一方、基板が５１０２基板あるいはＳｔ単結晶基
板の場合は第３図に示される実施例とすることもできる
。

また７、例えばＳｔ単結晶基板上に ＹＢａＣｕＯｘの超伝導材料薄膜のみを形成する場合は
、第２図に示される実施例とすることができる。なお、
この場合、図には示されていないが、超伝導材料薄膜１
３上にさらにバッファ層１２と同様の有機物の薄膜を形
成することによって、超伝導材料薄膜１３を大気中の湿
気による影響からより効果的に守ることができる。

次に実験例に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。

Ｘ１悪 第１図に示されている集積回路用素子の実施例を下記の
条件で作成した。

（ｉ）基板：　ＡＪ　２０３ （ｉｉ）超伝導材料薄ＷＡ：　Ｙ　Ｂ　ａ　２　Ｃｕ　
３０・成膜方法ニスバッタリング法 ・成膜後の熱処理二９００℃で１時間、酸素雰囲気中で
加熱 （ｉｉｉ）バッファ層としての有機物の薄膜・成膜方法
：プラズマ重合方法（平板千枝型プラズマ装置） ・原料ガス：ＣＨＦ５ （１■）無機絶縁膜：　Ｓ　ｉＯ２ ・成膜方法ニスバッタリング法 上記の条件により作成した素子を試料−１とする。

また、バッファ層としての有機物の薄膜を形成していな
いこと以外は試料−１と同じ条件で作成した素子を試料
−２とする。

上記の試料−１および試料−２を２０℃、６５％ＲＨの
条件下で１４日間放置した後、各試料の超伝導材料薄膜
の転移温度を調べた。その結果、試料−１では転移温度
の変化はほとんどなかったが、試料−２では転移温度が
約４に＠下した１以上より、本発明の構成を有する集積
回路用素子は安定した超伝導特性を発揮し得るものであ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、超伝導材料薄膜と無機
絶縁膜あるいは基板との間に有機物の薄膜をバッファ層
として設けることにより、超伝導材料薄膜と前記の他の
材料との界面における拡散が防止され、また、超伝導材
料薄膜上に形成された前記バッファ層と無機絶縁膜とが
保護膜としての作用をなし、大気中の湿気による超伝導
特性の劣化が防止され、集積回路用素子に用いられてい
る超伝導材料の超伝導特性の大幅な安定化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図、第２図は
本発明の他の実施例を示す概略断面図、第３図は本発明
の他の実施例を示す概略断面図である。 １．１１．２１・・・基板、 ２．１３．２３・・・超伝導材料薄膜、３．１２，２２
．２４・・・バッファ層、４．２５・・・無機絶縁膜。 り 本発明の実施例を示す概略断面図 第　　１　　図 本発明の実施例を示す概略断面図 第　　２　　図 フ３ 第　　３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に超伝導材料薄膜を形成し、該超伝導材料薄
   膜を被覆するように無機絶縁膜を形成して成る集積回路
   用素子において、 前記基板と前記超伝導材料薄膜との間および前記超伝導
   材料薄膜と前記無機絶縁膜との間のうち少なくとも前記
   超伝導材料薄膜と前記無機絶縁膜との間に有機物の薄膜
   をバッファ層として設けたことを特徴とする集積回路用
   素子。 ２、基板上に超伝導材料薄膜を形成してなる集積回路用
   素子において、 前記基板と前記超伝導材料薄膜との間に有機物の薄膜を
   バッファ層として設けたことを特徴とする集積回路用素
   子。