JPH02192173A - 酸化物超伝導体のパターン形成方法 - Google Patents
酸化物超伝導体のパターン形成方法Info
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- JPH02192173A JPH02192173A JP1009775A JP977589A JPH02192173A JP H02192173 A JPH02192173 A JP H02192173A JP 1009775 A JP1009775 A JP 1009775A JP 977589 A JP977589 A JP 977589A JP H02192173 A JPH02192173 A JP H02192173A
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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
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
本発明は、酸化物超伝導体のパターン形成方法に関し、
高精度の微細パターン形成が可能な酸化物超伝導体のパ
ターン形成方法を提供することを目的と基板上の絶縁層
に所定パターンで溝を形成する工程、 上記所定パターンの溝を含む絶縁層全面に、上面が平坦
な酸化物超伝導体層を形成する工程、および 上記酸化物超伝導体層を上記上面から均等な深さで除去
することによって、上記溝内部以外の絶縁層表面を露出
させる工程 を含むように構成する。
ターン形成方法を提供することを目的と基板上の絶縁層
に所定パターンで溝を形成する工程、 上記所定パターンの溝を含む絶縁層全面に、上面が平坦
な酸化物超伝導体層を形成する工程、および 上記酸化物超伝導体層を上記上面から均等な深さで除去
することによって、上記溝内部以外の絶縁層表面を露出
させる工程 を含むように構成する。
本発明は酸化物超伝導体のパターン形成方法に関する。
半導体装置の高集積化、高性能化に伴い、電気抵抗によ
る損失を解消できる超伝導体を用いた素子の開発が行な
われている。特に臨界温度が高い酸化物超伝導体は実用
上極めて有用であるため、く２） 種々の素子への適用が試みられている。
る損失を解消できる超伝導体を用いた素子の開発が行な
われている。特に臨界温度が高い酸化物超伝導体は実用
上極めて有用であるため、く２） 種々の素子への適用が試みられている。
従来、酸化物超伝導体で素子に必要なパターンを形成す
る方法としては、フォトレジストをマスクとした湿式エ
ツチングあるいはイオンミリング、スパックエツチング
等が行なわれていた。
る方法としては、フォトレジストをマスクとした湿式エ
ツチングあるいはイオンミリング、スパックエツチング
等が行なわれていた。
しかし、湿式エツチングでは、エツチングが等方的に進
むので、精度３廂程度までのパターン形成は十分にでき
るが、高集積化に必要な１ｎ程度以下の高精度の微細パ
ターン形成が困難であった。
むので、精度３廂程度までのパターン形成は十分にでき
るが、高集積化に必要な１ｎ程度以下の高精度の微細パ
ターン形成が困難であった。
また、イオンミリングやスパッタエツチングでは、フォ
トレジストあるいは下地り５１０２絶縁膜等）とのエツ
チング選択比が十分にとれないという問題があった。
トレジストあるいは下地り５１０２絶縁膜等）とのエツ
チング選択比が十分にとれないという問題があった。
他の方法として、ハロゲンガスを用いた反応性スパック
エツチング（ＲＩＢ）によってパターン形成することも
試みられている。ＲＩＥは極めて高い異方性でエツチン
グできるドライエツチング法であり、微細パターンの形
成には現在最も有利な方法と考えられている。しかし、
酸化物超伝導体の場合、ハロゲンラジカルとほとんど反
応せず、これまで十分なパターン形成はできなかった。
エツチング（ＲＩＢ）によってパターン形成することも
試みられている。ＲＩＥは極めて高い異方性でエツチン
グできるドライエツチング法であり、微細パターンの形
成には現在最も有利な方法と考えられている。しかし、
酸化物超伝導体の場合、ハロゲンラジカルとほとんど反
応せず、これまで十分なパターン形成はできなかった。
本発明は、高精度の微細パターン形成が可能な酸化物超
伝導体のパターン形成方法を提供することを目的とする
。
伝導体のパターン形成方法を提供することを目的とする
。
上記の目的は、本発明によれば、
基板上の絶縁層に所定パターンで溝を形成する工程、
上記所定パターンの溝を含む絶縁層全面に、上面が平坦
な酸化物超伝導体層を形成する工程、および 上記酸化物超伝導体層を上記上面から均等な深さで除去
することによって、上記溝内部以外の絶縁層表面を露出
させる工程 を含むことを特徴とする酸化物超伝導体のパターン形成
方法によって達成される。
な酸化物超伝導体層を形成する工程、および 上記酸化物超伝導体層を上記上面から均等な深さで除去
することによって、上記溝内部以外の絶縁層表面を露出
させる工程 を含むことを特徴とする酸化物超伝導体のパターン形成
方法によって達成される。
本発明の方法を行なう手順を、８１基板上に配線として
酸化物超伝導体パターンを形成する典型的な場合につい
て説明する。
酸化物超伝導体パターンを形成する典型的な場合につい
て説明する。
まず、所定の配線パターンで溝を形成した基板を準備す
る。そのために、まず８１基板上部に酸化によって５ｉ
Ｏｚ絶縁膜を形成する。この上に形成したフォトレジス
トをマスクとして、５１０２絶縁膜をＲＩＥ等でエツチ
ングすることによって、この膜厚の途中までの深さで所
定の配線パターンで溝を形成する。フォトレジストを除
去した後、必要な被覆等を行なう。通常、５１０２表面
に適当な被覆を行なうことによって、次工程でその上に
形成される酸化物超伝導体の焼成中に８１０２と酸化物
超伝導体との反応を防止する必要がある。
る。そのために、まず８１基板上部に酸化によって５ｉ
Ｏｚ絶縁膜を形成する。この上に形成したフォトレジス
トをマスクとして、５１０２絶縁膜をＲＩＥ等でエツチ
ングすることによって、この膜厚の途中までの深さで所
定の配線パターンで溝を形成する。フォトレジストを除
去した後、必要な被覆等を行なう。通常、５１０２表面
に適当な被覆を行なうことによって、次工程でその上に
形成される酸化物超伝導体の焼成中に８１０２と酸化物
超伝導体との反応を防止する必要がある。
次に、上記所定配線パターンの溝を含む絶縁層全面に、
酸化物超伝導体の層を形成する。その際、この酸化物超
伝導体の層は、上面が平坦になるように形成する。その
ために、現在適用し得る最も有利な方法は、得ようとす
る酸化物超伝導体の成分化合物の微粉末を溶媒中にコロ
イド状に分散させ、これをスピンコーティングによって
塗布することである。これによって、成分化合物微粉末
が均一に分散しかつ上面が平坦な堆積層が得られる。
酸化物超伝導体の層を形成する。その際、この酸化物超
伝導体の層は、上面が平坦になるように形成する。その
ために、現在適用し得る最も有利な方法は、得ようとす
る酸化物超伝導体の成分化合物の微粉末を溶媒中にコロ
イド状に分散させ、これをスピンコーティングによって
塗布することである。これによって、成分化合物微粉末
が均一に分散しかつ上面が平坦な堆積層が得られる。
微粉末の粒径を１０ｎ程度以下とすると容易にコロイド
状の分散状態が得られる。このようにして形成した成分
酸化物の堆積層を通常の条件で焼成することによって、
上面が平坦な酸化物超伝導体の層が形成される。
状の分散状態が得られる。このようにして形成した成分
酸化物の堆積層を通常の条件で焼成することによって、
上面が平坦な酸化物超伝導体の層が形成される。
次に、この酸化物超伝導体層を平坦な上面から均等な深
さで除去する。除去の方法は、通常のイオンミリング、
スパッタエツチング等を用いてよい。この除去過程は、
溝内部以外の絶縁層表面すなわち溝から見て丘の頂上部
に相当する絶縁層表面が露出するまで行なう。これによ
って、所定配線パターンの溝内部に充填された酸化物超
伝導体のみが残留するので、所定パターンの酸化物超伝
導体配線が形成される。
さで除去する。除去の方法は、通常のイオンミリング、
スパッタエツチング等を用いてよい。この除去過程は、
溝内部以外の絶縁層表面すなわち溝から見て丘の頂上部
に相当する絶縁層表面が露出するまで行なう。これによ
って、所定配線パターンの溝内部に充填された酸化物超
伝導体のみが残留するので、所定パターンの酸化物超伝
導体配線が形成される。
本発明では、基板上に所定パターンで形成した溝を鋳型
として用い、この鋳型内にのみ酸化換起く６） 伝導体を残留させることによって所定の酸化物超伝導体
パターンを形成する。したがって、微細パターン形成に
最も有利なエツチング方法たとえばＲＩＥで基板に鋳型
としての溝を形成すれば、溝の形成精度がそのまま酸化
物超伝導体パターンの形成精度となるため、従来のよう
なエツチング上の問題が発生せず、容易に高精度の微細
パターン形成ができる。
として用い、この鋳型内にのみ酸化換起く６） 伝導体を残留させることによって所定の酸化物超伝導体
パターンを形成する。したがって、微細パターン形成に
最も有利なエツチング方法たとえばＲＩＥで基板に鋳型
としての溝を形成すれば、溝の形成精度がそのまま酸化
物超伝導体パターンの形成精度となるため、従来のよう
なエツチング上の問題が発生せず、容易に高精度の微細
パターン形成ができる。
以下に、添付図面を参照し、実施例によって本発明を更
に詳細に説明する。
に詳細に説明する。
本発明にしたがって、Ｓｉ基板上にＹＢａ２Ｃｕ３０Ｘ
酸化物超伝導体の配線を第１図に示した手順で形成した
。以下の（ａ）〜（ｅ）は第１図中の各段階に対応する
。
酸化物超伝導体の配線を第１図に示した手順で形成した
。以下の（ａ）〜（ｅ）は第１図中の各段階に対応する
。
（ａ）Ｓｉ基板１を熱酸化して厚さ約２．０如のＳｉ［
］２２層を成長させ、その上に所定の配線パターン（配
線幅１．Ｏｐ）のフォトレジスト層３を形成した。
］２２層を成長させ、その上に所定の配線パターン（配
線幅１．Ｏｐ）のフォトレジスト層３を形成した。
（ｂ）フォトレジストパターン３をマスクにして、下記
条件で反応性スパッタエツチングを行なって深さ約１．
０唖の溝５を形成し、更にその上にスパッタリングによ
って酸化マグネシウムの層４を約１０００人の厚さに形
成した。
条件で反応性スパッタエツチングを行なって深さ約１．
０唖の溝５を形成し、更にその上にスパッタリングによ
って酸化マグネシウムの層４を約１０００人の厚さに形
成した。
反応性スパッタエツチング条件
ＣＦ４流量： １００ＳＣ１０
０５ＣＣ流量： １１００５ＣＣ
圧力＝０．２ＴＯｒｒ
スパッタパワー： ５００Ｗ
（Ｃ） Ｙ２Ｏ３、ＢａＣＯ３，ＣｕＯの微粉末（粒径
；約５００人）をモル比０．５：２：３の割合でキシレ
ン中に分散させ、これをスピンコーティングによって全
面に塗布し成分化合物の層６を形成した。塗布厚さは、
溝の上縁（丘の頂上面）から３０００八とした。
；約５００人）をモル比０．５：２：３の割合でキシレ
ン中に分散させ、これをスピンコーティングによって全
面に塗布し成分化合物の層６を形成した。塗布厚さは、
溝の上縁（丘の頂上面）から３０００八とした。
（ｄ）乾燥後、酸素雲囲気中、９００℃と、１時間の焼
成を行ない、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘの層６′を形成した。
成を行ない、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘの層６′を形成した。
（ｅ）Ａｒガス（圧カニ ０．０５Ｔｏｒｒ ）によっ
て５００Ｗで１０分間スパッタエツチングを行い、溝５
内のみを残してＹＢａ２Ｃｕ３シ層６′を除去した。
て５００Ｗで１０分間スパッタエツチングを行い、溝５
内のみを残してＹＢａ２Ｃｕ３シ層６′を除去した。
これにより配線幅１．０ｐのＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ超伝導
配線６′が形成された。得られた配線は、液状窒素温度
（７７Ｋ）で超伝導特性を示した。
配線６′が形成された。得られた配線は、液状窒素温度
（７７Ｋ）で超伝導特性を示した。
本発明の基本的な原理は、酸化物超伝導体以外にも必要
に応じて適用できる。たとえば、現在半導体装置の配線
にはＡｊ２を用いているが、エレクトロマイグレーショ
ンによる劣化が問題となる場合がある。この問題を解消
するために、配線にＡｕ 、 Ｐｔ 、あるいはＣｕ等
を用いる要請があるが、これらはいずれもＲＩＥによる
ドライエツチングが困難なため実現されていない。この
ような場合に本発明の方法を応用すれば微細な配線パタ
ーンの形成も可能である。
に応じて適用できる。たとえば、現在半導体装置の配線
にはＡｊ２を用いているが、エレクトロマイグレーショ
ンによる劣化が問題となる場合がある。この問題を解消
するために、配線にＡｕ 、 Ｐｔ 、あるいはＣｕ等
を用いる要請があるが、これらはいずれもＲＩＥによる
ドライエツチングが困難なため実現されていない。この
ような場合に本発明の方法を応用すれば微細な配線パタ
ーンの形成も可能である。
以上説明したように、本発明によれば、従来得られなか
った高い精度で酸化物超伝導体の微細パターン形成がで
きる。
った高い精度で酸化物超伝導体の微細パターン形成がで
きる。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明にしたがって酸化物超伝
導体ＹＢａ２Ｃｕ３０．のパターンを形成する手順の一
例を示す断面図である。 １・・・Ｓｉ基板、 ２・・・５１０２層、３・・
・フォトレジストパターン、 ４・・・酸化マグネシウム層、 ５・・・溝、 ６・・・スピンコーテング
層、６ ’ ・・−ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ層。
導体ＹＢａ２Ｃｕ３０．のパターンを形成する手順の一
例を示す断面図である。 １・・・Ｓｉ基板、 ２・・・５１０２層、３・・
・フォトレジストパターン、 ４・・・酸化マグネシウム層、 ５・・・溝、 ６・・・スピンコーテング
層、６ ’ ・・−ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上の絶縁層に所定パターンで溝を形成する工程
、 上記所定パターンの溝を含む絶縁層全面に、上面が平坦
な酸化物超伝導体層を形成する工程、および 上記酸化物超伝導体層を上記上面から均等な深さで除去
することによって、上記溝内部以外の絶縁層表面を露出
させる工程 を含むことを特徴とする酸化物超伝導体のパターン形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009775A JPH02192173A (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 酸化物超伝導体のパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009775A JPH02192173A (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 酸化物超伝導体のパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02192173A true JPH02192173A (ja) | 1990-07-27 |
Family
ID=11729622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1009775A Pending JPH02192173A (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 酸化物超伝導体のパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02192173A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013080849A (ja) * | 2011-10-05 | 2013-05-02 | Toyota Central R&D Labs Inc | 超伝導コイル |
-
1989
- 1989-01-20 JP JP1009775A patent/JPH02192173A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013080849A (ja) * | 2011-10-05 | 2013-05-02 | Toyota Central R&D Labs Inc | 超伝導コイル |
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