JPH02388A - Semiconductor substrate with superconductor layer - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、半導体基板に関する。・より詳細には、酸化
物基板上に、複合酸化物超電導体層を介して形成された
半導体層を具備し、半導体回路の材料として用いるだけ
でなく、ジョセフソン素子あるいは超電導トランジスタ
ーやホットエレクトロントランジスター等の超電導体素
子材料として用いることができる新規な半導体基板の構
成に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to semiconductor substrates.・More specifically, it has a semiconductor layer formed on an oxide substrate via a composite oxide superconductor layer, and can be used not only as a material for semiconductor circuits, but also for Josephson devices, superconducting transistors, and hot electron transistors. This invention relates to the structure of a novel semiconductor substrate that can be used as a superconductor element material such as.
従来の技術
電子の相転移であるといわれる超電導現象は、特定の条
件下で導体の電気抵抗が零の状態となり完全な反磁性を
示す現象である。即ち、超電導下では、超電導体に電流
を流しても電力損失が全く無く、密度の高い電流が永久
に流れ続ける。従って、例えば送電技術に超電導を応用
すれば、現在送電に伴って生じているといわれる約7%
の不可避な送電損失を大幅に減少できる。また、高磁場
発生用電磁石としての応用は、発電技術の分野ではMH
D発電、電動機等と共に、起動に発電量以上の電力を消
費するともいわれる核融合反応の実現を有利に促進する
技術として期待されている。BACKGROUND OF THE INVENTION Superconductivity, which is said to be a phase transition of electrons, is a phenomenon in which the electrical resistance of a conductor becomes zero under certain conditions and exhibits complete diamagnetic properties. That is, under superconductivity, there is no power loss at all even when current is passed through a superconductor, and a high-density current continues to flow forever. Therefore, for example, if superconductivity is applied to power transmission technology, the approximately 7%
This can significantly reduce unavoidable power transmission losses. In addition, in the field of power generation technology, MH
Along with D power generation and electric motors, it is expected to be a technology that advantageously promotes the realization of nuclear fusion reactions, which are said to consume more power than the amount of power generated to start them up.
また磁気浮上列車、電磁気推進船舶等の動力として、更
に、計測・医療の分野でもNMR,π中間子治療、高エ
ネルギー物理実験装置などへの利用が期待されている。It is also expected to be used as a power source for magnetic levitation trains, electromagnetic propulsion ships, etc., and also for use in NMR, pi-meson therapy, high-energy physics experiment equipment, etc. in the measurement and medical fields.
更に、上述のような大型の装置における利用とは別に、
超電導材料は各種の電子素子への応用も提案されている
。代表的なものとしては、超電導材料どうしを弱く接合
した場合に印加電流によって量子効果が巨視的に現れる
ジョセフソン効果を利用した素子が挙げられる。トンネ
ル接合型ジョセフソン素子は、超電導材料のエネルギー
ギャップが小さいことから、極めて高速な低電力消費の
スイッチング素子として期待されている。また、電磁波
や磁場に対するジョセフソン効果が正確な量子現象とし
て現れることから、ジョセフソン素子を磁場、マイクロ
波、放射線等の超高感度センサとして利用することも期
待されている。更に、電子回路の集積度が高くなるにつ
れて単位面積当たりの消費電力が冷却能力の限界に達す
るものと見られている。そこで超高速計算機には超電導
素子の開発が要望されている。Furthermore, apart from the use in large-scale equipment as mentioned above,
Applications of superconducting materials to various electronic devices have also been proposed. A typical example is an element that utilizes the Josephson effect, in which quantum effects appear macroscopically due to applied current when superconducting materials are weakly bonded together. Tunnel junction type Josephson devices are expected to be extremely high-speed switching devices with low power consumption because the energy gap of superconducting materials is small. Furthermore, since the Josephson effect on electromagnetic waves and magnetic fields appears as a precise quantum phenomenon, it is expected that Josephson elements will be used as ultra-sensitive sensors for magnetic fields, microwaves, radiation, etc. Furthermore, as the degree of integration of electronic circuits increases, it is expected that power consumption per unit area will reach the limit of cooling capacity. Therefore, there is a need for the development of superconducting elements for ultra-high-speed computers.
従来、様々な努力にもかかわらず、超電導材料の超電導
臨界温度Tcは長期間に亘ってNb3Geの23Kを越
えることができなかった。これに対して、1986年に
、ベドノーツふよびミューラー等によって、複合酸化物
系超電導材料が高いT。を有することが発見されるに至
って、高温超電導の可能性が大きく開けてきた( Be
dnorz、 Mijller、”2. Phys。Conventionally, despite various efforts, the superconducting critical temperature Tc of superconducting materials could not exceed 23K of Nb3Ge for a long period of time. On the other hand, in 1986, Bednautz, Mueller et al. reported that composite oxide superconducting materials have high T. With the discovery that Be
dnorz, Mijller, “2. Phys.
864、 1986. 189” ) 。864, 1986. 189”).
これまでにも複合酸化物系のセラミック材料が超電導特
性を示すということ自体は知られていた。It has been known for some time that composite oxide ceramic materials exhibit superconducting properties.
例えば、米国特許第3.932.315号には、Ba−
Pb −B1系の複合酸化物が超電導特性を示すという
ことが記載されてふり、また、特開昭60−173.8
85号公報にはBa−B1系の複合酸化物が超電導特性
を示すということが記載されている。しかし、これまで
に知られていた複合酸化物超電導材料のTcは、10に
以下と全般的に極めて低く、超電導現象を得るには高価
且つ稀少な液体ヘリウム(沸点4.2K)の使用が不可
避であった。For example, U.S. Pat. No. 3,932,315 describes Ba-
It has been described that Pb-B1-based composite oxides exhibit superconducting properties, and JP-A-60-173.8
Publication No. 85 describes that a Ba-B1-based composite oxide exhibits superconducting properties. However, the Tc of the composite oxide superconducting materials known so far is generally extremely low at less than 10, and the use of expensive and rare liquid helium (boiling point 4.2 K) is unavoidable in order to obtain superconducting phenomena. Met.
ベドノーツおよびミューラー等によって発見された酸化
物超電導体は、(La、 Ba)2cuo4なる組成を
有し、K2NiF、型の結晶構造を有するものと見られ
ている。この複合酸化物系超電導材料は、従来から知ら
れていたペロブスカイト型酸化物系超電導材料と結晶構
造が類似しているが、Tcは従来の超電導材料に比べて
飛躍的に高い約30にという値であった。The oxide superconductor discovered by Bednautz and Mueller et al. has a composition of (La, Ba)2cuo4 and is thought to have a K2NiF type crystal structure. This composite oxide-based superconducting material has a crystal structure similar to that of previously known perovskite-type oxide-based superconducting materials, but its Tc is approximately 30, which is significantly higher than that of conventional superconducting materials. Met.
また、1987年2月に、チュー等によって90に級の
臨界温度を示すBa−Y−Cu系の複合酸化物が発見さ
れた。このYBCOと通称される複合酸化物はY+Ba
2CuiOt−8で表される組成を有すると考えられて
いる。Furthermore, in February 1987, Chu et al. discovered a Ba-Y-Cu-based composite oxide exhibiting a critical temperature of 90 degrees. This composite oxide commonly known as YBCO is Y+Ba
It is thought to have a composition represented by 2CuiOt-8.
更に、続いて発見されたBi −3r −Ca−Cu系
およびTI −Ba −Ca−Cu系複合酸化物は、T
cが100に以上であるばかりでなく化学的にも安定し
ており、YBCO等のような超電導特性の経時的劣化が
少ないことから実用に向いているのではないかと期待さ
れている。Furthermore, the subsequently discovered Bi-3r-Ca-Cu and TI-Ba-Ca-Cu complex oxides
Not only does it have c of 100 or more, but it is also chemically stable, and its superconducting properties do not deteriorate over time as much as YBCO and the like, so it is expected to be suitable for practical use.
これらの新しい複合酸化物系超電導材料の発見によって
高温超電導体実現の機運が昨今俄かに高まっている。The discovery of these new composite oxide-based superconducting materials has recently increased the momentum for realizing high-temperature superconductors.
発明が解決しようとする課題
ところで、今日の電子技術分野で広く使用されている半
導体集積回路は、一般にシリコン等の半導体単結晶基板
上に絶縁膜を形成し、更に所定のパターンに従って熱拡
散、イオン注入等のドーピングを行う等して所望の素子
あるいは回路を形成している。このような回路における
配線パターンは、金属材料を蒸着することにより形成さ
れているが、断面積が非常に微小であることから信号電
流の損失が極めて大きい。また、電流の損失は熱として
放散されるので、従来の技術を使用する限り集積度ある
いは動作速度には限界がある。Problems to be Solved by the Invention Incidentally, semiconductor integrated circuits widely used in today's electronic technology field generally form an insulating film on a semiconductor single crystal substrate such as silicon, and then heat diffusion and ionization according to a predetermined pattern. A desired element or circuit is formed by performing doping such as implantation. The wiring patterns in such circuits are formed by vapor-depositing metal materials, but their cross-sectional areas are extremely small, resulting in extremely large signal current losses. Furthermore, since current loss is dissipated as heat, there is a limit to the degree of integration or operating speed using conventional technology.
従って、このうよな集積回路の分野において、配線を超
電導化することによって、これらの集積回路の特性の限
界を越えることが可能になる。Therefore, in the field of integrated circuits, by making wiring superconducting, it becomes possible to overcome the limits of the characteristics of these integrated circuits.
また、超電導体と半導体とを組み合わせたトランジスタ
ーやホットエレクトロントランジスター等の超電導体と
半導体を組み合わせた素子、あるいはジョセフソン素子
等の超電導現象を利用した素子が種々提案されているが
、具体的にこれを作製し得る部材は現在知られていない
。In addition, various devices have been proposed that combine superconductors and semiconductors, such as transistors that combine superconductors and semiconductors, hot electron transistors, and devices that utilize superconductivity phenomena such as Josephson devices. Currently, there are no known members that can be used to make this.
そこで、本発明の目的は、超電導配線あるいは超電導素
子の作製に使用することのできる超電導層を含む新規な
半導体基板を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a novel semiconductor substrate including a superconducting layer that can be used for producing superconducting wiring or superconducting elements.
課題を解決するための手段
即ち、本発明に従い、酸化物基板と、該基板上に形成さ
れた酸化物超電導層と、該酸化物超電導材料層の上に形
成された半導体単結晶層とを具備することを特徴とする
半導体基板が提供される。Means for Solving the Problems According to the present invention, an oxide substrate, an oxide superconducting layer formed on the substrate, and a semiconductor single crystal layer formed on the oxide superconducting material layer are provided. A semiconductor substrate is provided.
作用
本発明に係る半導体基板は、酸化物基板上に形成された
複合酸化物超電導体層と、この複合酸化物系超電導材料
層の上に形成された半導体層とをそれぞれ具備すること
をその主要な特徴としており、超電導現象を利用した新
規な半導体デバイスの基本材料となるものである。The main feature of the semiconductor substrate according to the present invention is that it includes a composite oxide superconductor layer formed on an oxide substrate and a semiconductor layer formed on this composite oxide superconducting material layer. These characteristics make it a basic material for new semiconductor devices that utilize superconductivity phenomena.
即ち、本発明に係る半導体基板を加工することによって
、複合酸化物系超電導材料を配線材料とした集積回路を
作製することができるのみならず、複合酸化物超電導体
の部分にジョセフソン接合を形成した半導体デバイスあ
るいは半導体基板と超電導体とを組み合わせた超電導ト
ランジスタやホットエレクトロントランジスタのような
新規な超電導素子を形成するための集積回路基板あるい
はデバイス用基材として用いることができる。That is, by processing the semiconductor substrate according to the present invention, it is possible not only to fabricate an integrated circuit using a composite oxide superconducting material as a wiring material, but also to form a Josephson junction in a portion of the composite oxide superconductor. It can be used as an integrated circuit substrate or device substrate for forming new superconducting elements such as superconducting transistors or hot electron transistors that combine semiconductor devices with semiconductor substrates and superconductors.
本発明に係る半導体基板において超電導材料層を形成す
る超電導材料としては、Y −Ba−Cu系あるいはT
I −Ba−Ca−Cu系に代表される酸素欠陥ペロブ
スカイト結晶構造を有する複合酸化物系超電導材料が有
利に使用できるがこれに限定されるものではなく、公知
の超電導体の中から任意のものを選択して使用すること
が可能である。The superconducting material forming the superconducting material layer in the semiconductor substrate according to the present invention may be Y-Ba-Cu based or T
Composite oxide-based superconducting materials having an oxygen-deficient perovskite crystal structure represented by the I-Ba-Ca-Cu system can be advantageously used, but are not limited thereto, and any known superconductor may be used. It is possible to select and use.
尚、これらの複合酸化物系超電導材料は一般に特定の結
晶構造においてのみ優れた超電導特性を発揮することか
ら、その作製に当たっては基板として酸化物系の基板を
使用することが好ましい。In addition, since these composite oxide-based superconducting materials generally exhibit excellent superconducting properties only in a specific crystal structure, it is preferable to use an oxide-based substrate as the substrate when producing them.
即ち、例として上述のY −Ba−Cu系酸化物超電導
材料について説明すると、この複合酸化物系超電導材料
では、結晶のa軸およびb軸で決定される面に平行な方
向に電流が流れ易い。MgO単結晶基板または5rTi
Oa単結晶基板の(001)面を成膜面として用いると
、該成膜面上に形成された複合酸化物超電導体薄膜は、
その結晶のC軸が基板成膜面に対し垂直または垂直に近
い角度となるため特に臨界電流密度Jcが大きくなる。That is, to explain the above-mentioned Y-Ba-Cu-based oxide superconducting material as an example, in this composite oxide-based superconducting material, current tends to flow in a direction parallel to the plane determined by the a-axis and b-axis of the crystal. . MgO single crystal substrate or 5rTi
When the (001) plane of the Oa single crystal substrate is used as the film formation surface, the composite oxide superconductor thin film formed on the film formation surface is
Since the C-axis of the crystal is perpendicular or at an angle close to perpendicular to the substrate film-forming surface, the critical current density Jc becomes particularly large.
そこで、MgO単結晶基板または5rTI03単結晶基
板の(001)面を成膜面として用いることが好ましい
。また、(110)基板を用いて、C軸を基板と平行に
することにより、膜の深さ方向に高電流密度を得る構成
とすることも可能である。さらに、MgOおよび5rT
i03は、熱膨張率が上記の複合酸化物超電導体と近い
ため加熱−冷却の過程で薄膜に不必要な応力を加えるこ
とがなく、薄膜を破損する恐れもない。Therefore, it is preferable to use the (001) plane of the MgO single crystal substrate or the 5rTI03 single crystal substrate as the film forming surface. Furthermore, by using a (110) substrate and making the C axis parallel to the substrate, it is also possible to obtain a high current density in the depth direction of the film. Furthermore, MgO and 5rT
Since i03 has a coefficient of thermal expansion close to that of the above composite oxide superconductor, no unnecessary stress is applied to the thin film during the heating-cooling process, and there is no risk of damaging the thin film.
尚、本発明に係る半導体基板に使用できる他の基板材料
として、MgO単結晶基板、SrT i O!単結晶基
板、A1.03単結晶基板、いNbO5単結晶基板、1
iTaoz単結晶基板、ZrO□単結晶基板等を好まし
いものとして挙げることができる。Other substrate materials that can be used for the semiconductor substrate according to the present invention include MgO single crystal substrate, SrT i O! Single crystal substrate, A1.03 single crystal substrate, NbO5 single crystal substrate, 1
Preferred examples include an iTaoz single crystal substrate, a ZrO□ single crystal substrate, and the like.
また、本発明の半導体基板における超電導材料層を形成
する材料としては、
一般式= (αl−X βx)TyOz(但し、αは周
期律表11a族に含まれる元素であり、βは周期律表[
1a族に含まれる元素であり、rは周期律表ib、nb
、[[b、 rvaおよび■族から選択される少なくと
も一つの元素であり、x、y、zはそれぞれ0.1 ≦
X≦0.9.0.4≦y≦3.0.1≦2≦5を満たす
数である)
で示される組成を有し、ペロブスカイト型または擬似ペ
ロブスカイト型酸化物を主体としたものが挙げられる。In addition, the material forming the superconducting material layer in the semiconductor substrate of the present invention has the following general formula: [
It is an element included in Group 1a, and r is ib, nb of the periodic table.
, [[b, rva, and at least one element selected from group ■, and x, y, and z are each 0.1 ≦
X≦0.9.0.4≦y≦3.0.1≦2≦5) and is mainly composed of perovskite-type or pseudo-perovskite-type oxides. It will be done.
ここで、上記周期律表1a族元素αとしては、Ba、
Sr、 Ca1Mg5Be等を具体的に例示することが
でき、更に、特に好ましい元素としてBa、 Srを挙
げることができ、更に、元素αの10〜80%をMg1
Ca、 Srから選択された1種または2種の元素で置
換することもできる。Here, as the Group 1a element α of the periodic table, Ba,
Specific examples include Sr, Ca1Mg5Be, etc. Particularly preferable elements include Ba and Sr, and furthermore, 10 to 80% of the element α is Mg1
It can also be replaced with one or two elements selected from Ca and Sr.
上記元素βとしては、Yの他La、 Sc、 Ce、
Gd。In addition to Y, the above element β includes La, Sc, Ce,
Gd.
Ha、 tEr、 Tm、’ Yb、 Lu等が具体的
に例示でき、特に好ましいものとしてY、 La、 H
o等を挙げることができ、更に、元素βのうち、10〜
80%をScまたはランタンイド元素から選択された1
種または2種の元素で置換することもできる。Specific examples include Ha, tEr, Tm, 'Yb, Lu, etc., and particularly preferred are Y, La, H
o, etc., and furthermore, of the element β, 10 to
1 selected from Sc or lanthanide elements for 80%
It is also possible to substitute a species or two elements.
元素Tは一般にCuであるが、他に^l5FeSCo。Element T is generally Cu, but also ^l5FeSCo.
N1、Zn、 Ag、 Ti等を使用することもでき、
更に、その一部を周期律表Ib、IIb、llIb、I
Vaおよび■族から選択される他の元素、例えば、T1
、V等で置換することもできる。N1, Zn, Ag, Ti, etc. can also be used,
Furthermore, some of them are shown in the periodic table Ib, IIb, llIb, I
Va and other elements selected from group II, such as T1
, V, etc. can also be substituted.
また、本発明に係る半導体基板の超電導材料層に適用で
きる他の有利な材料として、
式:α4(βr +ll+ Ca、)、Cun Op+
y(ここで、αはB1またはTIであり、βはαがBi
のときはSrであり、αがT1のときはBaであり、
mは6≦m≦10を満たし、
nは4≦n≦8を満たし、
p=(i+m十nであり、
Xは0.2<X<0.8を満たし、
yは一2≦y≦2を満たす数を表す)
で表される組成の複合酸化物超電導体を挙げることがで
きる。Further, other advantageous materials that can be applied to the superconducting material layer of the semiconductor substrate according to the present invention include the following: α4(βr +ll+ Ca,), Cun Op+
y (where α is B1 or TI, β is α is Bi
When α is T1, it is Ba, m satisfies 6≦m≦10, n satisfies 4≦n≦8, p=(i+m×n, and X is 0. 2<X<0.8, and y represents a number satisfying -2≦y≦2.
また、本発明に係る半導体基板における半導体層を形成
する半導体材料としては、単体半導体単結晶、III−
V族化合物半導体単結晶、II−VI族化合物半導体単
結晶、TV−rV族化合物半導体単結晶または多元系化
合物半導体単結晶等をいずれも適用することができ、よ
り具体的には、Si単結晶、SiC単結晶、GaAs単
結晶GaP単結晶、InP単結晶、InSb単結晶、Z
n5e単結晶、CdTe単結晶、HgCdTe単結晶、
GaAlAs単結晶、Ga1nAs単結晶、InAlA
s単結晶またはInGaAs P単結晶等を例示するこ
とができる。Further, as the semiconductor material forming the semiconductor layer in the semiconductor substrate according to the present invention, single semiconductor single crystal, III-
Any of group V compound semiconductor single crystals, II-VI group compound semiconductor single crystals, TV-rV group compound semiconductor single crystals, multi-component compound semiconductor single crystals, etc. can be applied, and more specifically, Si single crystals. , SiC single crystal, GaAs single crystal, GaP single crystal, InP single crystal, InSb single crystal, Z
n5e single crystal, CdTe single crystal, HgCdTe single crystal,
GaAlAs single crystal, Ga1nAs single crystal, InAlA
S single crystal, InGaAs P single crystal, etc. can be exemplified.
尚、本発明に係る半導体基板を作製するには、以下の手
順によることが好ましい。上記のいずれかの酸化物基板
上に、スパッタリング法、真空蒸着法、分子線エピタキ
シ法、イオンビーム蒸着法等の物理蒸着法または熱CV
D法、プラズマCVD法、光CVD法、MoCVD法等
(7)CVD法で複合酸化物超電導体薄膜を形成する。In addition, in order to produce the semiconductor substrate according to the present invention, it is preferable to use the following procedure. Physical vapor deposition method such as sputtering method, vacuum evaporation method, molecular beam epitaxy method, ion beam evaporation method, or thermal CV
D method, plasma CVD method, photoCVD method, MoCVD method, etc. (7) A composite oxide superconductor thin film is formed by a CVD method.
物理蒸着法としては、特にマグネトロンスパッタリング
が好ましい。また、成膜後、酸素雰囲気中で熱処理を行
うとかあるいは酸素プラズマに曝す等の後処理を行い、
上記の薄膜を構成している複合酸化物超電導体結晶中の
酸素濃度を適正に調整することが好ましい。これらの処
理を行った後、CVD法、MBE法等の公知の方法で半
導体単結晶層を該超電導薄膜上に積層する。As the physical vapor deposition method, magnetron sputtering is particularly preferred. In addition, after the film is formed, post-treatments such as heat treatment in an oxygen atmosphere or exposure to oxygen plasma are performed.
It is preferable to appropriately adjust the oxygen concentration in the composite oxide superconductor crystal constituting the above thin film. After performing these treatments, a semiconductor single crystal layer is laminated on the superconducting thin film by a known method such as a CVD method or an MBE method.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、以下
に記載するものは本発明の単なる実施例に過ぎず、以下
の開示により、本発明の範囲が何等制限されないことは
勿論である。Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to examples, but what is described below are merely examples of the present invention, and it goes without saying that the scope of the present invention is not limited in any way by the following disclosure.
実施例
Si、 GaAs、 InPの半導体単結晶層を複合酸
化物超電導体薄膜上に形成し、本発明の超電導体層を有
する半導体基板を作製した。Example A semiconductor single crystal layer of Si, GaAs, or InP was formed on a composite oxide superconductor thin film to produce a semiconductor substrate having a superconductor layer of the present invention.
YBa2Cu1.s Ox焼結体粉末およびHoBa2
.5Cu4. s Oxをターゲットとして、MgO単
結晶基板および5rTiO。YBa2Cu1. s Ox sintered powder and HoBa2
.. 5Cu4. MgO single crystal substrate and 5rTiO with sOx as a target.
単結晶基板のそれぞれ(100)面に、公知のマグネト
ロンスパッタリング法により、複合酸化物超電、導体薄
膜を形成した。基板とターゲットの位置関係ふよび高周
波電力の大きさに特に注意し、基板温度700℃でスパ
ッタリングを行い、複合酸化物超電導体層を100OA
まで成長させた。A composite oxide superconductor and conductor thin film was formed on each (100) plane of the single crystal substrate by a known magnetron sputtering method. Paying special attention to the positional relationship between the substrate and target and the magnitude of high-frequency power, sputtering was carried out at a substrate temperature of 700°C, and the composite oxide superconductor layer was deposited at 100 OA.
grew up to.
その後MBE法により、それぞれの超電導薄膜上に半導
体単結晶層を形成した。Thereafter, a semiconductor single crystal layer was formed on each superconducting thin film by the MBE method.
上記のように作製した本発明の超電導体層を有する半導
体基板は、いずれのものも半導体と超電導体との界面の
状態がよく、半導体デバイス材料として優れた特性を有
していた。また、それぞれの試料の超電導体層の超電導
臨界温度を以下の第1表に示す。尚、第1表において、
Tcoは、試料の電気抵抗が急激に低下し始めた温度を
、Tciは電気抵抗が測定できなくなった温度をそれぞ
れ示している。All of the semiconductor substrates having the superconductor layer of the present invention produced as described above had a good interface between the semiconductor and the superconductor, and had excellent properties as a semiconductor device material. Further, the superconducting critical temperature of the superconductor layer of each sample is shown in Table 1 below. Furthermore, in Table 1,
Tco indicates the temperature at which the electrical resistance of the sample begins to drop rapidly, and Tci indicates the temperature at which the electrical resistance can no longer be measured.
第1表
発明の効果
本発明に係る半導体基板は、超電導現象を利用した新規
な半導体デバイス材料としてたいへん有利なものである
。即ち、本発明に係る半導体基板が具備する超電導材料
層を配線として使用することにより、集積回路の配線を
超電導化し、電流の損失を画期的に減少させることがで
きると共に高周波伝送あるいは高速動作を実現すること
ができる。また、電流損失による発熱も少なくなること
からより高い集積度を実現することもできる。Table 1 Effects of the Invention The semiconductor substrate according to the present invention is very advantageous as a novel semiconductor device material that utilizes superconductivity. That is, by using the superconducting material layer included in the semiconductor substrate according to the present invention as a wiring, the wiring of an integrated circuit can be made superconducting, and current loss can be dramatically reduced, and high-frequency transmission or high-speed operation can be achieved. It can be realized. Furthermore, since heat generation due to current loss is reduced, a higher degree of integration can be achieved.
また、ジョセフソン素子あるいはホットエレクトロント
ランジスタ等の超電導デバイスの作製にも使用すること
が可能であり、超電導技術の応用において極めて有利に
使用することができる。Furthermore, it can be used to fabricate superconducting devices such as Josephson elements or hot electron transistors, and can be used extremely advantageously in the application of superconducting technology.
特許出願人 住友電気工業株式会社Patent applicant: Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Claims (1)
、該酸化物超電導材料層の上に形成された半導体単結晶
層とを具備することを特徴とする半導体基板。A semiconductor substrate comprising an oxide substrate, an oxide superconducting layer formed on the substrate, and a semiconductor single crystal layer formed on the oxide superconducting material layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63278626A JPH02388A (en) | 1987-11-04 | 1988-11-04 | Semiconductor substrate with superconductor layer |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62-278657 | 1987-11-04 | ||
JP27865787 | 1987-11-04 | ||
JP63278626A JPH02388A (en) | 1987-11-04 | 1988-11-04 | Semiconductor substrate with superconductor layer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02388A true JPH02388A (en) | 1990-01-05 |
Family
ID=26552955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63278626A Pending JPH02388A (en) | 1987-11-04 | 1988-11-04 | Semiconductor substrate with superconductor layer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02388A (en) |
-
1988
- 1988-11-04 JP JP63278626A patent/JPH02388A/en active Pending
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