JPH03101177A - 超伝導薄膜パターンの作成方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超伝導薄膜パターンの作成法に関する。特に
、超伝導薄膜を用いて、所望のパターンを形成する技術
であり、超伝導物質と非超伝導物質のパターンを、超伝
導物質を形成する際に両者を同時に作成することを可能
とする超伝導薄膜パ一 ターンの作成方法に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようと４゛る問題点コ従
来の技術においては、基板上に超伝導物質薄膜を形成し
、所望パターンの超伝導薄膜を得るために、第２図に示
すように、基板１上の超伝導物質層２にマスク３を使用
して、エツチングし、マスク３を除去した後に、所望パ
ターンを得、次いで、その」二に非超伝導物質４を形成
し、超伝導物質２−非超伝導物質４のパター−一−ング
を得るものである。

然し乍ら、エツチングにより超伝導物質の一部を除くた
めに、超伝導物質の特性が劣化し、臨界温度の低下が生
しる。この原因は、エツチング中にパターンとして残る
部分の超伝導物質がエツチング剤により損傷を受けるた
めである。

即し、超伝導物質をパターニングするために、超伝導薄
膜パターンの表面に付着した状態で再熱処理すると、そ
れら不純物と酸化物超伝導膜が化学的に反応し、その超
伝導臨界温度、臨界電流等の超伝導特性を劣化させるこ
とがある。

本発明は、上記のような技術的課題を解決するために、
超伝導物質と非超伝導物質の接合したパターニングを超
伝導物質を形成する際に、非超伝導物質形成と同時に作
成４°ることのできる超伝導パターンの作成ＪＪ法を提
供°４ることを目的に４る。また、本発明は、エツチン
グ剤等により、形成超伝導薄膜の劣化が生じ得ない超伝
導パターンの作成方法を提供することを目的にする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記の技術的な課題の解決のために、基板上
に酸化物超伝導薄膜パターンを作成する方法において、
予め基板上に所望の酸化物超伝導物質を構成する一部の
元素の全量或いは部分量を欠落した組成の第一の薄膜パ
ターンを作成し、更にその上全面に、第一の薄膜パター
ンの物質組成との組成の総和が、所望の酸化物超伝導物
質を得るに、充分である組成を有し、然し乍ら、単独で
は、所望の超伝導物質薄膜を形成するには不充分である
組成である物質の第二の薄膜を形成した後に、熱処理を
行ない、第一の薄膜パターンの物質とそのパターン上の
部分及びその付近部分の第二の薄膜の物質との化学反応
により、所望超伝導物質の薄膜を形成させ、それ以外の
部分の第二の薄膜は、非超伝導物質の薄膜となることを
特徴と−４る前記超伝導薄膜パターンの作成−Ｊｊ法で
ある。

そして、本発明は、基板上に酸化物超伝導セラミックス
と非超伝導セラミックスが接合された超伝導薄膜パター
ンを作成する方法において、予め基板上に所望の酸化物
超伝導物質を構成する元素の一部を金属又は合金或いは
これらを組合わせた１種類以上の物質の薄膜層からなる
第一の薄膜を積層し、次いで、これを所望パターンに加
にし、更に加工によりパターン化した部分として残った
物質組成との総和が、所望の酸化物超伝導物質を得るに
、充分である組成を有する金属、合金又はその金属の酸
化物、塩化物、アセチル化合物、アルコール化合物或い
はこれらの組合わせからなる組成材料で、全面にわたり
、第二の薄膜を積層形成した後に、適当な雰囲気で熱処
理を行ない、前記の加工で形成したパターンの物質とそ
のパターンの上の部分及びその付近部分の第二の薄膜の
材料と化合することにより、所望超伝導物質の薄膜を形
成させ、それ以外の部分の積層薄膜は、非超伝導薄膜と
なり、パターン化された（超伝導）−（非超伝導）の接
合薄膜を作ることを特徴とする前記超伝導薄膜パターン
の作成方法である。

そして、その超伝導薄膜の材料として、ＬｎＢａＩＣｕ
ＪＯＫ系（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｎｄ。

Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌ
ｕのいずれかであり、■は、１．５〜３゜０であり、Ｊ
は２．５〜４．０であり、Ｋは５．０〜７．０の範囲で
ある）或いは、Ａ　ＭＣａ　Ｈ−＋　Ｂ　＠　Ｃｕ　Ｎ
ｏ　１（１４１）４Ｍ系（但し、Ａは、Ｂｉ、Ｔｌ、（
Ｄ　＋、＊−ｘＰ　ｂ　ｉＳｂ　ｖ）　（但し、ＤはＢ
ｉ、ＴＩのいずれか或いはその組合わせであり、Ｘは０
．１〜１．１の範囲であり、Ｙは２゜０以下である）の
いずれか、或いはその組合わせであり、Ｂは、Ｂａ、Ｓ
ｒのいずれか或いはその組合わせであり、Ｍは０．８〜
２．８の範囲である）のいずれか或いはこれらの組合わ
せであるこ７ とが好適である。また、その第一の超伝導薄膜パターン
の物質は、所望の超伝導薄膜を構成する元素の酸化物で
あることが好適である。そして、その第一の超伝導薄膜
パターンの物質は、所望の超伝導薄膜を構成する元素の
ハロゲン化物であるととが好適である。また、その第一
の超伝導薄膜パターンの物質は、所望の超伝導薄膜を構
成する元素のアセチル化物又はアルコール化合物である
ことが好適である。

本発明による超伝導薄膜パターンの作成法によると、超
伝導物質を構成する元素のうち適当なものを選んで、薄
膜層（多層或いは単一層）を形成し、これをエツチング
し、所望のパターンを得る。次いで、このパターニング
された全表面に対して、残された薄膜パターンの残され
た物質と化合して、超伝導性を示す組成の物質の薄膜を
全面にわたり形成する。このように形成された層状体を
熱処理すると、パターン部分の残された物質は、この薄
膜物質と化合して超伝導物質になり、それ以外の部分は
非超伝導物質となる。

特に、最後に形成すべき薄膜の構成元素、物質を適当に
選択し、この構成元素の酸化物が、絶縁層を形成すれば
、超伝導物質と絶縁物質の組合わせによる（超伝導物質
）−（絶縁物質）−（超伝導物質）の接合が可能である
。

本発明の超伝導膜パターン作成方法の説明のために、Ｙ
ＢａｔＣｕｍＯｘを例にとると、予め基板上に所望の酸
化物超伝導物質即ちＹＢａ＊ＣｕｘＯ□を構成する一部
の元素即ち、ＹＢａｔＣｕｓＯｘの構成元素のうち、銅
とバリウムの合金層を形成し、その合金層をエツチング
処理して、第一の薄膜パターンを作成し、更にその上全
面に、第一の薄膜パターンの物質組成との組成の総和が
、所望の酸化物超伝導物質を得るに、充分である組成を
有し、然し乍ら、単独では、所望の超伝導物質薄膜を形
成するには不充分である組成である物質即ち、ここでは
、Ｙ　Ｂ　ａ　＊　Ｃｕ　ｓ　Ｏｘのうちの金属イツト
リウムで、第二の薄膜を形成する。このような金属の積
層体を酸化雰囲気中で熱処理すると、第一の薄膜パター
ンの物質即ら、Ｙ　Ｂ　ａ　＠　Ｃｕ　ｓ　Ｏｘのうち
のＣｕ、Ｂａの合金は、その薄膜パターン上の部分及び
その付近部分の第二の薄膜の物質即ちイットリウトと一
緒に酸化反応を起こし、ＹＢａ＊Ｃｕ、Ｏ，組成の所望
超伝導物質の薄膜を形成する。そして、第一の薄膜パタ
ーン以外の部分の第二の薄膜即ちイットリウ１１は、酸
化されて、酸化イツトリウム（ｙｔｏ、）の非超伝導物
質の薄膜が形成される。

以−ヒの説明において、第一薄膜をパターニングする方
法は、エツチングによって行なっているが、本発明にお
けるパターニングの方法としては、−船釣な方法、例え
ば、光リングラフィ技術を利用でき、また、スクリーン
印刷法或いは液体原料を用いるスプレー噴霧法等を利用
しても、第一薄膜パターンを形成することかでさる。

例えば、スクリーン印刷法を利用する場合、上記のよう
な元素、金属の塩化物或いはアセチル化物等の溶液化で
きる化合物により、ペーストを作り、そのペーストでス
クリーン印刷することで、バターニング形成をすること
ができる。

このようにパターニングされた第一薄膜の上に、第二の
薄膜を積層形成する。この積層形成する方法としては、
このパターニングされた上全面に、ＰＶＤ法或いは化学
的気相蒸着法（ＣＶＤ）を用いて、或いはスクリーン印
刷法或いは液体原料を用いるスプレー噴霧法により、行
なうことができる。

最後に、以」二のように作成した構造の積層薄膜に対し
て、制御された雰囲気で、特に、酸化雰囲気下で、熱処
理り°る。この熱処理には、電気炉、ガス炉、赤外線照
射等の方法を用いて、熱処理を行なう、この熱処理によ
り、所望酸化物超伝導物質が得られるように、第一の薄
膜と第二の薄膜の物質、材料が、化学反応、酸化反応が
進行する温度例えば、６００℃〜１２００℃の温度範囲
で、必要な時間及び雰囲気でアニール熱処理を行なうこ
とが好適である。

そのための熱処理は一回以上行ない得る。

ここにおいて、熱処理温度を６００°Ｃ〜１２００°Ｃ
の範囲にした理由は、この温Ｊ珪範囲において、酸化反
応及び超伝導酸化物生成反応が生しるためである。

また、本発明により作成される超伝導パターンの基板材
料としては、セラミックス材料、特に、ＭｇＯ，Ｚｒ０
ｔ、　イットリウｌ、部分安定化ジル＝ｙ−ｙンＡ　（
Ｙ　Ｓ　Ｚ　）、Ｓ　ｒ　Ｔ　ｉ　Ｏｓ、ＭｇＦ、、Ｃ
ａ　Ｆ　ｘ、Ｂ　ａ　Ｆ　ｒ、Ｓ　ｒ　Ｆ　＊を用いる
ことができる。

本発明によると、酸化物超伝導膜への直接の湿式処理工
程を経ていないから、超伝導膜の劣化を生じるこきがな
いため、再現性良く、超伝導特性のすぐれた超伝導膜パ
ターンの作成が可能となった。

更に、本発明の酸化物超伝導膜パターンの作成方法は、
例えば、酸化物超伝導アンテナパターン、プリント配線
等の寸法的な精密さ、緻密さを要求されない酸化物超伝
導膜パターンの作成に応用できる。

次に、本発明の超伝導薄膜パターンの作成方法を、具体
的に実施例により説明するが、本発明はそれらによって
限定されるものではない。

［実施例１］ 第１図の工程説明のための模式断面図により、説明する
。

第１の工程として、蒸着法により、基板１の上に、第１
層として鋼とバリウ１１の合金の層２を形成し、その上
に第２層として、金属鋼の層３を形成し、その上にマス
ク４を施しく第１図（υ参照）、第２の工程として、こ
れを１・７チングして、所望のパターンを得る（パター
ニングする）（即ち、第１図（り参照）。

次いで、第３の工程として、マスク４を除去し、第１図
０）に示すような断面を得る。そして、第４の工程とし
て、蒸着法（ＣＶＤ）により、金属イツトリウム薄膜層
５を全面に形成する（第１図（荀参照）。

第５の工程として、これを酸素中８５０〜９００℃で熱
処理すると、金属イットリウノ、層５と薄膜′層２．３
とが反応し、そのエツチングして残したパターン部分で
は、超伝導薄膜（ＹＢａ＊Ｃｕ５Ｏｙ）履体６を形成す
る（第１図（９参照）、そして、それ以外の部分の金属
イットリウ１１は、酸化イツトノウ＊（ＹｍＯ）履体７
となり、１１超伝導層となる。

従って、この方法では、超伝導薄膜６に対して、エツチ
ングすることがなく、超伝導物質に対して、エツチング
による損傷を与えることがない。

［未ｉｎス］ 第３図の工程説明のための模式断面図により、説明する
。

第１の工程として、スパッタリング法により、基板１の
一ヒに、第１層としてストロンチウム鋼（ＳｒＣｕ）の
合金の層２を形成し、その上に第２層として、カルシウ
ム鋼酸化物（Ｃａｕｃｕｓｓ）層３を形成し、第３層と
して、鉛（Ｐｂ）金属層４を積層し、その上にマスク５
を施しく第３図■参照）、第２の二「程として、これを
エツチングして、所望のパターンを得る（即ち、第３図
■参照）。

次いで、第３の工程として、マスク５を除去し、第３図
（３）に示１−ような断面を得る。そして、第４の二［
程として、蒸着法（ＣＶＤ）により、金属ビスマス薄膜
層６を全面に積層形成する（第３図（荀参照）。

第５の工程として、この多層構造物を酸素中８００〜９
００℃で熱処理すると、金属ビスマス６と各薄膜層２．
３．４の物質とが反応し、そのパターンの部分では、超
伝導薄膜 （Ｂｉ＋　、　５Ｐｂｓ　、　＊Ｓｒ＊　、　ｇｃａｔ
　、　ｅｃｕｎｏａ　）層８を形成する。

（第３図（９参照）、そして、それ以外の部分の金属ビ
スマスは、酸化ビスマス（Ｂｉ＊Ｏｓ）層７となる。

［来ｍ＊３］ 第４図の断面図による工程図で説明する。

第１の工程として、スパッタリング法により、基板１の
上に、第１層としてタリウム銅（ＴｊＩＣｕ）の合金の
層２を形成し、その」二に第２層として、バリウム鋼酸
化物（ＢａＣｕＯ）層３を形成し、その上にマスク４を
施しく第４図（１）参照）、第２の工程として、これを
エツチングして、パターニングされた。（即し、第４図
■参照）。

次いで、第３の工程として、マスク４を除去し、第４図
（３）示すような断面を得た。そして、第４の工程とし
て、蒸着法により、金属カルシウド薄膜層５を全面に形
成した（第４図（荀参照）。

第５の工程として、これを８００〜１０００℃４で酸素
中で熱処理した。金属カルシウム層５と薄膜２．３の物
質とが反応し、そのパターン部分では、超伝導薄膜（Ｔ
ＩＪａａＣａｌＣ１ｌｊＯ＋　＊　）層６を形成した。

（第４図（９参照）、そして、それ以外の部分の金属カ
ルシウムは、非超伝導物質（Ｃａｂ）層７となる。

［実施例４］ 第５図のＥ［程順による断面図で説明する。

第１の工程として、スパッタリング法により、５ｒＴｉ
Ｏｎ基板１の上に、第１層として、金属ビスマス（Ｂｉ
）の層２を形成し、その上に第２層として、ストロンチ
ウム鋼酸化物（Ｓ　ｒ　Ｃ，ｕＯ）層３を形成し、その
上にマスク４を施した（第５図（１）参照）、第２の工
程として、これをエツチングして、パターニングした（
即ち、第５図（り参照）。

次いＣ１第３の工程として、マスク４を除去し、第５図
（３）に示すような断面を得た。そして、第４の工程と
して、蒸着法により、金属カルシウム薄膜層５を全面に
形成した（第５図（荀参照）。

第５の工程として、これを酸素中８００〜９００°Ｃで
熱処理すると、金属カルシウム５と薄膜物質２．３とが
反応し、所望パターン部分では、超伝導薄膜６　（Ｂ　
ｉ　＊Ｓ　ｒ　、、ｌｃ　ａ　＊、＊Ｃｕ　＊Ｏｍ）を
形成［る（第５図（！１９参照）、そして、それ以外の
部分は基板（ＳｒＴｉＯｓ）との反応により非超伝導物
ｆｆ（ＣａＴｉＯ，）体７となり、超伝導物質と非超伝
導物質との接合体を作成できる。

「火Ｊ１聾」−］ 第６図の工程順の断面図により説明する。

第１の工程として、基板１の上に、第１層として塩化鋼
（ＣｕＣｆｆｉ−）の層２を形成し、その上に第２層と
して、塩化バリウム（ＢａＣ１＊）層３を、各々の溶液
を用いる印刷技術により、第６図（１）に示すような断
面を有する所望パターンを得た０次に、酸素中で６００
〜８００°Ｃで熱処理−゛ると、第６図（りの断面図に
示゛４バリウｌ、９４Ｎｌ化物（ＢａＣｕＯ）によるパ
ターンが得られた。　次に、印刷法により、その全面に
わたり、塩化イツトリウム（ＹＣｆｆｉ、）による薄膜
５を積層形成した（第６図０）参照）。

更にこれを最初９００〜１０００℃で窒素雰囲気で、次
いで、酸素雰囲気で熱処理を行なう、すると、第６図（
旬に示すような、所望パターンの上には、酸化物超伝導
履体（ＹＢａｌＣｕｓＯｙ）６が形成され、それ以外の
部分には、非超伝導物質即ち酸化イツトリウム（Ｙ、Ｏ
，）ＪＦＪ７が形成されて、超伝導薄膜パターンが得ら
れた。

［！ｕｕ２！Ｕ］ 第７図の工程順の断面図により説明する。

第１の工程として、基板１の上に、第１層として酢酸鋼
（Ｃｕ（ＣＨｓＣＯｔＬ）層２を、その上に第２層とし
て、酢酸バリウム（ Ｂ　ａ　（ＣＨｓ　ＣＯ＊Ｌ　）層３を印刷技術により
パタニング形成し、（第７図（１）参照）、次に、熱処
理すると、バリウム鋼酸化物に変換し、第７図■に示す
ような断面のバリウム鋼酸化物によるパターン４を得た
。

次いで、更に、この全面に塩化イツトリウム（ＹＣｆｆ
ｉ、）層５を積層形成した。（第５図（３）参照）、更
にこれを最初９００〜１０００″Ｃで窒素雰囲気で、次
いで、酸素雰囲気で熱処理を行った。（第５図（４）参
照）、すると、所望パターンの上には、酸化物超伝導体
（Ｙ　Ｂ　ａ　＊Ｃｕ　５ｏｙ）　６が形成され、それ
以外の部分には、非超伝導物質即ら酸化イツトリウム（
Ｙ＊０ｓ）７が形成きれて、超伝導−非超伝導の接合薄
膜パターンが得られた。

［実施例７］ 第８図の工程順の断面図により説明する。

第１の１−程とし゛Ｃ１スパッタリング法に、Ｌす、基
板１の上に、第１Ｍとしてカルシラノ、・スト【Ｊンチ
ウム合金（ＣａＳｒ）の層２を形成し、その」二にマス
ク３を施しく第８図（１）参照）、第２の１：程として
、これをエツチングして、パター；−ングした。（即ち
、第８図（り参照）。

次いで、第３の工程として、マスク３を除去し、第８図
０）に示すような断面を得る。そし゛Ｃ１第４の工程と
して、蒸着法により、この」二に、金属ビスマス（Ｂｉ
）層４と金属鋼（Ｃｕ）の層５を積層した（第８図（４
）参照）。次に、これを、酸素気流中で熱処理した。す
ると、第８図（９に示されるように、パターンの−Ｆに
は、酸化物超伝導物質（Ｂ　ｉ　ｚｓ　ｒ　ｔ、ｇｃ　
ａ　ｅ、ｓｃ　ｕ　ｓＯｓ）履体６が形成され、それ以
外の部分には、ビスマス鋼酸化物（Ｂ＋Ｃｕ０）層７が
形成された。

以１：のようにして本発明のノｊ法で作成される超伝導
薄膜パターンに対して、種々の試験を行なった。

［試験例１：電気抵抗率測定］ 従来法によりＹＢａｘＣｕｓＯｘ超伝導薄膜をエツチン
グ剤として１％燐酸溶液を用いて、湿式加工で作成した
超伝導パターン（１００μｍ×５０μｍ）と、本発明に
より作成した超伝導パターンについて、電気抵抗率を測
定した結果を第９図のグラフに示す。

このグラフから、従来法では、湿式エツチングのときに
、燐酸水溶液とＹＢａ　＊　Ｃｕ　ｓ　Ｏ□薄膜との反
応により、超伝導特性が劣化し、Ｔｃ、ｚｔ＊ｏ＝　２
６　Ｋであった。一方、本発明による超伝導薄膜パター
ンでは、薄膜形成後に、湿式エツチングの工程を含まな
いため、Ｔｃ特性の劣化は見られず、空気中８５０℃、
３０分間で、酸素中で徐冷する熱処理条件では、ＴＣ２
□。＝６６Ｋが得られた。そして、臨界温度を更に向上
きせるには、熱処理条件を適正化すると可能である。

本発明フｊ法によりＭｇＯ基板上に作成した第１表に示
す組成のＢｉ系超超伝導薄膜パターンついて、Ｘ線回折
観察と臨界温度測定した結果を第１表に示す。使用した
超伝導薄膜パターンは、５０１１　ｍＸ　１１００Ｉ１
で、膜厚１μｍで、最終的に第１表に示すような薄膜組
成になるように、調整し、超伝導パターンでは、熱処理
した後に、主に、（Ｂｉ、Ｐｂ）＊５ｒｎＣａｔＣｕｓ
Ｏｘ或いは（Ｂｉ、　Ｐｂ）＊５ｒｔＣａＣｕｔＯｘの
相が、最終的にＢ１しか堆積されていないパターン以外
の部分では、ＢｉｔＯｎが生成していることが、Ｘ線回
折で確認できた。

［試験例３：Ｘ線回折と抵抗率の測定］す 本発明による作成した Ｔ　ｌ　、Ｂａ　ｒｃ　ａ　ｓＣｕ　ａｏ　ｖ超伝導薄
膜パターンについて、Ｘ線回折及″び抵抗率の温度変化
を、第１０図及び第１１図に示す。

第１表 ＊但し、（２２１２）は、（Ｂｉ、　Ｐｂ＞　＊Ｓｒ＊
ＣａＣｕ＊Ｏｘのものである。

（２２２３）は、（Ｂｉ、　Ｐｂ）　ｔｓｒｍｃａｘｃ
ｕｓｏｘのものである。

３ ４− ［試験例４：二次イオン　量　析］ 本発明により、Ｓ　ｒ　Ｔ　ｉ　Ｏｓ基板上に作成した
Ｂａ系の原料組成でＢ１＊Ｓｒｌ、ｓｃａ＊、＠Ｃｕｔ
Ｏｘの超伝導パターンを分析した。

この作成した超伝導パターンは、（２２１２）相が主に
生成され、臨界温度は８０にであり、ＴＣ，Ｚ！１０は
、７３にであった。このパターン部分について、Ｘ線回
折観察の結果を第１２図に示す、更に、超伝導パターン
とそれ以外の部分について、二次イオン質量分析（ＳＩ
ＭＳ）を測定した、その結果を第１３図に示す。

パターン以外の部分では、Ｃａが基板中に深く拡散し、
基板中のＴｉと反応しており、Ｘ線回折から、Ｃａ　Ｔ
　ｉ　Ｏｓ、Ｃａ　ａＴ　ｉ　ｓｏ　ｒａｋいうＣａ−
Ｔｉ−０化合物が生成されたことが確認できた。

［試　例５：ＳＥＭ写真］ 本発明により作成したＹＢａ＊Ｃｕ５Ｏｘ薄膜のパター
ン及びパターン以外の部分について、走査型電子顕微鏡
写真をとった。その結果を第１４図に示す、パターン部
分は、厚さ５μｍ程度の厚膜であるために、熱処理によ
り、第１４図に示すように、結晶粒成長が十分に進んだ
が、結晶の配向度は低いものであった。臨界温度は９２
にで、Ｔｃ、ｚ＊＊ｏは８３にであった。

［試験例６：熱処理条件と臨　　　］ 更に、熱処理を、熱処理温度と時間を変えながら行ない
、その結果得た超伝導薄膜パターンについて、Ｔｃ、。

□１、Ｔｃ、ｚ□。の臨界温度及びＪｃ（７７Ｋにおけ
る）臨界電流を測定した。その結果を第２表に示す、試
験片は、実施例６で製造したものである。

可Ａ犬 ［試験例７：熱処理条件と電気抵抗率］実施例７で作成
したと同様にして、熱処理条件８００°Ｃ１３０分間で
作成した超伝導薄膜パターンについで、パターン部分と
パターン以外の部分について、低温での抵抗率を測定し
た結果を、第１５図に示す、実線は、パターン部分の抵
抗率の変化を示し、点線は、パターン以外の部分の抵抗
率の変化を示す。

次に、Ｂｉ系の原料組成りｉ＊Ｓｒｔ　、　５ｃａ０．
　ａｃｕｓｏｘについで、種々の熱処理温度で得た超伝
導パターンについて、抵抗率を測定した結果を第１６図
に示す。

ここで試験形成した超伝導パターン部分では、Ｘ線回折
測定により、（２２１２）相が生成されていることが確
認された。また、パターン以外の部分は、Ｂｉ、Ｃｕを
主成分としているが、抵抗率は、第１５図の点線で示さ
れるように、高い抵抗率を有し、半導体的特性を示すこ
とが明らかにきれた。

７ ８ ［発明の効果コ 本発明による超伝導薄膜パターンの作成方法により、次
のような顕著な技術的効果が得られた。

第１に、（超伝導）−（非超伝導）の接合からなる酸化
物超伝導膜パターンを単純な工程で作成できる作成方法
を提供できる。

第２に、更に、本発明による作成方法では、酸化物超伝
導膜の形成以後は、湿式処理の工程を必要としない超伝
導薄膜パターンを作成できる方法を提供４−る。

第３に、更に、本発明の超伝導膜パターンの作成方法は
、酸化物超伝導膜アンプリパターン、ブノント配線等の
酸化物超伝導薄膜パターンの作成方法として応用できる
技術を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による酸化物超伝導薄膜パターンを作
成する工程をその順に示す模式断面図である。 第２図は、従来法による超伝導薄膜パターンの作成方法
を示す模式断面図である。 第３．４．５．６．７及び８図は、本発明による他の具
体例の酸化物超伝導薄膜パターンを作成する工程をその
順に示す模式断面図である。 第９図は、本発明による超伝導薄膜パターン及び従来法
によるパターンの電気抵抗を測定した結果を示すグラフ
である。 第１０図は、本発明による超伝導薄膜パターン部分のＸ
線回折測定した結果を示′１６第１１図は、本発明によ
り作成された各熱処理条件に対する超伝導パターンの電
気抵抗率の変化を測定した結果を示すグラフである。 第１２図は、本発明により作成された超伝導パターンの
Ｘ線回折図である。 第１３図Ａ、Ｂは、各々本発明により作成される超伝導
パターンとそのパターン以外の部分について、２次イオ
ン質量分析した結果を示す。 第１４図Ａ、Ｂは、各々本発明により作成きれた超伝導
パターン及びパターン以外の部分の粒子構造を示す走査
型電子顕微鏡写真である。 第１５図は、本発明により作成された超伝導パターン及
びパターン以外の部分の抵抗率の低温温度変化を示すグ
ラフである。 第１６図は、本発明により作成された各熱処理条件に対
する超伝導パターンの抵抗率の変化を測定した結果を承
りグラフである。 ［主要部分の符号の説明］ １　、、、、、、基板 ２． ３　、、、、、、薄膜層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に酸化物超伝導薄膜パターンを作成する方法
   において、 予め基板上に所望の酸化物超伝導物質を構成する一部の
   元素の全量或いは部分量を欠落した組成の第一の薄膜パ
   ターンを作成し、更にその上全面に、第一の薄膜パター
   ンの物質組成との組成の総和が、所望の酸化物超伝導物
   質を得るに、充分である組成を有し、然し乍ら、単独で
   は、所望の超伝導物質薄膜を形成するには不充分である
   組成である物質の第二の薄膜を形成した後に、熱処理を
   行ない、第一の薄膜パターンの物質とそのパターン上の
   部分及びその付近部分の第二の薄膜の物質との化学反応
   により、所望超伝導物質の薄膜を形成させ、それ以外の
   部分の第二の薄膜は、非超伝導物質の薄膜となることを
   特徴とする前記超伝導薄膜パターンの作成方法。 ２、基板上に酸化物超伝導セラミックスと非超伝導セラ
   ミックスが接合された超伝導薄膜パターンを作成する方
   法において、 予め基板上に所望の酸化物超伝導物質を構成する元素の
   一部を金属又は合金或いはこれらの組合わせた１種類以
   上の物質の薄膜層からなる第一の薄膜を積層し、次いで
   、これを所望パターンに加工し、更に加工によりパター
   ン化した部分として残った物質組成との総和が、所望の
   酸化物超伝導物質を得るに、充分である組成を有する金
   属、合金又はその金属の酸化物、塩化物、アセチル化合
   物、アルコール化合物或いはこれらの組合わせからなる
   組成材料で、全面にわたり、第二の薄膜を積層形成した
   後に、適当な雰囲気で熱処理を行ない、前記の加工で形
   成したパターンの物質とそのパターンの上の部分及びそ
   の付近部分の第二の薄膜の材料と化合することにより、
   所望超伝導物質の薄膜を形成させ、それ以外の部分の積
   層薄膜は、非超伝導薄膜となり、パターン化された（超
   伝導）−（非超伝導）の接合薄膜を作ることを特徴とす
   る前記超伝導薄膜パターンの作成方法。 ３、前記超伝導薄膜の材料として、 ＬｎＢａ＿ＩＣｕ＿ＪＯ＿Ｋ系（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｎｄ
   、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、
   Ｌｕのいずれかであり、Ｉは、１．５〜３．０であり、
   Ｊは２．５〜４．０であり、Ｋは、５．０〜７．０の範
   囲である）或いは Ａ＿ＭＣａ＿Ｎ＿−＿１Ｂ＿２Ｃｕ＿ＮＯ＿２＿（＿Ｎ
   ＿＋＿２＿）＿＋＿Ｍ系（但し、Ａは、Ｂｉ、Ｔｌ、（
   Ｄ＿１＿．＿９＿−＿ＸＰｂ＿ＸＳｂ＿Ｙ）（但し、Ｄ
   はＢｉ、Ｔｌのいずれか或いはその組合わせであり、Ｘ
   は０．１〜１．１の範囲であり、Ｙは２．０以下である
   ）のいずれか、或いはその組合わせであり、Ｂは、Ｂａ
   、Ｓｒのいずれか或いはその組合わせであり、Ｍは０．
   ８〜２．８の範囲である）のいずれか或いはこれらの組
   合わせである請求項１或いは２に記載の超伝導薄膜パタ
   ーンの作成方法。 ４、前記の第一の超伝導薄膜パターンの物質は、所望の
   超伝導薄膜を構成する元素の酸化物であることを特徴と
   する請求項１或いは２に記載の超伝導薄膜パターンの作
   成方法。 ５、前記の第一の超伝導薄膜パターンの物質は、所望の
   超伝導薄膜を構成する元素のハロゲン化物であることを
   特徴とする請求項１或いは２に記載の超伝導薄膜パター
   ンの作成方法。 ６、前記の第一の超伝導薄膜パターンの物質は、所望の
   超伝導薄膜を構成する元素のアセチル化物又はアルコー
   ル化合物であることを特徴とする請求項１或いは２に記
   載の超伝導薄膜パターンの作成方法。