JPH04269838A - 電子デバイス用基板 - Google Patents
電子デバイス用基板Info
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- JPH04269838A JPH04269838A JP3053930A JP5393091A JPH04269838A JP H04269838 A JPH04269838 A JP H04269838A JP 3053930 A JP3053930 A JP 3053930A JP 5393091 A JP5393091 A JP 5393091A JP H04269838 A JPH04269838 A JP H04269838A
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Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体層，絶縁体層，誘
電体層とからなる電子デバイス用基板に関するものであ
る。
電体層とからなる電子デバイス用基板に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ，Ｂｉ２（Ｔｌ）
２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘ，Ｂｉ２（Ｔｌ）２Ｓｒ２Ｃ
ａ２Ｃｕ３Ｏｘに代表される層状ペロブスカイト構造を
有する超伝導セラミックスは、超伝導状態となる臨界温
度Ｔｃが液体窒素温度以上を示す高温超伝導材料で工業
的実用化材料として注目されている。
２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘ，Ｂｉ２（Ｔｌ）２Ｓｒ２Ｃ
ａ２Ｃｕ３Ｏｘに代表される層状ペロブスカイト構造を
有する超伝導セラミックスは、超伝導状態となる臨界温
度Ｔｃが液体窒素温度以上を示す高温超伝導材料で工業
的実用化材料として注目されている。
【０００３】これら高温超伝導材料を電子デバイスへ応
用する場合には、バルク並みのＴｃを有し、かつ特性の
信頼性を高めるために欠陥の少ない膜が必要である。こ
れらの要求を満たすためには、単結晶膜を作製すること
が望ましい。単結晶膜を得る方法としては、適当な単結
晶基板上へエピタキシャル成長させる方法があり、従来
ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジ
ックス（Ｊａｐａｎｅｓｅ・Ｊｏｕｒｎａｌ・ｏｆ・Ａ
ｐｐｌｉｅｄ・Ｐｈｙｓｉｃｓ）第２７巻，１号Ｌ９１
〜Ｌ９３頁に約９０Ｋのゼロ抵抗温度を有するＹ１Ｂａ
２Ｃｕ３Ｏｘ単結晶膜を作製した報告がある。
用する場合には、バルク並みのＴｃを有し、かつ特性の
信頼性を高めるために欠陥の少ない膜が必要である。こ
れらの要求を満たすためには、単結晶膜を作製すること
が望ましい。単結晶膜を得る方法としては、適当な単結
晶基板上へエピタキシャル成長させる方法があり、従来
ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジ
ックス（Ｊａｐａｎｅｓｅ・Ｊｏｕｒｎａｌ・ｏｆ・Ａ
ｐｐｌｉｅｄ・Ｐｈｙｓｉｃｓ）第２７巻，１号Ｌ９１
〜Ｌ９３頁に約９０Ｋのゼロ抵抗温度を有するＹ１Ｂａ
２Ｃｕ３Ｏｘ単結晶膜を作製した報告がある。
【０００４】さらにこれらの単結晶膜をＳｉ基板上に作
製することにより、従来のＳｉデバイスと超伝導体との
融合が可能となり、配線等の応用面での用途が拡大され
る。
製することにより、従来のＳｉデバイスと超伝導体との
融合が可能となり、配線等の応用面での用途が拡大され
る。
【０００５】この融合を可能とする技術としてシリコン
単結晶基板上にＭｇＡｌ２Ｏ４絶縁体膜が形成され、そ
の絶縁体膜上にＢａＴｉＯ３あるいはＳｒＴｉＯ３で示
されるペロブスカイト型結晶構造を有する誘電体膜が形
成され、その誘電体膜上に一般式がＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ
ｘで表わされる層状ペロブスカイト型結晶構造を有する
超伝導化合物層が形成されている構造が提案されている
（特願昭６２−２０８７０８号）。またアプライド・フ
ィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ・Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ・Ｌｅｔｔｅｒｓ）第５７巻，１１６１〜１１６３頁
にシリコン単結晶基板上にＺｒＯ２誘電体膜を形成し、
その誘電体膜上に、一般式がＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘで表
わされる層状ペロブスカイト型結晶構造を有する超伝導
薄膜を作製した報告がある。
単結晶基板上にＭｇＡｌ２Ｏ４絶縁体膜が形成され、そ
の絶縁体膜上にＢａＴｉＯ３あるいはＳｒＴｉＯ３で示
されるペロブスカイト型結晶構造を有する誘電体膜が形
成され、その誘電体膜上に一般式がＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ
ｘで表わされる層状ペロブスカイト型結晶構造を有する
超伝導化合物層が形成されている構造が提案されている
（特願昭６２−２０８７０８号）。またアプライド・フ
ィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ・Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ・Ｌｅｔｔｅｒｓ）第５７巻，１１６１〜１１６３頁
にシリコン単結晶基板上にＺｒＯ２誘電体膜を形成し、
その誘電体膜上に、一般式がＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘで表
わされる層状ペロブスカイト型結晶構造を有する超伝導
薄膜を作製した報告がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来シリコン単結晶基
板上にＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ超伝導薄膜をエピタキシャ
ル成長させる場合、中間層としてＺｒＯ２，ＭｇＡｌ２
Ｏ４／ＢａＴｉＯ３，ＭｇＡｌ２Ｏ４／ＳｒＴｉＯ３が
検討されてきた。しかし、ＺｒＯ２，ＢａＴｉＯ３，Ｓ
ｒＴｉＯ３はＧＨｚ周波数での誘電損失が大きく、酸化
物超伝導体を配線等に応用しようとすると、信号の波形
ひずみに問題が生じる。
板上にＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ超伝導薄膜をエピタキシャ
ル成長させる場合、中間層としてＺｒＯ２，ＭｇＡｌ２
Ｏ４／ＢａＴｉＯ３，ＭｇＡｌ２Ｏ４／ＳｒＴｉＯ３が
検討されてきた。しかし、ＺｒＯ２，ＢａＴｉＯ３，Ｓ
ｒＴｉＯ３はＧＨｚ周波数での誘電損失が大きく、酸化
物超伝導体を配線等に応用しようとすると、信号の波形
ひずみに問題が生じる。
【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るもので、誘電損失の少ない中間層を用い、エピタキシ
ャル成長した層状ペロブスカイト型結晶構造の超伝導薄
膜を具備せる電子デバイス用基板を提供することを目的
とする。
るもので、誘電損失の少ない中間層を用い、エピタキシ
ャル成長した層状ペロブスカイト型結晶構造の超伝導薄
膜を具備せる電子デバイス用基板を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明に係る電子デバイス用基板においては、ＭｇＡ
ｌ２Ｏ４絶縁体膜と、誘電体膜と、超伝導化合物層とを
シリコン単結晶基板上に積層形成してなる電子デバイス
用基板であって、ＭｇＡｌ２Ｏ４絶縁体膜は、シリコン
単結晶基板上の最下層に形成されたものであり、誘電体
膜は、ＭｇＡｌ２Ｏ４絶縁体膜上に形成され、ペロブス
カイト型結晶構造を有するものであり、ペロブスカイト
型結晶構造は、一般式がＡＢＯ３で表わされ、Ａとして
Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍから選定される一種の元素と、
ＢとしてＡｌ及びＧａから選定される一種の元素とを含
むものであり、超伝導化合物層は、誘電体膜上に形成さ
れ、層状ペロブスカイト型結晶構造を有するものである
。
、本発明に係る電子デバイス用基板においては、ＭｇＡ
ｌ２Ｏ４絶縁体膜と、誘電体膜と、超伝導化合物層とを
シリコン単結晶基板上に積層形成してなる電子デバイス
用基板であって、ＭｇＡｌ２Ｏ４絶縁体膜は、シリコン
単結晶基板上の最下層に形成されたものであり、誘電体
膜は、ＭｇＡｌ２Ｏ４絶縁体膜上に形成され、ペロブス
カイト型結晶構造を有するものであり、ペロブスカイト
型結晶構造は、一般式がＡＢＯ３で表わされ、Ａとして
Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍから選定される一種の元素と、
ＢとしてＡｌ及びＧａから選定される一種の元素とを含
むものであり、超伝導化合物層は、誘電体膜上に形成さ
れ、層状ペロブスカイト型結晶構造を有するものである
。
【０００９】また、本発明においては、下層ＺｒＯ２誘
電体膜と、上層誘電体膜と、超伝導化合物層とをシリコ
ン単結晶基板上に積層形成してなる電子デバイス用基板
であって、下層ＺｒＯ２誘電体膜は、シリコン単結晶基
板上の最下層に形成されたものであり、上層誘電体膜は
、下層ＺｒＯ２誘電体膜上に形成され、ペロブスカイト
型結晶構造を有するものであり、ペロブスカイト型結晶
構造は、一般式がＡＢＯ３で表わされ、ＡとしてＬａ，
Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍから選定される一種の元素と、Ｂとし
てＡｌ及びＧａから選定される一種の元素とを含むもの
であり、超伝導化合物層は、上層誘電体膜上に形成され
、層状ペロブスカイト型結晶構造を有するものである。
電体膜と、上層誘電体膜と、超伝導化合物層とをシリコ
ン単結晶基板上に積層形成してなる電子デバイス用基板
であって、下層ＺｒＯ２誘電体膜は、シリコン単結晶基
板上の最下層に形成されたものであり、上層誘電体膜は
、下層ＺｒＯ２誘電体膜上に形成され、ペロブスカイト
型結晶構造を有するものであり、ペロブスカイト型結晶
構造は、一般式がＡＢＯ３で表わされ、ＡとしてＬａ，
Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍから選定される一種の元素と、Ｂとし
てＡｌ及びＧａから選定される一種の元素とを含むもの
であり、超伝導化合物層は、上層誘電体膜上に形成され
、層状ペロブスカイト型結晶構造を有するものである。
【００１０】また、前記層状ペロブスカイト型結晶構造
を有する超伝導化合物層は、一般式Ａ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ
ｘで表わされ、ＡとしてＹ及び希土類元素の群から選ば
れる一種の元素を含む材料である。
を有する超伝導化合物層は、一般式Ａ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ
ｘで表わされ、ＡとしてＹ及び希土類元素の群から選ば
れる一種の元素を含む材料である。
【００１１】また、前記層状ペロブスカイト型結晶構造
を有する超伝導化合物層は、一般式Ａ２Ｂ２Ｃａ１Ｃｕ
２ＯｘあるいはＡ２Ｂ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘで表わされ、
ＡとしてＢｉ及びＴｌから選ばれる一種の元素、Ｂとし
てＳｒ及びＢａから選ばれる一種の元素を含む材料であ
る。
を有する超伝導化合物層は、一般式Ａ２Ｂ２Ｃａ１Ｃｕ
２ＯｘあるいはＡ２Ｂ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘで表わされ、
ＡとしてＢｉ及びＴｌから選ばれる一種の元素、Ｂとし
てＳｒ及びＢａから選ばれる一種の元素を含む材料であ
る。
【００１２】
【作用】従来Ｓｉ単結晶基板上にＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ
超伝導薄膜をエピタキシャル成長によって形成する場合
、中間層としてＺｒＯ２，ＭｇＡｌ２Ｏ４／ＢａＴｉＯ
３，ＭｇＡｌ２Ｏ４／ＳｒＴｉＯ３が検討されてきた。 しかし、ＢａＴｉＯ３，ＳｒＴｉＯ３は、ともに室温の
誘電率３００以上で誘電損失も大きい。またＺｒＯ２も
液体窒素温度での誘電損失は、１０ＧＨｚで１０−３と
決して低い値ではない。
超伝導薄膜をエピタキシャル成長によって形成する場合
、中間層としてＺｒＯ２，ＭｇＡｌ２Ｏ４／ＢａＴｉＯ
３，ＭｇＡｌ２Ｏ４／ＳｒＴｉＯ３が検討されてきた。 しかし、ＢａＴｉＯ３，ＳｒＴｉＯ３は、ともに室温の
誘電率３００以上で誘電損失も大きい。またＺｒＯ２も
液体窒素温度での誘電損失は、１０ＧＨｚで１０−３と
決して低い値ではない。
【００１３】本発明ではＺｒＯ２及びＭｇＡｌ２Ｏ４上
にペロブスカイト型結晶構造を有する誘電体薄膜がエピ
タキシャル成長することを利用し、その誘電体膜を下地
との格子整合が良く、かつ低誘電損失の材料とした。
にペロブスカイト型結晶構造を有する誘電体薄膜がエピ
タキシャル成長することを利用し、その誘電体膜を下地
との格子整合が良く、かつ低誘電損失の材料とした。
【００１４】ＭｇＡｌ２Ｏ４はスピネル構造をとり、格
子定数が８．０８６ÅでＳｉの格子定数の１．５倍，及
び誘電体の格子定数の２倍近くヘテロエピタキシャル膜
が形成可能である。しかもＭｇＡｌ２Ｏ４の誘電損失は
、室温において５×１０−４と低くもれた電磁界による
誘電損失も少ないと考えられる。
子定数が８．０８６ÅでＳｉの格子定数の１．５倍，及
び誘電体の格子定数の２倍近くヘテロエピタキシャル膜
が形成可能である。しかもＭｇＡｌ２Ｏ４の誘電損失は
、室温において５×１０−４と低くもれた電磁界による
誘電損失も少ないと考えられる。
【００１５】また、ＺｒＯ２は、フッ化カルシウム型構
造といった単純な構造をとり、格子定数も５．４ÅとＳ
ｉの格子定数５．４３Å並びに誘電体の格子定数の√２
倍に近く良好なヘテロエピタキシャル膜が形成可能であ
る。
造といった単純な構造をとり、格子定数も５．４ÅとＳ
ｉの格子定数５．４３Å並びに誘電体の格子定数の√２
倍に近く良好なヘテロエピタキシャル膜が形成可能であ
る。
【００１６】本発明においては、Ｓｉ基板を用いて超伝
導薄膜を形成していることから、Ｓｉ半導体集積回路技
術との融合化が図れ、かつ中間層として低誘電損失の材
料を用いていることから超伝導配線によるＬＳＩの開発
が可能になる等、本発明の波及効果は甚大である。
導薄膜を形成していることから、Ｓｉ半導体集積回路技
術との融合化が図れ、かつ中間層として低誘電損失の材
料を用いていることから超伝導配線によるＬＳＩの開発
が可能になる等、本発明の波及効果は甚大である。
【００１７】
【実施例】以下、本発明について図により説明する。
【００１８】（実施例１）図１（ａ）は、本発明の一実
施例を示す断面図である。図において、面方位が（１０
０）のＳｉ単結晶基板１上にＭｇＡｌ２Ｏ４膜２を気相
成長法によりエピタキシャル成長させ、その上に、Ｌａ
ＡｌＯ３膜３を反応性蒸着法によりエピタキシャル成長
させ、その上にＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ（単結晶）膜４を
反応性蒸着法によって形成した。
施例を示す断面図である。図において、面方位が（１０
０）のＳｉ単結晶基板１上にＭｇＡｌ２Ｏ４膜２を気相
成長法によりエピタキシャル成長させ、その上に、Ｌａ
ＡｌＯ３膜３を反応性蒸着法によりエピタキシャル成長
させ、その上にＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ（単結晶）膜４を
反応性蒸着法によって形成した。
【００１９】ＭｇＡｌ２Ｏ４膜２の気相成長は、ＭｇＣ
ｌ２，ＡｌとＨＣｌガスを反応させて生成したＡｌＣｌ
３，ＣＯ２，Ｈ２ガスの反応ガスと、Ｎ２ガスのキャリ
アガスとを用い、 ＭｇＣｌ２＋２ＡｌＣｌ３＋４ＣＯ２＋４Ｈ２→Ｍ
ｇＡｌ２Ｏ４＋４ＣＯ＋８ＨＣｌなる反応でＭｇＡｌ２
Ｏ４の生成が起る。成長・温度９５０℃で成長し膜厚は
０．１μｍとした。Ｘ線回折法及び電子線回折法で（１
００）方位のＭｇＡｌ２Ｏ４膜２がエピタキシャル成長
していることを確認した。ＬａＡｌＯ３のエピタキシャ
ル膜３は、反応性蒸着法により基板付近での酸素分圧１
〜４×１０−３（Ｔｏｒｒ），基板温度６００℃で行っ
た。その膜厚は０．２μｍとした。ＭｇＡｌ２Ｏ４と同
様にＸ線回折法及び電子線回折法により（１００）方位
にエピタキシャル成長した良質な結晶性の膜であること
を確認した。Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘエピタキシャル膜４
は、反応性蒸着法により基板付近での酸素分圧１〜４×
１０−２（Ｔｏｒｒ），基板温度６４０℃で行った。膜
厚は０．５μｍとした。Ｘ線回折法，電子線回折法及び
走査型電子顕微鏡により（００１）方位に配向した層状
ペロブスカイト構造を有する結晶性，表面平坦性に優れ
た良質なエピタキシャル膜であることを確認した。この
膜の抵抗−温度特性を４端子法で測定することにより、
ゼロ抵抗温度が９０Ｋであることがわかった。またコー
プラナートランスミッションライン共振器を試作し、Ｑ
値を測定すると２０００であり、この値は同一構造での
銅の共振器の２０倍の値を示した。
ｌ２，ＡｌとＨＣｌガスを反応させて生成したＡｌＣｌ
３，ＣＯ２，Ｈ２ガスの反応ガスと、Ｎ２ガスのキャリ
アガスとを用い、 ＭｇＣｌ２＋２ＡｌＣｌ３＋４ＣＯ２＋４Ｈ２→Ｍ
ｇＡｌ２Ｏ４＋４ＣＯ＋８ＨＣｌなる反応でＭｇＡｌ２
Ｏ４の生成が起る。成長・温度９５０℃で成長し膜厚は
０．１μｍとした。Ｘ線回折法及び電子線回折法で（１
００）方位のＭｇＡｌ２Ｏ４膜２がエピタキシャル成長
していることを確認した。ＬａＡｌＯ３のエピタキシャ
ル膜３は、反応性蒸着法により基板付近での酸素分圧１
〜４×１０−３（Ｔｏｒｒ），基板温度６００℃で行っ
た。その膜厚は０．２μｍとした。ＭｇＡｌ２Ｏ４と同
様にＸ線回折法及び電子線回折法により（１００）方位
にエピタキシャル成長した良質な結晶性の膜であること
を確認した。Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘエピタキシャル膜４
は、反応性蒸着法により基板付近での酸素分圧１〜４×
１０−２（Ｔｏｒｒ），基板温度６４０℃で行った。膜
厚は０．５μｍとした。Ｘ線回折法，電子線回折法及び
走査型電子顕微鏡により（００１）方位に配向した層状
ペロブスカイト構造を有する結晶性，表面平坦性に優れ
た良質なエピタキシャル膜であることを確認した。この
膜の抵抗−温度特性を４端子法で測定することにより、
ゼロ抵抗温度が９０Ｋであることがわかった。またコー
プラナートランスミッションライン共振器を試作し、Ｑ
値を測定すると２０００であり、この値は同一構造での
銅の共振器の２０倍の値を示した。
【００２０】（実施例２）実施例１においてＹ１Ｂａ２
Ｃｕ３Ｏｘの代わりに、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘ
膜をエピタキシャル成長した。成長は実施例１と同様に
反応性蒸着法により行った。基板温度は６８０℃とした
。Ｘ線回折法及び電子線回折法により（００１）方向に
配向した層状ペロブスカイト構造を有する結晶性，表面
平坦性に優れた良質なエピタキシャル膜であることを確
認した。この膜の抵抗−温度特性を４端子法で測定する
ことにより、ゼロ抵抗温度が８５Ｋであることがわかっ
た。 またＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘの代わりにＴｌ２Ｂ
ａ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘを用いた場合も同様なエピタキシ
ャル成長することを確認した。
Ｃｕ３Ｏｘの代わりに、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘ
膜をエピタキシャル成長した。成長は実施例１と同様に
反応性蒸着法により行った。基板温度は６８０℃とした
。Ｘ線回折法及び電子線回折法により（００１）方向に
配向した層状ペロブスカイト構造を有する結晶性，表面
平坦性に優れた良質なエピタキシャル膜であることを確
認した。この膜の抵抗−温度特性を４端子法で測定する
ことにより、ゼロ抵抗温度が８５Ｋであることがわかっ
た。 またＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘの代わりにＴｌ２Ｂ
ａ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘを用いた場合も同様なエピタキシ
ャル成長することを確認した。
【００２１】（実施例３）実施例１においてＹ１Ｂａ２
Ｃｕ３Ｏｘの代わりに、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘ
膜をエピタキシャル成長した。成長は実施例１と同様に
反応性蒸着法により行った。基板温度は７３０℃とした
。Ｘ線回折法及び電子線回折法により（００１）方向に
配向した層状ペロブスカイト構造を有する結晶性，表面
平坦性に優れた良質なエピタキシャル膜であることを確
認した。この膜の抵抗−温度特性を４端子法で測定する
ことによりゼロ抵抗温度が１０７Ｋであることがわかっ
た。 またＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘの代わりにＴｌ２Ｂ
ａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘを用いた場合も同様なエピタキシ
ャル成長することを確認した。
Ｃｕ３Ｏｘの代わりに、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘ
膜をエピタキシャル成長した。成長は実施例１と同様に
反応性蒸着法により行った。基板温度は７３０℃とした
。Ｘ線回折法及び電子線回折法により（００１）方向に
配向した層状ペロブスカイト構造を有する結晶性，表面
平坦性に優れた良質なエピタキシャル膜であることを確
認した。この膜の抵抗−温度特性を４端子法で測定する
ことによりゼロ抵抗温度が１０７Ｋであることがわかっ
た。 またＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘの代わりにＴｌ２Ｂ
ａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘを用いた場合も同様なエピタキシ
ャル成長することを確認した。
【００２２】（実施例４）図１（ｂ）は、本発明の他の
実施例を示す断面図である。図において、面方位が（１
００）のＳｉ単結晶基板１上にＺｒＯ２膜５を反応性蒸
着法によりエピタキシャル成長させ、その上にＬａＡｌ
Ｏ３膜３を反応性蒸着法によりエピタキシャル成長させ
、その上にＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ膜４を反応性蒸着法に
よって形成した。
実施例を示す断面図である。図において、面方位が（１
００）のＳｉ単結晶基板１上にＺｒＯ２膜５を反応性蒸
着法によりエピタキシャル成長させ、その上にＬａＡｌ
Ｏ３膜３を反応性蒸着法によりエピタキシャル成長させ
、その上にＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ膜４を反応性蒸着法に
よって形成した。
【００２３】ＺｒＯ２薄膜５は、反応性蒸着により成膜
を行った。成膜中の酸素分圧は１×１０−４（Ｔｏｒｒ
），基板温度７００℃で行った。膜厚は０．１μｍとし
た。Ｘ線回折法及び電子線回折法で（１００）方位のＭ
ｇＡｌ２Ｏ４がエピタキシャル成長していることを確認
した。ＬａＡｌＯ３のエピタキシャル膜は反応性蒸着法
により基板付近での酸素分圧１〜４×１０−３（Ｔｏｒ
ｒ），基板温度６００℃で行った。膜厚は０．２μｍと
した。ＺｒＯ２と同様にＸ線回折法及び電子線回折法に
より（１００）方位にエピタキシャル成長した良質な結
晶性の膜であることを確認した。Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ
エピタキシャル膜は、反応性蒸着法により基板付近での
酸素分圧１〜４×１０−２（Ｔｏｒｒ），基板温度６４
０℃で行った。膜厚は０．５μｍとした。Ｘ線回折法，
電子線回折法及び走査型電子顕微鏡により（００１）方
位に配向した層状ペロブスカイト構造を有する結晶性，
表面平坦性に優れた良質なエピタキシャル膜であること
を確認した。この膜の抵抗−温度特性を４端子法で測定
することによりゼロ抵抗温度が９０Ｋであることがわか
った。またコープラナートランスミッションライン共振
器を試作しＱ値を測定すると、２０００であり、この値
は同一構造での銅の共振器の２０倍の値を示した。
を行った。成膜中の酸素分圧は１×１０−４（Ｔｏｒｒ
），基板温度７００℃で行った。膜厚は０．１μｍとし
た。Ｘ線回折法及び電子線回折法で（１００）方位のＭ
ｇＡｌ２Ｏ４がエピタキシャル成長していることを確認
した。ＬａＡｌＯ３のエピタキシャル膜は反応性蒸着法
により基板付近での酸素分圧１〜４×１０−３（Ｔｏｒ
ｒ），基板温度６００℃で行った。膜厚は０．２μｍと
した。ＺｒＯ２と同様にＸ線回折法及び電子線回折法に
より（１００）方位にエピタキシャル成長した良質な結
晶性の膜であることを確認した。Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ
エピタキシャル膜は、反応性蒸着法により基板付近での
酸素分圧１〜４×１０−２（Ｔｏｒｒ），基板温度６４
０℃で行った。膜厚は０．５μｍとした。Ｘ線回折法，
電子線回折法及び走査型電子顕微鏡により（００１）方
位に配向した層状ペロブスカイト構造を有する結晶性，
表面平坦性に優れた良質なエピタキシャル膜であること
を確認した。この膜の抵抗−温度特性を４端子法で測定
することによりゼロ抵抗温度が９０Ｋであることがわか
った。またコープラナートランスミッションライン共振
器を試作しＱ値を測定すると、２０００であり、この値
は同一構造での銅の共振器の２０倍の値を示した。
【００２４】（実施例５）実施例４においてＹ１Ｂａ２
Ｃｕ３Ｏｘの代わりに、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘ
膜をエピタキシャル成長した。成長は実施例１と同様に
反応性蒸着法により行った。基板温度は６８０℃とした
。Ｘ線回折法及び電子線回折法により（００１）方向に
配向した層状ペロブスカイト構造を有する結晶性，表面
平坦性に優れた良質なエピタキシャル膜であることを確
認した。この膜の抵抗−温度特性を４端子法で測定する
ことにより、ゼロ抵抗温度が８５Ｋであることがわかっ
た。 またＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘの代わりにＴｌ２Ｂ
ａ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘを用いた場合も同様なエピタキシ
ャル成長することを確認した。
Ｃｕ３Ｏｘの代わりに、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘ
膜をエピタキシャル成長した。成長は実施例１と同様に
反応性蒸着法により行った。基板温度は６８０℃とした
。Ｘ線回折法及び電子線回折法により（００１）方向に
配向した層状ペロブスカイト構造を有する結晶性，表面
平坦性に優れた良質なエピタキシャル膜であることを確
認した。この膜の抵抗−温度特性を４端子法で測定する
ことにより、ゼロ抵抗温度が８５Ｋであることがわかっ
た。 またＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘの代わりにＴｌ２Ｂ
ａ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏｘを用いた場合も同様なエピタキシ
ャル成長することを確認した。
【００２５】（実施例６）実施例４においてＹ１Ｂａ２
Ｃｕ３Ｏｘの代わりに、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘ
膜をエピタキシャル成長した。成長は実施例１と同様に
反応性蒸着法により行った。基板温度は７３０℃とした
。Ｘ線回折法及び電子線回折法により（００１）方向に
配向した層状ペロブスカイト構造を有する結晶性，表面
平坦性に優れた良質なエピタキシャル膜であることを確
認した。この膜の抵抗−温度特性を４端子法で測定する
ことによりゼロ抵抗温度が１０７Ｋであることがわかっ
た。 またＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘの代わりにＴｌ２Ｂ
ａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘを用いた場合も同様なエピタキシ
ャル成長することを確認した。
Ｃｕ３Ｏｘの代わりに、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘ
膜をエピタキシャル成長した。成長は実施例１と同様に
反応性蒸着法により行った。基板温度は７３０℃とした
。Ｘ線回折法及び電子線回折法により（００１）方向に
配向した層状ペロブスカイト構造を有する結晶性，表面
平坦性に優れた良質なエピタキシャル膜であることを確
認した。この膜の抵抗−温度特性を４端子法で測定する
ことによりゼロ抵抗温度が１０７Ｋであることがわかっ
た。 またＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘの代わりにＴｌ２Ｂ
ａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘを用いた場合も同様なエピタキシ
ャル成長することを確認した。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明によって、層状ペロ
ブスカイト構造を有する良質なエピタキシャル超伝導膜
を容易にＳｉ単結晶基板上に形成することが可能となっ
た。超伝導体機能素子とシリコンＩＣとを一体化できる
という利点を考えれば本発明の工業的価値は大きい。
ブスカイト構造を有する良質なエピタキシャル超伝導膜
を容易にＳｉ単結晶基板上に形成することが可能となっ
た。超伝導体機能素子とシリコンＩＣとを一体化できる
という利点を考えれば本発明の工業的価値は大きい。
【図１】本発明の実施例を示すもので、（ａ）は本発明
の一実施例を示す断面図、（ｂ）は他の実施例を示す断
面図である。
の一実施例を示す断面図、（ｂ）は他の実施例を示す断
面図である。
１ Ｓｉ単結晶基板
２ ＭｇＡｌ２Ｏ４膜
３ ＬａＡｌＯ３膜
４ Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ膜
５ ＺｒＯ２膜
Claims (4)
- 【請求項１】 ＭｇＡｌ２Ｏ４絶縁体膜と、誘電体膜
と、超伝導化合物層とをシリコン単結晶基板上に積層形
成してなる電子デバイス用基板であって、ＭｇＡｌ２Ｏ
４絶縁体膜は、シリコン単結晶基板上の最下層に形成さ
れたものであり、誘電体膜は、ＭｇＡｌ２Ｏ４絶縁体膜
上に形成され、ペロブスカイト型結晶構造を有するもの
であり、ペロブスカイト型結晶構造は、一般式がＡＢＯ
３で表わされ、ＡとしてＬａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍから選
定される一種の元素と、ＢとしてＡｌ及びＧａから選定
される一種の元素とを含むものであり、超伝導化合物層
は、誘電体膜上に形成され、層状ペロブスカイト型結晶
構造を有するものであることを特徴とする電子デバイス
用基板。 - 【請求項２】 下層ＺｒＯ２誘電体膜と、上層誘電体
膜と、超伝導化合物層とをシリコン単結晶基板上に積層
形成してなる電子デバイス用基板であって、下層ＺｒＯ
２誘電体膜は、シリコン単結晶基板上の最下層に形成さ
れたものであり、上層誘電体膜は、下層ＺｒＯ２誘電体
膜上に形成され、ペロブスカイト型結晶構造を有するも
のであり、ペロブスカイト型結晶構造は、一般式がＡＢ
Ｏ３で表わされ、ＡとしてＬａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍから
選定される一種の元素と、ＢとしてＡｌ及びＧａから選
定される一種の元素とを含むものであり、超伝導化合物
層は、上層誘電体膜上に形成され、層状ペロブスカイト
型結晶構造を有するものであることを特徴とする電子デ
バイス用基板。 - 【請求項３】 前記層状ペロブスカイト型結晶構造を
有する超伝導化合物層は、一般式Ａ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ
で表わされ、ＡとしてＹ及び希土類元素の群から選ばれ
る一種の元素を含む材料であることを特徴とする請求項
１及び２に記載の電子デバイス用基板。 - 【請求項４】 前記層状ペロブスカイト型結晶構造を
有する超伝導化合物層は、一般式Ａ２Ｂ２Ｃａ１Ｃｕ２
ＯｘあるいはＡ２Ｂ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘで表わされ、Ａ
としてＢｉ及びＴｌから選ばれる一種の元素、Ｂとして
Ｓｒ及びＢａから選ばれる一種の元素を含む材料である
ことを特徴とする請求項１及び２に記載の電子デバイス
用基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05393091A JP3250227B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 電子デバイス用基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05393091A JP3250227B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 電子デバイス用基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04269838A true JPH04269838A (ja) | 1992-09-25 |
| JP3250227B2 JP3250227B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=12956453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05393091A Expired - Fee Related JP3250227B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 電子デバイス用基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250227B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7984341B2 (en) | 2008-02-25 | 2011-07-19 | International Business Machines Corporation | Method, system and computer program product involving error thresholds |
-
1991
- 1991-02-26 JP JP05393091A patent/JP3250227B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3250227B2 (ja) | 2002-01-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |