JPH04300276A - 積層膜の作製方法 - Google Patents
積層膜の作製方法Info
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- JPH04300276A JPH04300276A JP3089620A JP8962091A JPH04300276A JP H04300276 A JPH04300276 A JP H04300276A JP 3089620 A JP3089620 A JP 3089620A JP 8962091 A JP8962091 A JP 8962091A JP H04300276 A JPH04300276 A JP H04300276A
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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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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、積層膜の作製方法に関
する。より詳細には、酸化物超電導体で構成された酸化
物超電導薄膜上と、該酸化物超電導薄膜上に積層された
、絶縁体膜、常電導体膜または前記酸化物超電導薄膜と
結晶の状態が異なる酸化物超電導薄膜等の上層の薄膜を
具備する積層膜の作製方法に関する。
する。より詳細には、酸化物超電導体で構成された酸化
物超電導薄膜上と、該酸化物超電導薄膜上に積層された
、絶縁体膜、常電導体膜または前記酸化物超電導薄膜と
結晶の状態が異なる酸化物超電導薄膜等の上層の薄膜を
具備する積層膜の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導体は、従来の金属系超電導
体に比較して臨界温度が高く、実用性がより高いと考え
られている。例えば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電
導体の臨界温度は８０Ｋ以上であり、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導体およびＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−
Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導体の臨界温度は １００Ｋ以上
と発表されている。
体に比較して臨界温度が高く、実用性がより高いと考え
られている。例えば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電
導体の臨界温度は８０Ｋ以上であり、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導体およびＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−
Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導体の臨界温度は １００Ｋ以上
と発表されている。
【０００３】酸化物超電導体を各種電子デバイス等に応
用する場合、酸化物超電導体を薄膜化し、積層すること
が必要となる。例えば、トンネル型ジョセフソン接合と
称される超電導接合を酸化物超電導体を使用して実現す
る場合、第１の酸化物超電導薄膜、非超電導体の薄膜お
よび第２の酸化物超電導薄膜を順次積層しなければなら
ない。
用する場合、酸化物超電導体を薄膜化し、積層すること
が必要となる。例えば、トンネル型ジョセフソン接合と
称される超電導接合を酸化物超電導体を使用して実現す
る場合、第１の酸化物超電導薄膜、非超電導体の薄膜お
よび第２の酸化物超電導薄膜を順次積層しなければなら
ない。
【０００４】上記のジョセフソン接合を利用したジョセ
フソン素子は２端子の素子であり、論理回路を構成しよ
うとすると回路が複雑となる。そのため、各種の３端子
の超電導素子が考えられている。３端子の超電導素子の
うちで、超電導体と半導体とを組み合わせた超電導トラ
ンジスタの構成に関しては、各種のものが発表されてい
る。この超電導トランジスタに酸化物超電導体を使用す
る場合には、酸化物超電導薄膜上に半導体薄膜を積層す
る必要性が生じることがある。さらに、超電導体と常電
導体を組み合わせた超電導素子も考えられているが、こ
の超電導素子に酸化物超電導体を使用する場合には、酸
化物超電導薄膜上に金属等の常電導体の薄膜を積層する
ことがある。
フソン素子は２端子の素子であり、論理回路を構成しよ
うとすると回路が複雑となる。そのため、各種の３端子
の超電導素子が考えられている。３端子の超電導素子の
うちで、超電導体と半導体とを組み合わせた超電導トラ
ンジスタの構成に関しては、各種のものが発表されてい
る。この超電導トランジスタに酸化物超電導体を使用す
る場合には、酸化物超電導薄膜上に半導体薄膜を積層す
る必要性が生じることがある。さらに、超電導体と常電
導体を組み合わせた超電導素子も考えられているが、こ
の超電導素子に酸化物超電導体を使用する場合には、酸
化物超電導薄膜上に金属等の常電導体の薄膜を積層する
ことがある。
【０００５】上記の各種超電導素子は、いずれも近接さ
せて配置された超電導体間の非超電導体に流れる超電導
電流により動作する。この超電導体間の距離は、該超電
導体のコヒーレンス長によって決まる。酸化物超電導体
は、コヒーレンス長が非常に短いため、酸化物超電導体
を使用した上記の超電導素子では、超電導体間の距離を
数ｎｍ程度にしなければならない。一方、素子としての
特性を考慮すると、上記の超電導素子の各薄膜は結晶性
がよくなければならない。即ち、全ての薄膜が単結晶ま
たは単結晶に近い配向性を有する多結晶であることが好
ましく、結晶方向が全く揃っていない多結晶またはアモ
ルファスの薄膜がある場合には、一般に超電導素子の性
能は安定しない。
せて配置された超電導体間の非超電導体に流れる超電導
電流により動作する。この超電導体間の距離は、該超電
導体のコヒーレンス長によって決まる。酸化物超電導体
は、コヒーレンス長が非常に短いため、酸化物超電導体
を使用した上記の超電導素子では、超電導体間の距離を
数ｎｍ程度にしなければならない。一方、素子としての
特性を考慮すると、上記の超電導素子の各薄膜は結晶性
がよくなければならない。即ち、全ての薄膜が単結晶ま
たは単結晶に近い配向性を有する多結晶であることが好
ましく、結晶方向が全く揃っていない多結晶またはアモ
ルファスの薄膜がある場合には、一般に超電導素子の性
能は安定しない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に複数の薄膜を積
層する場合、下層の薄膜の表面を清浄にしてから上層の
薄膜を成長させる。下層の薄膜の表面を清浄にしないと
、下層の薄膜の表面に堆積した汚染物質、下層の薄膜の
表面に形成された酸化物等により界面が一様にならず、
上層の薄膜と下層の薄膜との界面の一部が不連続となっ
てしまう。従って、素子、集積回路の性能が所定の値に
ならなかったり、動作しなかったりすることがある。
層する場合、下層の薄膜の表面を清浄にしてから上層の
薄膜を成長させる。下層の薄膜の表面を清浄にしないと
、下層の薄膜の表面に堆積した汚染物質、下層の薄膜の
表面に形成された酸化物等により界面が一様にならず、
上層の薄膜と下層の薄膜との界面の一部が不連続となっ
てしまう。従って、素子、集積回路の性能が所定の値に
ならなかったり、動作しなかったりすることがある。
【０００７】特に酸化物超電導体は、コヒーレンス長が
非常に短いので超電導性が失われ易く、酸化物超電導薄
膜を下層の薄膜としてその上にさらに薄膜を積層する場
合には、酸化物超電導薄膜の表面状態に特に注意を払わ
なければならない。即ち、下層の薄膜として使用する酸
化物超電導薄膜の表面は、清浄であり、結晶性、超電導
性に優れていることが要求される。
非常に短いので超電導性が失われ易く、酸化物超電導薄
膜を下層の薄膜としてその上にさらに薄膜を積層する場
合には、酸化物超電導薄膜の表面状態に特に注意を払わ
なければならない。即ち、下層の薄膜として使用する酸
化物超電導薄膜の表面は、清浄であり、結晶性、超電導
性に優れていることが要求される。
【０００８】従来の半導体を使用した素子、集積回路等
では、下層の薄膜の表面を清浄にするために、純水洗浄
、化学洗浄、ドライエッチング、ウェットエッチング等
の方法が使用されていたが、酸化物超電導体は反応性が
高いので上記の各方法は適用できない。酸化物超電導薄
膜の表面を上記の方法で処理すると、酸化物超電導薄膜
の表面で反応が起こり、かえって薄膜表面の清浄性、結
晶性、超電導性が失われてしまう。
では、下層の薄膜の表面を清浄にするために、純水洗浄
、化学洗浄、ドライエッチング、ウェットエッチング等
の方法が使用されていたが、酸化物超電導体は反応性が
高いので上記の各方法は適用できない。酸化物超電導薄
膜の表面を上記の方法で処理すると、酸化物超電導薄膜
の表面で反応が起こり、かえって薄膜表面の清浄性、結
晶性、超電導性が失われてしまう。
【０００９】また、上層の薄膜の材料、上層の薄膜を形
成する条件によっては、下層の酸化物超電導薄膜中に上
層の薄膜に含まれる元素が拡散し、界面が精密に形成さ
れないだけでなく、酸化物超電導薄膜が劣化してしまう
。
成する条件によっては、下層の酸化物超電導薄膜中に上
層の薄膜に含まれる元素が拡散し、界面が精密に形成さ
れないだけでなく、酸化物超電導薄膜が劣化してしまう
。
【００１０】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解決した、酸化物超電導薄膜と、該酸化物超電
導薄膜上に積層された上層の薄膜とを具備する積層膜を
作製する方法を提供することにある。
問題点を解決した、酸化物超電導薄膜と、該酸化物超電
導薄膜上に積層された上層の薄膜とを具備する積層膜を
作製する方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、酸化物
超電導体で構成された酸化物超電導薄膜と、該酸化物超
電導薄膜上に積層された第２の薄膜とを具備する積層膜
を作製する方法において、前記酸化物超電導薄膜を成膜
した後、該酸化物超電導薄膜の温度を、該酸化物超電導
薄膜を構成する酸化物超電導体が酸素を取り込む温度以
上で、該酸化物超電導薄膜の成膜温度より低い温度にし
て、該酸化物超電導薄膜上に前記第２の薄膜を連続して
成膜することを特徴とする積層膜の作製方法が提供され
る。
超電導体で構成された酸化物超電導薄膜と、該酸化物超
電導薄膜上に積層された第２の薄膜とを具備する積層膜
を作製する方法において、前記酸化物超電導薄膜を成膜
した後、該酸化物超電導薄膜の温度を、該酸化物超電導
薄膜を構成する酸化物超電導体が酸素を取り込む温度以
上で、該酸化物超電導薄膜の成膜温度より低い温度にし
て、該酸化物超電導薄膜上に前記第２の薄膜を連続して
成膜することを特徴とする積層膜の作製方法が提供され
る。
【００１２】本発明の方法では、上記の酸化物超電導薄
膜の成膜を、例えば純度５Ｎ（９９．９９９ ％）以上
の高純度酸素雰囲気下で行うことが好ましく、上記第２
の薄膜が酸化物等酸素雰囲気中で成膜可能な薄膜の場合
は、第２の薄膜の成膜も高純度酸素雰囲気下で行うこと
が好ましい。また、酸化物超電導薄膜上に複数の薄膜が
積層された積層膜を作製する場合には、第２の薄膜から
最上層の薄膜までを連続して成膜することが好ましい。 さらに上層の薄膜が全て酸素雰囲気中で成膜可能な材料
で構成されている薄膜の場合には、酸化物超電導薄膜の
成膜から最上層の薄膜の成膜までの一連の工程を全て高
純度酸素雰囲気下で処理することが好ましい。
膜の成膜を、例えば純度５Ｎ（９９．９９９ ％）以上
の高純度酸素雰囲気下で行うことが好ましく、上記第２
の薄膜が酸化物等酸素雰囲気中で成膜可能な薄膜の場合
は、第２の薄膜の成膜も高純度酸素雰囲気下で行うこと
が好ましい。また、酸化物超電導薄膜上に複数の薄膜が
積層された積層膜を作製する場合には、第２の薄膜から
最上層の薄膜までを連続して成膜することが好ましい。 さらに上層の薄膜が全て酸素雰囲気中で成膜可能な材料
で構成されている薄膜の場合には、酸化物超電導薄膜の
成膜から最上層の薄膜の成膜までの一連の工程を全て高
純度酸素雰囲気下で処理することが好ましい。
【００１３】
【作用】本発明の方法は、酸化物超電導薄膜と、この酸
化物超電導薄膜上に積層された第２の薄膜とを具備する
積層膜を作製する場合に、下層の酸化物超電導薄膜を成
膜後、この酸化物超電導薄膜の温度を、この酸化物超電
導薄膜を構成する酸化物超電導体が酸素を取り込む温度
以上で、この酸化物超電導薄膜を成膜した温度より低い
温度にして、第２の薄膜を連続して成膜するところにそ
の主要な特徴がある。本発明の方法は、例えば、酸化物
超電導薄膜上に、絶縁体薄膜、常電導体薄膜または下層
の酸化物超電導薄膜と結晶の状態が異なる酸化物超電導
薄膜を積層して超電導素子を作製する場合に適用できる
。
化物超電導薄膜上に積層された第２の薄膜とを具備する
積層膜を作製する場合に、下層の酸化物超電導薄膜を成
膜後、この酸化物超電導薄膜の温度を、この酸化物超電
導薄膜を構成する酸化物超電導体が酸素を取り込む温度
以上で、この酸化物超電導薄膜を成膜した温度より低い
温度にして、第２の薄膜を連続して成膜するところにそ
の主要な特徴がある。本発明の方法は、例えば、酸化物
超電導薄膜上に、絶縁体薄膜、常電導体薄膜または下層
の酸化物超電導薄膜と結晶の状態が異なる酸化物超電導
薄膜を積層して超電導素子を作製する場合に適用できる
。
【００１４】本発明の方法では、下層の酸化物超電導薄
膜を成膜した後、同一の装置内で連続して上層の薄膜を
成膜するので、下層の酸化物超電導薄膜が空気に触れた
りすることがない。従って、下層の酸化物超電導薄膜の
表面が汚染されたり、空気中の水分等と反応して劣化す
ることがない。また、本発明の方法では、酸化物超電導
薄膜を成膜後、この酸化物超電導薄膜を構成する酸化物
超電導体が酸素を取り込む温度以上で、この酸化物超電
導薄膜の成膜温度より低い温度にして、この酸化物超電
導薄膜の直上に第２の薄膜を成膜する。この温度で第２
の薄膜の成膜を行うと、酸化物超電導薄膜に十分な酸素
が取り込まれ、且つ第２の薄膜に含まれる元素が下層の
酸化物超電導薄膜内に拡散するのを抑制することができ
る。例えば、酸化物超電導薄膜が、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系酸化物超電導体で構成されている場合、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系酸化物超電導薄膜を４００ 〜６００ ℃にし
て第２の薄膜を成膜する。また、本発明の方法で、酸化
物超電導薄膜上に複数の薄膜が積層されている積層膜を
作製する場合には、上記の温度範囲で第２の薄膜を成膜
し、それより上層の薄膜の成膜温度は、最下層の酸化物
超電導薄膜の温度がその酸化物超電導薄膜を成膜したと
きの温度を超えないような温度にする。また、酸化物超
電導薄膜から最上層の薄膜まで、同一の装置内で外気に
触れさせることなく連続して成膜を行う。酸化物超電導
薄膜の温度を上記のように制御するためには、実際には
、酸化物超電導薄膜が形成されている基板温度を制御す
る。
膜を成膜した後、同一の装置内で連続して上層の薄膜を
成膜するので、下層の酸化物超電導薄膜が空気に触れた
りすることがない。従って、下層の酸化物超電導薄膜の
表面が汚染されたり、空気中の水分等と反応して劣化す
ることがない。また、本発明の方法では、酸化物超電導
薄膜を成膜後、この酸化物超電導薄膜を構成する酸化物
超電導体が酸素を取り込む温度以上で、この酸化物超電
導薄膜の成膜温度より低い温度にして、この酸化物超電
導薄膜の直上に第２の薄膜を成膜する。この温度で第２
の薄膜の成膜を行うと、酸化物超電導薄膜に十分な酸素
が取り込まれ、且つ第２の薄膜に含まれる元素が下層の
酸化物超電導薄膜内に拡散するのを抑制することができ
る。例えば、酸化物超電導薄膜が、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ
系酸化物超電導体で構成されている場合、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系酸化物超電導薄膜を４００ 〜６００ ℃にし
て第２の薄膜を成膜する。また、本発明の方法で、酸化
物超電導薄膜上に複数の薄膜が積層されている積層膜を
作製する場合には、上記の温度範囲で第２の薄膜を成膜
し、それより上層の薄膜の成膜温度は、最下層の酸化物
超電導薄膜の温度がその酸化物超電導薄膜を成膜したと
きの温度を超えないような温度にする。また、酸化物超
電導薄膜から最上層の薄膜まで、同一の装置内で外気に
触れさせることなく連続して成膜を行う。酸化物超電導
薄膜の温度を上記のように制御するためには、実際には
、酸化物超電導薄膜が形成されている基板温度を制御す
る。
【００１５】本発明の方法では、高純度酸素雰囲気下で
酸化物超電導薄膜の成膜を行ったり、第２の薄膜の成膜
を行ったり、酸化物超電導薄膜の成膜から最上層の薄膜
の成膜までの一連の工程を処理することも好ましいが、
この場合に使用する高純度酸素は、具体的には５Ｎ（９
９．９９９％）以上の純度で、特にＨ２ＯおよびＣＯ２
が不純物として含まれないものが好ましい。これは、Ｈ
２ＯおよびＣＯ２が酸化物超電導体と反応し易く、特性
を劣化させるからである。
酸化物超電導薄膜の成膜を行ったり、第２の薄膜の成膜
を行ったり、酸化物超電導薄膜の成膜から最上層の薄膜
の成膜までの一連の工程を処理することも好ましいが、
この場合に使用する高純度酸素は、具体的には５Ｎ（９
９．９９９％）以上の純度で、特にＨ２ＯおよびＣＯ２
が不純物として含まれないものが好ましい。これは、Ｈ
２ＯおよびＣＯ２が酸化物超電導体と反応し易く、特性
を劣化させるからである。
【００１６】本発明は、任意の酸化物超電導体に適用す
ることが可能であるが、特にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化
物超電導体、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電
導体、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導体に
適用することが好ましい。これらの酸化物超電導体は、
臨界温度を始めとする各種の超電導特性が現在のところ
最も優れているからである。
ることが可能であるが、特にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化
物超電導体、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電
導体、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超電導体に
適用することが好ましい。これらの酸化物超電導体は、
臨界温度を始めとする各種の超電導特性が現在のところ
最も優れているからである。
【００１７】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく
説明するが、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲をなんら制限するものではない
。
説明するが、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲をなんら制限するものではない
。
【００１８】
【実施例】〔実施例１〕本発明の方法により、Ｙ１Ｂａ
２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ酸化物超電導薄膜上にＭｇＯ薄膜およ
び第２のＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ酸化物超電導薄膜が
順に積層された積層膜を作製した。図１を参照して本発
明の方法で積層膜を作製する手順を説明する。
２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ酸化物超電導薄膜上にＭｇＯ薄膜およ
び第２のＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ酸化物超電導薄膜が
順に積層された積層膜を作製した。図１を参照して本発
明の方法で積層膜を作製する手順を説明する。
【００１９】まず、図１（ａ）に示すようなＭｇＯ（１
００）基板５を超高真空チャンバ内に入れ、１×１０−
９Ｔｏｒｒまで排気する。次いで、チャンバ内に純度９
９．９９９％以上の高純度酸素およびＡｒを導入し、Ｍ
ｇＯ（１００）基板５の表面に図１（ｂ）に示すよう厚
さ ３００ｎｍのｃ軸配向のＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ
酸化物超電導薄膜１をオフアクシススパッタリング法、
レーザアブレーション法、反応性蒸着法、ＭＢＥ法、Ｃ
ＶＤ法等の方法で成膜する。オフアクシススパッタリン
グ法で酸化物超電導薄膜を成膜する場合の成膜条件を以
下に示す。 スパッタリングガス Ａｒ ：９０％Ｏ２
：１０％ 圧 力 １０
Ｐａ基 板 温 度 ７００
℃
００）基板５を超高真空チャンバ内に入れ、１×１０−
９Ｔｏｒｒまで排気する。次いで、チャンバ内に純度９
９．９９９％以上の高純度酸素およびＡｒを導入し、Ｍ
ｇＯ（１００）基板５の表面に図１（ｂ）に示すよう厚
さ ３００ｎｍのｃ軸配向のＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ
酸化物超電導薄膜１をオフアクシススパッタリング法、
レーザアブレーション法、反応性蒸着法、ＭＢＥ法、Ｃ
ＶＤ法等の方法で成膜する。オフアクシススパッタリン
グ法で酸化物超電導薄膜を成膜する場合の成膜条件を以
下に示す。 スパッタリングガス Ａｒ ：９０％Ｏ２
：１０％ 圧 力 １０
Ｐａ基 板 温 度 ７００
℃
【００２０】成膜後、基板温度を５００ ℃にして図
１（ｃ）に示すよう厚さ２ｎｍのＭｇＯ薄膜２を蒸着法
で成膜する。 成膜条件を以下に示す。 雰囲気ガス Ａｒ ：
９０ ％Ｏ２ ： １０ ％ 圧 力
１０ Ｐａ次に、図１（ｄ）に示すよう厚
さ２００ ｎｍの第２のＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ薄膜
３をＭｇＯ薄膜２上に成膜する。成膜方法は、Ｙ１Ｂａ
２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ薄膜１と同様任意の方法が選択可能で
あるが、基板温度は ４００〜６００ ℃にしなければ
ならない。 オフアクシススパッタリング法で酸化物超電導薄膜を成
膜する場合の成膜条件を以下に示す。 スパッタリングガス Ａｒ ：９０％Ｏ２
：１０％ 圧 力 １０
Ｐａ基 板 温 度 ５７０
℃ここまでの工程は全て同一のチャンバ内で連続的に処
理した。上記本発明の方法により作製された積層膜は、
３層いずれの薄膜も結晶性が優れているだけでなく、界
面における整合性がよいことがわかった。また、界面に
おいて、相互拡散は生じていなかった。
１（ｃ）に示すよう厚さ２ｎｍのＭｇＯ薄膜２を蒸着法
で成膜する。 成膜条件を以下に示す。 雰囲気ガス Ａｒ ：
９０ ％Ｏ２ ： １０ ％ 圧 力
１０ Ｐａ次に、図１（ｄ）に示すよう厚
さ２００ ｎｍの第２のＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ薄膜
３をＭｇＯ薄膜２上に成膜する。成膜方法は、Ｙ１Ｂａ
２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ薄膜１と同様任意の方法が選択可能で
あるが、基板温度は ４００〜６００ ℃にしなければ
ならない。 オフアクシススパッタリング法で酸化物超電導薄膜を成
膜する場合の成膜条件を以下に示す。 スパッタリングガス Ａｒ ：９０％Ｏ２
：１０％ 圧 力 １０
Ｐａ基 板 温 度 ５７０
℃ここまでの工程は全て同一のチャンバ内で連続的に処
理した。上記本発明の方法により作製された積層膜は、
３層いずれの薄膜も結晶性が優れているだけでなく、界
面における整合性がよいことがわかった。また、界面に
おいて、相互拡散は生じていなかった。
【００２１】〔実施例２〕実施例１と同様に本発明の方
法により、Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ酸化物超電導薄膜
上にＡｇ薄膜および第２のＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ酸
化物超電導薄膜を積層した。まず、実施例１で使用した
ものと等しいＭｇＯ（１００）基板を超高真空チャンバ
内に入れ、１×１０−９Ｔｏｒｒまで排気する。次いで
、チャンバ内に純度９９．９９９％以上の高純度酸素お
よびＡｒを導入し、ＭｇＯ（１００）基板の表面に、厚
さ ３００ｎｍのｃ軸配向のＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ
酸化物超電導薄膜をオフアクシススパッタリング法、レ
ーザアブレーション法、反応性蒸着法、ＭＢＥ法、ＣＶ
Ｄ法等の方法で成膜する。本実施例では実施例１と等し
い条件のオフアクシススパッタリング法でＹ１Ｂａ２Ｃ
ｕ３Ｏ７−Ｘ酸化物超電導薄膜を成膜した。
法により、Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ酸化物超電導薄膜
上にＡｇ薄膜および第２のＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ酸
化物超電導薄膜を積層した。まず、実施例１で使用した
ものと等しいＭｇＯ（１００）基板を超高真空チャンバ
内に入れ、１×１０−９Ｔｏｒｒまで排気する。次いで
、チャンバ内に純度９９．９９９％以上の高純度酸素お
よびＡｒを導入し、ＭｇＯ（１００）基板の表面に、厚
さ ３００ｎｍのｃ軸配向のＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ
酸化物超電導薄膜をオフアクシススパッタリング法、レ
ーザアブレーション法、反応性蒸着法、ＭＢＥ法、ＣＶ
Ｄ法等の方法で成膜する。本実施例では実施例１と等し
い条件のオフアクシススパッタリング法でＹ１Ｂａ２Ｃ
ｕ３Ｏ７−Ｘ酸化物超電導薄膜を成膜した。
【００２２】成膜後基板温度を５００ ℃にし、酸化物
超電導薄膜上に厚さ１０ｎｍのＡｇ薄膜を蒸着法で成膜
する。成膜条件を以下に示す。 雰囲気ガス Ａｒ ：
１００ ％圧 力
１０ Ｐａ次に、基板温度を
５７０ ℃として、実施例１と等しい条件のオフアクシ
ススパッタリング法で厚さ２００ ｎｍの第２のＹ１Ｂ
ａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ酸化物超電導薄膜をＡｇ薄膜上に成
膜した。成膜方法は、下層のＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ
薄膜と同様任意の方法が選択可能である。ここまでの工
程は全て同一のチャンバ内で連続的に処理した。上記本
発明の方法により作製された積層膜は、３層いずれの薄
膜も結晶性が優れているだけでなく、界面における整合
性がよいことがわかった。
超電導薄膜上に厚さ１０ｎｍのＡｇ薄膜を蒸着法で成膜
する。成膜条件を以下に示す。 雰囲気ガス Ａｒ ：
１００ ％圧 力
１０ Ｐａ次に、基板温度を
５７０ ℃として、実施例１と等しい条件のオフアクシ
ススパッタリング法で厚さ２００ ｎｍの第２のＹ１Ｂ
ａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ酸化物超電導薄膜をＡｇ薄膜上に成
膜した。成膜方法は、下層のＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ
薄膜と同様任意の方法が選択可能である。ここまでの工
程は全て同一のチャンバ内で連続的に処理した。上記本
発明の方法により作製された積層膜は、３層いずれの薄
膜も結晶性が優れているだけでなく、界面における整合
性がよいことがわかった。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に従えば、
酸化物超電導薄膜上に薄膜が積層された積層膜の作製方
法が提供される。本発明の方法により作製される積層膜
は、超電導特性が優れているだけでなく、界面における
整合性も優れている。本発明を超電導素子、超電導集積
回路の作製に応用することにより、従来得られなかった
高性能な超電導装置が作製可能である。
酸化物超電導薄膜上に薄膜が積層された積層膜の作製方
法が提供される。本発明の方法により作製される積層膜
は、超電導特性が優れているだけでなく、界面における
整合性も優れている。本発明を超電導素子、超電導集積
回路の作製に応用することにより、従来得られなかった
高性能な超電導装置が作製可能である。
【図１】本発明の方法で、積層膜を作製する工程を説明
する図である。
する図である。
１、３ 酸化物超電導薄膜
２ ＭｇＯ薄膜
５ 基板
Claims (5)
- 【請求項１】 酸化物超電導体で構成された酸化物超
電導薄膜と、該酸化物超電導薄膜上に積層された第２の
薄膜とを具備する積層膜を作製する方法において、前記
酸化物超電導薄膜を成膜した後、該酸化物超電導薄膜の
温度を、該酸化物超電導薄膜を構成する酸化物超電導体
が酸素を取り込む温度以上で、該酸化物超電導薄膜の成
膜温度より低い温度にして、該酸化物超電導薄膜上に前
記第２の薄膜を連続して成膜することを特徴とする積層
膜の作製方法。 - 【請求項２】 前記酸化物超電導薄膜の成膜を高純度
酸素雰囲気下で行うことを特徴とする請求項１に記載の
積層膜の作製方法。 - 【請求項３】 前記第２の薄膜の成膜を高純度酸素雰
囲気下で行うことを特徴とする請求項２に記載の積層膜
の作製方法。 - 【請求項４】 前記積層膜が前記酸化物超電導薄膜上
に複数の薄膜が積層された構成であり、前記第２の薄膜
から最上層の薄膜まで連続して成膜することを特徴とす
る請求項１に記載の積層膜の作製方法。 - 【請求項５】 前記酸化物超電導薄膜の成膜から前記
最上層の薄膜の成膜までの工程を高純度酸素雰囲気下で
行うことを特徴とする請求項４に記載の積層膜の作製方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3089620A JP2773455B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 積層膜の作製方法 |
| DE69219941T DE69219941T2 (de) | 1991-03-28 | 1992-03-30 | Verfahren zur Herstellung von mehrlagigen Dünnschichten |
| CA002064428A CA2064428A1 (en) | 1991-03-28 | 1992-03-30 | Process for preparing layered thin films |
| EP92400880A EP0506582B1 (en) | 1991-03-28 | 1992-03-30 | Process for preparing layered thin films |
| US08/457,313 US5629268A (en) | 1991-03-28 | 1995-06-01 | Process for preparing a layered superconducting structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3089620A JP2773455B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 積層膜の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04300276A true JPH04300276A (ja) | 1992-10-23 |
| JP2773455B2 JP2773455B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=13975801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3089620A Expired - Lifetime JP2773455B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 積層膜の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2773455B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006216831A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Japan Science & Technology Agency | ジョセフソン接合の作製方法、及びジョセフソン接合 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP3089620A patent/JP2773455B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006216831A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Japan Science & Technology Agency | ジョセフソン接合の作製方法、及びジョセフソン接合 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2773455B2 (ja) | 1998-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980324 |