JPH05251751A - 超電導デバイス用基板 - Google Patents
超電導デバイス用基板Info
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- JPH05251751A JPH05251751A JP3220907A JP22090791A JPH05251751A JP H05251751 A JPH05251751 A JP H05251751A JP 3220907 A JP3220907 A JP 3220907A JP 22090791 A JP22090791 A JP 22090791A JP H05251751 A JPH05251751 A JP H05251751A
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- superconducting
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- 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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 廉価で応用範囲の広い超電導デバイス用基板
を提供する。 【構成】 任意の材料の基板１と、該基板１上に形成さ
れた第１超電導酸化物層３と、該第１超電導酸化物層３
上に形成された誘電体層４と、該誘電体層４上に形成さ
れた第２超電導酸化物層６とを含む超電導デバイス用基
板であって、さらに、該第１超電導酸化物層３の直下、
または、該第１および第２超電導酸化物層３、６の直下
にバッファ層４を具備することを特徴とする超電導デバ
イス用基板。
を提供する。 【構成】 任意の材料の基板１と、該基板１上に形成さ
れた第１超電導酸化物層３と、該第１超電導酸化物層３
上に形成された誘電体層４と、該誘電体層４上に形成さ
れた第２超電導酸化物層６とを含む超電導デバイス用基
板であって、さらに、該第１超電導酸化物層３の直下、
または、該第１および第２超電導酸化物層３、６の直下
にバッファ層４を具備することを特徴とする超電導デバ
イス用基板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導デバイス用基板
に関する。より詳細には、本発明は、複合酸化物超電導
薄膜を備え、各種の超電導デバイスの作製基材として広
範に使用し得る新規な超電導デバイス用基板の構成に関
する。
に関する。より詳細には、本発明は、複合酸化物超電導
薄膜を備え、各種の超電導デバイスの作製基材として広
範に使用し得る新規な超電導デバイス用基板の構成に関
する。
【０００２】
【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、長い間、液体ヘリウムによる冷却を必要とする極
低温下においてのみ観測される現象であるとされてい
た。しかしながら、1986年にベドノーツ、ミューラー等
によって(La,Ba)2CuＯ4 が30Ｋで超電導状態を示すこと
が報告されて以来、1987年にはチュー等によってＹBa2C
u3Ｏy が90Ｋ台の超電導臨界温度を有することが報告さ
れ、更に、1988年には前田等によって所謂Bi系の複合酸
化物系超電導材料が 100Ｋ以上の臨界温度を示すことが
報告された。これらの複合酸化物系超電導材料は廉価な
液体窒素による冷却でも超電導現象を実現することがで
きるので、超電導技術の実用的な応用の可能性が俄に取
り沙汰されるようになった。
象は、長い間、液体ヘリウムによる冷却を必要とする極
低温下においてのみ観測される現象であるとされてい
た。しかしながら、1986年にベドノーツ、ミューラー等
によって(La,Ba)2CuＯ4 が30Ｋで超電導状態を示すこと
が報告されて以来、1987年にはチュー等によってＹBa2C
u3Ｏy が90Ｋ台の超電導臨界温度を有することが報告さ
れ、更に、1988年には前田等によって所謂Bi系の複合酸
化物系超電導材料が 100Ｋ以上の臨界温度を示すことが
報告された。これらの複合酸化物系超電導材料は廉価な
液体窒素による冷却でも超電導現象を実現することがで
きるので、超電導技術の実用的な応用の可能性が俄に取
り沙汰されるようになった。
【０００３】上述のような高い臨界温度を示す複合酸化
物系超電導材料は、当初粉末冶金法により焼結体として
合成されていたが、焼結体試料では特に臨界電流密度等
の特性について好ましい特性が得られず、最近では薄膜
として作製する方法が広く研究されるようになってい
る。
物系超電導材料は、当初粉末冶金法により焼結体として
合成されていたが、焼結体試料では特に臨界電流密度等
の特性について好ましい特性が得られず、最近では薄膜
として作製する方法が広く研究されるようになってい
る。
【０００４】従来から知られている各種の成膜法によっ
て作製された複合酸化物薄膜は、一般にはそのままでは
十分な超電導特性を示さず、有用な超電導薄膜を得るた
めには形成された複合酸化物薄膜に対してポストアニー
ル処理を行う必要がある。即ち、複合酸化物超電導材料
は、一般に大きな酸素不定比性を示すことが知られてお
り、また、一般に非化学量論性が低い程高い超電導特性
を発揮することが知られている。そこで、この酸素不定
比性による酸素の不足を補う目的で一旦成膜された薄膜
に対してポストアニール処理を行い、有効な超電導特性
を発揮する超電導薄膜を作製していた。
て作製された複合酸化物薄膜は、一般にはそのままでは
十分な超電導特性を示さず、有用な超電導薄膜を得るた
めには形成された複合酸化物薄膜に対してポストアニー
ル処理を行う必要がある。即ち、複合酸化物超電導材料
は、一般に大きな酸素不定比性を示すことが知られてお
り、また、一般に非化学量論性が低い程高い超電導特性
を発揮することが知られている。そこで、この酸素不定
比性による酸素の不足を補う目的で一旦成膜された薄膜
に対してポストアニール処理を行い、有効な超電導特性
を発揮する超電導薄膜を作製していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板上
に形成された薄膜にアニール処理を実施すると、アニー
ル処理時の高温下で基板材料が薄膜中に拡散するため
に、基板近傍の領域では超電導薄膜の品質が大幅に低下
することが知られている。従って、アニール処理を受け
た薄膜は、その表面付近を実験的に使用することはでき
ても、これを加工して各種デバイスを作製する等の実用
的な用途には適さない。
に形成された薄膜にアニール処理を実施すると、アニー
ル処理時の高温下で基板材料が薄膜中に拡散するため
に、基板近傍の領域では超電導薄膜の品質が大幅に低下
することが知られている。従って、アニール処理を受け
た薄膜は、その表面付近を実験的に使用することはでき
ても、これを加工して各種デバイスを作製する等の実用
的な用途には適さない。
【０００６】また、十分に厚い超電導薄膜を作製するこ
とができたとしても、作製した超電導薄膜によって各種
のデバイスを構成する場合、超電導薄膜を単純にパター
ニングしただけで完成するデバイスは殆どない。例え
ば、超電導技術の応用分野として有力なマイクロ波デバ
イスでは、単なる配線として使用する場合でも、導体線
路と接地導体層とを誘電体を介して配置する必要があ
り、このような構造を１層の超電導薄膜のパターニング
だけで形成することは回路設計上非常に不利である。
とができたとしても、作製した超電導薄膜によって各種
のデバイスを構成する場合、超電導薄膜を単純にパター
ニングしただけで完成するデバイスは殆どない。例え
ば、超電導技術の応用分野として有力なマイクロ波デバ
イスでは、単なる配線として使用する場合でも、導体線
路と接地導体層とを誘電体を介して配置する必要があ
り、このような構造を１層の超電導薄膜のパターニング
だけで形成することは回路設計上非常に不利である。
【０００７】更に、現在、酸化物超電導薄膜を作製する
場合、超電導薄膜の結晶性を良好に保つためには、MgＯ
単結晶基板やSrTiＯ3 単結晶基板等の極めて高価な材料
を下地基板としてぜざるを得ず、超電導基板のコストは
非常に高い。この点でも酸化物超電導薄膜の実用性は低
い。
場合、超電導薄膜の結晶性を良好に保つためには、MgＯ
単結晶基板やSrTiＯ3 単結晶基板等の極めて高価な材料
を下地基板としてぜざるを得ず、超電導基板のコストは
非常に高い。この点でも酸化物超電導薄膜の実用性は低
い。
【０００８】そこで、本発明は、種々の超電導デバイス
を作製する際に広範に利用でき、且つ廉価な基材として
の超電導デバイス用基板を提供することをその目的とし
ている。
を作製する際に広範に利用でき、且つ廉価な基材として
の超電導デバイス用基板を提供することをその目的とし
ている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明に従うと、
任意の材料の基板と、該基板上に形成された第１超電導
酸化物層と、該第１超電導酸化物層上に形成された誘電
体層と、該誘電体層上に形成された第２超電導酸化物層
とを含む超電導デバイス用基板であって、さらに、該第
１超電導酸化物層の直下、または、該第１および第２超
電導酸化物層の直下にバッファ層を具備することを特徴
とする超電導デバイス用基板が提供される。
任意の材料の基板と、該基板上に形成された第１超電導
酸化物層と、該第１超電導酸化物層上に形成された誘電
体層と、該誘電体層上に形成された第２超電導酸化物層
とを含む超電導デバイス用基板であって、さらに、該第
１超電導酸化物層の直下、または、該第１および第２超
電導酸化物層の直下にバッファ層を具備することを特徴
とする超電導デバイス用基板が提供される。
【００１０】
【作用】本発明に係る超電導デバイス用基板は、廉価な
Siウェハ上に超電導酸化物によるＳＩＳ構造の層構成を
備えており、且つ、少なくとも１つの超電導酸化物層が
直下の層に対して適切なバッファ層を介して形成されて
いることをその主要な特徴としている。
Siウェハ上に超電導酸化物によるＳＩＳ構造の層構成を
備えており、且つ、少なくとも１つの超電導酸化物層が
直下の層に対して適切なバッファ層を介して形成されて
いることをその主要な特徴としている。
【００１１】即ち、酸化物超電導薄膜の成膜に際して、
Si基板の (100)面にバッファ層を形成する場合は正方晶
のZrＯ2 や立方晶のＹＳＺを用いることができる。これ
らのバッファ層材料はSi格子と45°ずれて結晶成長する
ので格子不整合が少ない。また、ZrＯ2 やＹＳＺは熱膨
張係数がSiと超電導酸化物との中間の値なので、製造時
と使用時の温度差によって超電導薄膜にクラックが生る
恐れが少ない。
Si基板の (100)面にバッファ層を形成する場合は正方晶
のZrＯ2 や立方晶のＹＳＺを用いることができる。これ
らのバッファ層材料はSi格子と45°ずれて結晶成長する
ので格子不整合が少ない。また、ZrＯ2 やＹＳＺは熱膨
張係数がSiと超電導酸化物との中間の値なので、製造時
と使用時の温度差によって超電導薄膜にクラックが生る
恐れが少ない。
【００１２】また、Si基板の (100)面の自然酸化膜（Si
Ｏ2 ）をほぼ完全に除去した上で、バッファ層としての
立方晶のＹ2 Ｏ3 を成長すると、Ｙ2 Ｏ3 層が（１０
０）配向するようになるので、このバッファ層上には、
（１００）配向した超電導酸化物層を形成することがで
きる。
Ｏ2 ）をほぼ完全に除去した上で、バッファ層としての
立方晶のＹ2 Ｏ3 を成長すると、Ｙ2 Ｏ3 層が（１０
０）配向するようになるので、このバッファ層上には、
（１００）配向した超電導酸化物層を形成することがで
きる。
【００１３】更に、Si基板に代わりにサファイヤを基板
として用いたときには、そのサファイヤのＲ面に立方晶
のMgＯを成長すると、（１００）配向となる。MgＯは熱
膨張係数がサファイヤやシリコンと超電導酸化物の中間
にある。MgＯは誘電率の低い基板として用いられること
が多い。また、サファイヤのＲ面にＹＳＺを成長し、こ
れをバッファ層とすることもできる。
として用いたときには、そのサファイヤのＲ面に立方晶
のMgＯを成長すると、（１００）配向となる。MgＯは熱
膨張係数がサファイヤやシリコンと超電導酸化物の中間
にある。MgＯは誘電率の低い基板として用いられること
が多い。また、サファイヤのＲ面にＹＳＺを成長し、こ
れをバッファ層とすることもできる。
【００１４】Si基板の代わりに、GaAsを基板として用い
たときには、バッファ層としてはAl2 Ｏ3 の多結晶層を
用い得る。Al2 Ｏ3 膜は良質な膜とは言い難いが、臨界
温度をTcとして80Ｋを実現できる。
たときには、バッファ層としてはAl2 Ｏ3 の多結晶層を
用い得る。Al2 Ｏ3 膜は良質な膜とは言い難いが、臨界
温度をTcとして80Ｋを実現できる。
【００１５】尚、基板とバッファ層を構成する材料につ
いては、これらに限定されるものではなく、他にも種々
の組合せが存在する。
いては、これらに限定されるものではなく、他にも種々
の組合せが存在する。
【００１６】以上のように構成された本発明に係る超電
導デバイス用基板は、最上層の第２の超電導酸化物膜を
適切にパターンニングすることによりマイクロ波線路と
して利用することができるが、超電導デバイスとしての
用途はこれに限らない。すなわち、パターンニングされ
た第２の超電導酸化物層の上に更に誘電体膜や別の超電
導酸化物膜を形成する等することにより、例えばジッセ
フソン素子等も構成することができる。
導デバイス用基板は、最上層の第２の超電導酸化物膜を
適切にパターンニングすることによりマイクロ波線路と
して利用することができるが、超電導デバイスとしての
用途はこれに限らない。すなわち、パターンニングされ
た第２の超電導酸化物層の上に更に誘電体膜や別の超電
導酸化物膜を形成する等することにより、例えばジッセ
フソン素子等も構成することができる。
【００１７】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
【００１８】
【実施例】〔実施例１〕図１は、本発明に係る超電導デ
バイス用基板の具体的な構成例を示す断面図である。
バイス用基板の具体的な構成例を示す断面図である。
【００１９】同図に示すように、この超電導デバイス用
基板はいわゆるＳＩＳ構造をなしている。即ち、本実施
例においては、この基板は下地となるSiウェハ１と、Si
ウェハ１上に形成されたバッファ層２、第１の超電導酸
化物層３、誘電体層４および第２の超電導酸化物層６か
ら構成されている。
基板はいわゆるＳＩＳ構造をなしている。即ち、本実施
例においては、この基板は下地となるSiウェハ１と、Si
ウェハ１上に形成されたバッファ層２、第１の超電導酸
化物層３、誘電体層４および第２の超電導酸化物層６か
ら構成されている。
【００２０】ここで、Siウェハ１上に酸化物層３を直接
形成した場合、この酸化物層３が有効な超電導体となら
ない場合が多いので、下層の超電導酸化物層３の形成に
先立って、Siウェハ１上にバッファ層２を設けておくこ
とが必要である。
形成した場合、この酸化物層３が有効な超電導体となら
ない場合が多いので、下層の超電導酸化物層３の形成に
先立って、Siウェハ１上にバッファ層２を設けておくこ
とが必要である。
【００２１】使用されるバッファ層２としては各種の態
様が考えられるが、例えば第１超電導酸化物層３として
Bi系の酸化物を使用する場合のバッファ層２としてはＹ
系の酸化物が例示できる。
様が考えられるが、例えば第１超電導酸化物層３として
Bi系の酸化物を使用する場合のバッファ層２としてはＹ
系の酸化物が例示できる。
【００２２】尚、ここでいうＹ系酸化物とは、Ｙ、Baお
よびCuの複合酸化物であり、特定の組成及び結晶構造を
とった場合には高い臨界温度を有する超電導酸化物であ
ることが知られている。但し、Siウェハ１に直接形成し
た場合には、有効な超電導特性を示すとは限らず、ここ
ではBi系超電導酸化物を形成するための有効なバッファ
層２のひとつとして使用する。
よびCuの複合酸化物であり、特定の組成及び結晶構造を
とった場合には高い臨界温度を有する超電導酸化物であ
ることが知られている。但し、Siウェハ１に直接形成し
た場合には、有効な超電導特性を示すとは限らず、ここ
ではBi系超電導酸化物を形成するための有効なバッファ
層２のひとつとして使用する。
【００２３】また、誘電体層４の材料としては、Ｙ2 Ba
CuＯ4 、ZrＯ2 、MgＯ等を好ましい材料として例示する
ことができる。
CuＯ4 、ZrＯ2 、MgＯ等を好ましい材料として例示する
ことができる。
【００２４】以上のように構成された超電導デバイス用
基板は、それ自体がＳＩＳ構造を形成しているので、マ
イクロ波デバイスの作製に有利に適用することができ
る。
基板は、それ自体がＳＩＳ構造を形成しているので、マ
イクロ波デバイスの作製に有利に適用することができ
る。
【００２５】即ち、マイクロ波デバイスは一般的に、誘
電体層を介して形成された信号線路としての導体層と接
地導体との１対の導体層と、その間に間挿された誘電体
層とを備えている。ここで、各種のパターニングを施さ
れてデバイスを形成するのは信号線路としての導体層で
ある。従って、接地導体層は、要求される品質が信号導
体層よりも緩いので、Siウェハ１上にバッファ層２を介
して、形成される第１の超電導酸化物層３をこれに充て
ることにより全体として導体層の品質を高く保つことが
できる。
電体層を介して形成された信号線路としての導体層と接
地導体との１対の導体層と、その間に間挿された誘電体
層とを備えている。ここで、各種のパターニングを施さ
れてデバイスを形成するのは信号線路としての導体層で
ある。従って、接地導体層は、要求される品質が信号導
体層よりも緩いので、Siウェハ１上にバッファ層２を介
して、形成される第１の超電導酸化物層３をこれに充て
ることにより全体として導体層の品質を高く保つことが
できる。
【００２６】〔作製例１〕図１に示したような構造の基
板を実際に作製した。
板を実際に作製した。
【００２７】バッファ層２および誘電体層４をＹ2 BaCu
Ｏ4 薄膜により、第１および第２の超電導酸化物層３、
６をBi2 Sr2Ca2Cu3 Ｏy 薄膜により形成した超電導デバ
イス用基板を作製した。各層の成膜はスパッタリング法
により、成膜条件は、以下の表１および表２に示す通り
である。また、下地となるSiウェハ１は、50mmφのもの
を使用した。尚、誘電体層４の厚さは信号線路の特性イ
ンピーダンスが50Ωとなるよう設定した。
Ｏ4 薄膜により、第１および第２の超電導酸化物層３、
６をBi2 Sr2Ca2Cu3 Ｏy 薄膜により形成した超電導デバ
イス用基板を作製した。各層の成膜はスパッタリング法
により、成膜条件は、以下の表１および表２に示す通り
である。また、下地となるSiウェハ１は、50mmφのもの
を使用した。尚、誘電体層４の厚さは信号線路の特性イ
ンピーダンスが50Ωとなるよう設定した。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】以上のようにして作製した超電導デバイス
用基板をパターンニングして、幅10μｍ、長さ15mmのマ
イクロ波線路を作製し、77Ｋに冷却して10ＧHzのマイク
ロ波信号の減衰を測定したところ 0.1dB／cmと極めて低
かった。
用基板をパターンニングして、幅10μｍ、長さ15mmのマ
イクロ波線路を作製し、77Ｋに冷却して10ＧHzのマイク
ロ波信号の減衰を測定したところ 0.1dB／cmと極めて低
かった。
【００３１】〔実施例２〕図２は、本発明に係る超電導
デバイス用基板の具体的な他の構成例を示す断面図であ
る。
デバイス用基板の具体的な他の構成例を示す断面図であ
る。
【００３２】同図に示すように、基板は下地となるSiウ
ェハ１と、Siウェハ１上に、バッファ層２を介して形成
された第１の超電導酸化物層３と第１の超電導酸化物層
３上に形成された誘電体層４と、誘電体層４上に、バッ
ファ層５を介して形成された第２の超電導酸化物層６と
から構成されている。
ェハ１と、Siウェハ１上に、バッファ層２を介して形成
された第１の超電導酸化物層３と第１の超電導酸化物層
３上に形成された誘電体層４と、誘電体層４上に、バッ
ファ層５を介して形成された第２の超電導酸化物層６と
から構成されている。
【００３３】この実施例においても、超電導デバイス用
基板は、それ自体がＳＩＳ構造を形成しているので、容
易にマイクロ波デバイスを作製することができる。
基板は、それ自体がＳＩＳ構造を形成しているので、容
易にマイクロ波デバイスを作製することができる。
【００３４】ここで、各種のパターニングを施されてデ
バイスを形成するのは信号線路としての導体層であり、
高品質大面積が要求される。そこで、ここでは、誘電体
層４の上に薄いバッファ層５を挟むことにより、最上層
６の高品質化を図っている。即ち、誘電体層４上に第２
のバッファ層５を形成すると、このバッファ層５の表面
は誘電体層４の表面に比べてはるかに平坦となり、従っ
て第２の超電導薄酸化物層６の高品質化が図られるので
ある。
バイスを形成するのは信号線路としての導体層であり、
高品質大面積が要求される。そこで、ここでは、誘電体
層４の上に薄いバッファ層５を挟むことにより、最上層
６の高品質化を図っている。即ち、誘電体層４上に第２
のバッファ層５を形成すると、このバッファ層５の表面
は誘電体層４の表面に比べてはるかに平坦となり、従っ
て第２の超電導薄酸化物層６の高品質化が図られるので
ある。
【００３５】なお、接地導体層は、要求をされる品質の
均一性等が信号導体層よりも緩いので、Siウェハ１上に
形成される第１超電導酸化物層３をこれに充てることに
より全体として導体層の実質的な品質を高く保つことが
できる。また、Siウェハ１上に第１のバッファ層２を介
して形成される第１の超電導酸化物層３をＹ系酸化物薄
膜とし、上層に形成される第２の超電導酸化物層６をBi
系酸化物薄膜とすることにより、特性を低下させること
なく低コスト化を図ることもできる。
均一性等が信号導体層よりも緩いので、Siウェハ１上に
形成される第１超電導酸化物層３をこれに充てることに
より全体として導体層の実質的な品質を高く保つことが
できる。また、Siウェハ１上に第１のバッファ層２を介
して形成される第１の超電導酸化物層３をＹ系酸化物薄
膜とし、上層に形成される第２の超電導酸化物層６をBi
系酸化物薄膜とすることにより、特性を低下させること
なく低コスト化を図ることもできる。
【００３６】また、Siウェハ１上に酸化物層３を直接形
成した場合、酸化物層３が有効な超電導体とならない場
合が多いので、下層の超電導酸化物層３の形成に先立っ
て、Siウェハ１上にバッファ層２を設けておくことが必
要である。ここで使用されるバッファ層２としては各種
の態様が考えられるが、例えばＹ2 Ｏ3 、ZrＯ2 を好ま
しい材料として例示することができる。
成した場合、酸化物層３が有効な超電導体とならない場
合が多いので、下層の超電導酸化物層３の形成に先立っ
て、Siウェハ１上にバッファ層２を設けておくことが必
要である。ここで使用されるバッファ層２としては各種
の態様が考えられるが、例えばＹ2 Ｏ3 、ZrＯ2 を好ま
しい材料として例示することができる。
【００３７】〔作製例２〕図２に示した構造の超電導デ
バイス用基板を実際に作製した。
バイス用基板を実際に作製した。
【００３８】バッファ層２をZrＯ2 薄膜により、バッフ
ァ層５をＹ2 BaCuＯr-x 薄膜により、誘電体層４をＹ2
Ｏ3 薄膜により、第１の超電導酸化物層３及び第２の超
電導酸化物層５をBi2 Sr2Ca2Cu3 Ｏy 薄膜によりそれぞ
れ形成した。
ァ層５をＹ2 BaCuＯr-x 薄膜により、誘電体層４をＹ2
Ｏ3 薄膜により、第１の超電導酸化物層３及び第２の超
電導酸化物層５をBi2 Sr2Ca2Cu3 Ｏy 薄膜によりそれぞ
れ形成した。
【００３９】各層の成膜はスパッタリング法によた、成
膜条件は、以下の表３および表４に示す通りである。下
地となるSiウェハは、50mmφのものを使用した。また、
誘電体層の厚さは、信号線路の特性インピーダンスが50
Ωとなるよう設定した。
膜条件は、以下の表３および表４に示す通りである。下
地となるSiウェハは、50mmφのものを使用した。また、
誘電体層の厚さは、信号線路の特性インピーダンスが50
Ωとなるよう設定した。
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
【００４２】以上のようにして作製した超電導デバイス
用基板をパターンニングして、幅１μｍ、長さ10mmのマ
イクロ波線路を作製し、77Ｋに冷却して10ＧHzのマイク
ロ波信号の減衰を測定したところ 0.1dB cmと極めて低
かった。作製例１として試作したマイクロ波線路は、幅
10μｍ、長さ15mmで 0.1dB／cmであったのて、第２のバ
ッファ層５を設けることにより、特性が大幅に向上した
ことがわかる。
用基板をパターンニングして、幅１μｍ、長さ10mmのマ
イクロ波線路を作製し、77Ｋに冷却して10ＧHzのマイク
ロ波信号の減衰を測定したところ 0.1dB cmと極めて低
かった。作製例１として試作したマイクロ波線路は、幅
10μｍ、長さ15mmで 0.1dB／cmであったのて、第２のバ
ッファ層５を設けることにより、特性が大幅に向上した
ことがわかる。
【００４３】
【発明の効果】従来の酸化物超電導薄膜は、一般に、Mg
Ｏ単結晶基板やSrTiＯ3 単結晶基板等を下地基板として
作製されていたが、これらの基板材料は非常に高価であ
り、結果的に製品としての酸化物超電導薄膜を高価なも
のにしていた。これに対して、本発明に係る超電導デバ
イス用基板は、高品質で廉価な市販品を入手することが
できるSiウェハを使用しており、非常に廉価に提供する
ことができる。
Ｏ単結晶基板やSrTiＯ3 単結晶基板等を下地基板として
作製されていたが、これらの基板材料は非常に高価であ
り、結果的に製品としての酸化物超電導薄膜を高価なも
のにしていた。これに対して、本発明に係る超電導デバ
イス用基板は、高品質で廉価な市販品を入手することが
できるSiウェハを使用しており、非常に廉価に提供する
ことができる。
【００４４】また、Siウェハは大面積のものが供給され
ているので、その点でも応用への適応性が高い。
ているので、その点でも応用への適応性が高い。
【００４５】更に、本発明に係る超電導デバイス用基板
は、いわゆるＳＩＳ構造となっているので、線路長や線
路幅または線路パターンを適切に設定することによりフ
ィルタ、共振器、遅延線等のマイクロ波デバイスを容易
に構成することができる。
は、いわゆるＳＩＳ構造となっているので、線路長や線
路幅または線路パターンを適切に設定することによりフ
ィルタ、共振器、遅延線等のマイクロ波デバイスを容易
に構成することができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る超電導デバイス用基
板の基本的な構成の断面図である。
板の基本的な構成の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る超電導デバイス用
基板の基本的な構成の断面図である。
基板の基本的な構成の断面図である。
１ Siウェハ、 ２、５ バッファ層、 ３、６ 超電導酸化物層、 ４ 誘電体層
Claims (1)
- 【請求項１】任意の材料の基板と、該基板上に形成され
た第１超電導酸化物層と、該第１超電導酸化物層上に形
成された誘電体層と、該誘電体層上に形成された第２超
電導酸化物層とを含む超電導デバイス用基板であって、 さらに、該第１超電導酸化物層の直下、または、該第１
および第２超電導酸化物層の直下にバッファ層を具備す
ることを特徴とする超電導デバイス用基板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP91113317A EP0471292B1 (en) | 1990-08-08 | 1991-08-08 | Substrate for superconducting devices |
| DE69131793T DE69131793T2 (de) | 1990-08-08 | 1991-08-08 | Substrat für supraleitende Einrichtungen |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-209780 | 1990-08-08 | ||
| JP20978190 | 1990-08-08 | ||
| JP2-209781 | 1990-08-08 | ||
| JP20978090 | 1990-08-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251751A true JPH05251751A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=26517657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3220907A Pending JPH05251751A (ja) | 1990-08-08 | 1991-08-06 | 超電導デバイス用基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05251751A (ja) |
-
1991
- 1991-08-06 JP JP3220907A patent/JPH05251751A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000523 |