JPH057104A - 超電導マイクロ波部品 - Google Patents
超電導マイクロ波部品Info
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- JPH057104A JPH057104A JP3304101A JP30410191A JPH057104A JP H057104 A JPH057104 A JP H057104A JP 3304101 A JP3304101 A JP 3304101A JP 30410191 A JP30410191 A JP 30410191A JP H057104 A JPH057104 A JP H057104A
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- H01P7/08—Strip line resonators
- H01P7/084—Triplate line resonators
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化物超電導薄膜を使用して構成されたマイ
クロ波線路を含むマイクロ波部品の基本的な構成を提供
する。 【構成】 酸化物超電導体により形成された導体線路お
よび接地導体と、該導体線路および該接地導体の間に介
在する誘電体とにより形成されたマイクロ波線路を含む
超電導マイクロ波部品であって、該導体線路１が、絶縁
体により形成された第１下地基板２上に所定のパターン
に従って形成された超電導酸化物薄膜であり、該接地導
体５が、絶縁体により形成された第２下地基板６上に形
成された酸化物超電導薄膜であり、該誘電体が、該第１
下地基板および該第２下地基板の間に間挿された誘電体
板４である。
クロ波線路を含むマイクロ波部品の基本的な構成を提供
する。 【構成】 酸化物超電導体により形成された導体線路お
よび接地導体と、該導体線路および該接地導体の間に介
在する誘電体とにより形成されたマイクロ波線路を含む
超電導マイクロ波部品であって、該導体線路１が、絶縁
体により形成された第１下地基板２上に所定のパターン
に従って形成された超電導酸化物薄膜であり、該接地導
体５が、絶縁体により形成された第２下地基板６上に形
成された酸化物超電導薄膜であり、該誘電体が、該第１
下地基板および該第２下地基板の間に間挿された誘電体
板４である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導マイクロ波部品
に関する。より詳細には、本発明は、マイクロ波あるい
はミリ波等の波長の短い電磁波を取り扱う高周波部品で
あって、特にその導体層を酸化物超電導材料によって形
成された新規なマイクロ波部品の構成に関する。
に関する。より詳細には、本発明は、マイクロ波あるい
はミリ波等の波長の短い電磁波を取り扱う高周波部品で
あって、特にその導体層を酸化物超電導材料によって形
成された新規なマイクロ波部品の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】数十cmから数mmまでの波長を有しマイク
ロ波あるいはミリ波等と呼ばれる電磁波は、理論的には
電磁波スペクトルの一部の範囲に過ぎないが、これを取
り扱うための独特の手法や部品が開発されていることか
ら、工学的には特に独立して検討される場合が多い。こ
の帯域の電磁波を誘導するマイクロ波線路は、誘電体を
介して配置された一方を接地された１対の導体線路によ
り形成される。
ロ波あるいはミリ波等と呼ばれる電磁波は、理論的には
電磁波スペクトルの一部の範囲に過ぎないが、これを取
り扱うための独特の手法や部品が開発されていることか
ら、工学的には特に独立して検討される場合が多い。こ
の帯域の電磁波を誘導するマイクロ波線路は、誘電体を
介して配置された一方を接地された１対の導体線路によ
り形成される。
【０００３】一方、1986年にベドノーツ、ミューラー等
によって30Ｋで超電導状態を示す(La,Ba)2CuＯ4 が発見
され、続いて、1987年には、チュー等によって90Ｋ台の
超電導臨界温度を有するＹBa2Cu3Ｏy が発見され、更
に、1988年には前田等によって 100Ｋを越える臨界温度
を示す所謂Bi系の複合酸化物系超電導材料が発見され
た。これらの一連の複合酸化物系超電導は廉価な液体窒
素による冷却で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
されるようになってきた。
によって30Ｋで超電導状態を示す(La,Ba)2CuＯ4 が発見
され、続いて、1987年には、チュー等によって90Ｋ台の
超電導臨界温度を有するＹBa2Cu3Ｏy が発見され、更
に、1988年には前田等によって 100Ｋを越える臨界温度
を示す所謂Bi系の複合酸化物系超電導材料が発見され
た。これらの一連の複合酸化物系超電導は廉価な液体窒
素による冷却で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
されるようになってきた。
【０００４】超電導特有の現象が有利に作用するという
点ではマイクロ波部品も例外ではない。即ち、一般に、
ストリップ線路では、周波数の平方根に比例して、導体
の抵抗による減衰定数が増大する。また、周波数の増大
に比例して誘電体損も増加する。近年のストリップ線路
における伝播損失は、誘電体材料の改良により、特に10
ＧHz以下の領域では専ら導体層の抵抗に起因するものが
大部分を占めている。従って、ストリップ線路における
導体層の抵抗を低減することは、ストリップ線路の性能
を著しく向上することになる。即ち、導体線路を超電導
化することにより、伝播損失が著しく低減すると共に適
用可能な周波数帯域が高周波数側に拡張される。
点ではマイクロ波部品も例外ではない。即ち、一般に、
ストリップ線路では、周波数の平方根に比例して、導体
の抵抗による減衰定数が増大する。また、周波数の増大
に比例して誘電体損も増加する。近年のストリップ線路
における伝播損失は、誘電体材料の改良により、特に10
ＧHz以下の領域では専ら導体層の抵抗に起因するものが
大部分を占めている。従って、ストリップ線路における
導体層の抵抗を低減することは、ストリップ線路の性能
を著しく向上することになる。即ち、導体線路を超電導
化することにより、伝播損失が著しく低減すると共に適
用可能な周波数帯域が高周波数側に拡張される。
【０００５】また、マイクロ波用ストリップ線路は、単
純な伝送路としての用途の他に、適切なパターニングを
行うことによって、インダクタ、フィルタ、共振器、デ
ィレイライン、方向性結合器等のマイクロ波部品を構成
することができる。従って、ストリップ線路の改良はそ
のままこれらのマイクロ波部品の特性改善となる。
純な伝送路としての用途の他に、適切なパターニングを
行うことによって、インダクタ、フィルタ、共振器、デ
ィレイライン、方向性結合器等のマイクロ波部品を構成
することができる。従って、ストリップ線路の改良はそ
のままこれらのマイクロ波部品の特性改善となる。
【０００６】更に、超電導材料として酸化物超電導材料
を使用することによって廉価な液体窒素で超電導状態を
実現することができるので、より広い分野でこの高性能
なマイクロ波部品を使用することが可能になる。
を使用することによって廉価な液体窒素で超電導状態を
実現することができるので、より広い分野でこの高性能
なマイクロ波部品を使用することが可能になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】但し、従来のマイクロ
波部品における金属導体を単純に酸化物超電導体で置き
換えただけでは、超電導体の特性を充分に活かしたマイ
クロ波部品を得ることはできない。
波部品における金属導体を単純に酸化物超電導体で置き
換えただけでは、超電導体の特性を充分に活かしたマイ
クロ波部品を得ることはできない。
【０００８】その理由のひとつは、誘電体損失の更なる
低減が必要になることである。すなわち、金属導体を使
用した従来のマイクロ波線路では金属導体の導体損失に
対して誘電体損失が既に充分低減されていた。これに対
して、導体線路として超電導体を使用した場合、導体損
失が極限まで低減されるために再び誘電体損失の低減が
課題となる。
低減が必要になることである。すなわち、金属導体を使
用した従来のマイクロ波線路では金属導体の導体損失に
対して誘電体損失が既に充分低減されていた。これに対
して、導体線路として超電導体を使用した場合、導体損
失が極限まで低減されるために再び誘電体損失の低減が
課題となる。
【０００９】一方、酸化物超電導体は、MgＯ、SrTiＯ3
等の特定の基板上に成膜した場合に優れた特性が得られ
ることが知られているが、MgＯ、SrTiＯ3 等の酸化物
は、誘電体としては必ずしも優れた特性を有しているわ
けではない。ところが、誘電体損失が極めて低い材料で
あるサファイア、SiＯ2 等を基板として酸化物超電導薄
膜を成膜した場合は、超電導薄膜の超電導特性が劣化ま
たは消失してしまう。従って、導体線路となる酸化物超
電導薄膜を、これら誘電体損失の低い誘電体基板上に直
接成膜することは実質的に不可能である。即ち、従来の
金属導体により構成されたマイクロ波部品の導体部分を
単純に酸化物超電導体で置き換えただけでは有効な特性
を発揮するマイクロ波部品を作製することはできない。
等の特定の基板上に成膜した場合に優れた特性が得られ
ることが知られているが、MgＯ、SrTiＯ3 等の酸化物
は、誘電体としては必ずしも優れた特性を有しているわ
けではない。ところが、誘電体損失が極めて低い材料で
あるサファイア、SiＯ2 等を基板として酸化物超電導薄
膜を成膜した場合は、超電導薄膜の超電導特性が劣化ま
たは消失してしまう。従って、導体線路となる酸化物超
電導薄膜を、これら誘電体損失の低い誘電体基板上に直
接成膜することは実質的に不可能である。即ち、従来の
金属導体により構成されたマイクロ波部品の導体部分を
単純に酸化物超電導体で置き換えただけでは有効な特性
を発揮するマイクロ波部品を作製することはできない。
【００１０】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、酸化物超電導材料の特徴を充分に活かすこと
ができる新規な構成のマイクロ波部品を提供することを
目的としている。
を解決し、酸化物超電導材料の特徴を充分に活かすこと
ができる新規な構成のマイクロ波部品を提供することを
目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明に従うと、
酸化物超電導体により形成された導体線路および接地導
体と、該導体線路および該接地導体の間に介在する誘電
体とにより形成されたマイクロ波線路を含む超電導マイ
クロ波部品において、該導体線路が、絶縁体により形成
された第１下地基板上に所定のパターンに従って形成さ
れた超電導酸化物薄膜であり、該接地導体が、絶縁体に
より形成された第２下地基板上に形成された酸化物超電
導薄膜であり、該誘電体が、該第１下地基板および該第
２下地基板の間に間挿された誘電体板であることを特徴
とする超電導マイクロ波部品が提供される。
酸化物超電導体により形成された導体線路および接地導
体と、該導体線路および該接地導体の間に介在する誘電
体とにより形成されたマイクロ波線路を含む超電導マイ
クロ波部品において、該導体線路が、絶縁体により形成
された第１下地基板上に所定のパターンに従って形成さ
れた超電導酸化物薄膜であり、該接地導体が、絶縁体に
より形成された第２下地基板上に形成された酸化物超電
導薄膜であり、該誘電体が、該第１下地基板および該第
２下地基板の間に間挿された誘電体板であることを特徴
とする超電導マイクロ波部品が提供される。
【００１２】
【作用】本発明に係るマイクロ波部品は、酸化物超電導
薄膜による導体線路並びに接地導体をそれぞれ最適な下
地基板上に形成した上で、誘電体板と積層することによ
りマイクロ波線路を構成している点にその主要な特徴が
ある。
薄膜による導体線路並びに接地導体をそれぞれ最適な下
地基板上に形成した上で、誘電体板と積層することによ
りマイクロ波線路を構成している点にその主要な特徴が
ある。
【００１３】前述のように、超電導体の導体損失の低さ
に見合った誘電体損失を有する誘電体上には、酸化物超
電導薄膜を直接成膜することはできない。そこで、本発
明に係るマイクロ波部品においては、導体層となる酸化
物超電導薄膜を、それが良好な超電導特性を得られるよ
うな特定の下地基板上に成膜し、これを誘電体損失の少
ない材料で形成された誘電体板と積層して使用すること
により特性の優れたマイクロ波線路を実現している。
尚、上述のような構成の超電導マイクロ波線路に対して
マイクロ波を導くための導波路は、必ずしも超電導体で
ある必要はなく、例えば、上記誘電板上に被着させた金
属薄膜により形成してもよい。
に見合った誘電体損失を有する誘電体上には、酸化物超
電導薄膜を直接成膜することはできない。そこで、本発
明に係るマイクロ波部品においては、導体層となる酸化
物超電導薄膜を、それが良好な超電導特性を得られるよ
うな特定の下地基板上に成膜し、これを誘電体損失の少
ない材料で形成された誘電体板と積層して使用すること
により特性の優れたマイクロ波線路を実現している。
尚、上述のような構成の超電導マイクロ波線路に対して
マイクロ波を導くための導波路は、必ずしも超電導体で
ある必要はなく、例えば、上記誘電板上に被着させた金
属薄膜により形成してもよい。
【００１４】酸化物超電導薄膜の下地基板となるＹＳ
Ｚ、SrTiＯ3 等の酸化物基板材料は、誘電体としては特
に優れた特性を有しているわけではないので、下地基板
の厚さが大きくなると、下地基板の誘電体としての影響
が無視できなくなる。従って、下地基板の厚さは可能な
限り薄いことが好ましい。
Ｚ、SrTiＯ3 等の酸化物基板材料は、誘電体としては特
に優れた特性を有しているわけではないので、下地基板
の厚さが大きくなると、下地基板の誘電体としての影響
が無視できなくなる。従って、下地基板の厚さは可能な
限り薄いことが好ましい。
【００１５】また、酸化物超電導薄膜のための基板材料
の影響を少しでも低減するために、導体層または接地導
体層となる酸化物超電導薄膜を搭載した１対の基板を、
基板上の酸化物超電導薄膜が互いに対向するように配置
して、各酸化物超電導薄膜が誘電体板に直接触れるよう
に構成とすることも好ましい。
の影響を少しでも低減するために、導体層または接地導
体層となる酸化物超電導薄膜を搭載した１対の基板を、
基板上の酸化物超電導薄膜が互いに対向するように配置
して、各酸化物超電導薄膜が誘電体板に直接触れるよう
に構成とすることも好ましい。
【００１６】導体層および接地導体層を形成する酸化物
超電導材料としては、Ｙ系の複合酸化物の他、Tlおよび
／またはBiを含む複合酸化物を、特に超電導臨界温度が
高く液体窒素による冷却で超電導化する酸化物超電導材
料として例示することができるが、本発明はこれに限定
されるものではない。
超電導材料としては、Ｙ系の複合酸化物の他、Tlおよび
／またはBiを含む複合酸化物を、特に超電導臨界温度が
高く液体窒素による冷却で超電導化する酸化物超電導材
料として例示することができるが、本発明はこれに限定
されるものではない。
【００１７】また、本発明に係るマイクロ波部品におい
て有利に使用することができる誘電体材料としては、誘
電正接 tanδの小さいサファイア、LaAlＯ3 、NdGa
Ｏ3 、ベリリア、硼珪酸ガラス等を例示することができ
る。特にサファイアは、LaAlＯ3 やＹＳＺに比較して誘
電体損失が１桁以上低いので特に好ましい。尚、本発明
に係るマイクロ波部品においては、誘電体材料は、酸化
物超電導薄膜の成膜に全く影響を与えないので任意の誘
電体材料を使用することができる。従って、例えば空気
層あるいは真空層を誘電体として利用するような構成も
可能である。
て有利に使用することができる誘電体材料としては、誘
電正接 tanδの小さいサファイア、LaAlＯ3 、NdGa
Ｏ3 、ベリリア、硼珪酸ガラス等を例示することができ
る。特にサファイアは、LaAlＯ3 やＹＳＺに比較して誘
電体損失が１桁以上低いので特に好ましい。尚、本発明
に係るマイクロ波部品においては、誘電体材料は、酸化
物超電導薄膜の成膜に全く影響を与えないので任意の誘
電体材料を使用することができる。従って、例えば空気
層あるいは真空層を誘電体として利用するような構成も
可能である。
【００１８】以上のような材料により各々形成された導
体線路、接地導体、誘電体は、例えば、適切なパッケー
ジ内に積層して収容することにより、容易にマイクロ波
線路を構成することができる。
体線路、接地導体、誘電体は、例えば、適切なパッケー
ジ内に積層して収容することにより、容易にマイクロ波
線路を構成することができる。
【００１９】導体線路のパターニングは、超電導酸化物
薄膜の成膜に先立って予め基板上にレジストによるマス
クを形成しておくリフトオフ法で任意のパターンを形成
することができる。また、下地基板上に一旦全面に形成
した導体層を、塩酸等のエッチ剤によってエッチングす
るウェットエッチング法でパターンニングすることもで
きる。これらの方法によって適切なパターンを形成する
ことにより、各種のマイクロ波部品を作製することがで
きることは既に述べた通りである。
薄膜の成膜に先立って予め基板上にレジストによるマス
クを形成しておくリフトオフ法で任意のパターンを形成
することができる。また、下地基板上に一旦全面に形成
した導体層を、塩酸等のエッチ剤によってエッチングす
るウェットエッチング法でパターンニングすることもで
きる。これらの方法によって適切なパターンを形成する
ことにより、各種のマイクロ波部品を作製することがで
きることは既に述べた通りである。
【００２０】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。
【００２１】
【実施例】〔実施例１〕図１は、本発明に係るマイクロ
波部品の具体的な構成例を模式的に示す断面図である。
波部品の具体的な構成例を模式的に示す断面図である。
【００２２】同図に示すマイクロ波部品は、所定のパタ
ーンを描く酸化物超電導薄膜により形成された超電導導
体線路１を搭載した第１基板２と、誘電体板４と、やは
り酸化物超電導薄膜により形成された超電導接地導体５
を全面に搭載した第２基板６とを、パッケージ７内に重
ねて収容した後、カバー８ａおよび８ｂによってパッケ
ージ７を封止して構成されている。尚、図示されていな
いが、実際には、導体線路１をパッケージ７の外部に接
続するためのリードがパッケージ７またはカバー８ａ、
８ｂを貫通して設けられる。
ーンを描く酸化物超電導薄膜により形成された超電導導
体線路１を搭載した第１基板２と、誘電体板４と、やは
り酸化物超電導薄膜により形成された超電導接地導体５
を全面に搭載した第２基板６とを、パッケージ７内に重
ねて収容した後、カバー８ａおよび８ｂによってパッケ
ージ７を封止して構成されている。尚、図示されていな
いが、実際には、導体線路１をパッケージ７の外部に接
続するためのリードがパッケージ７またはカバー８ａ、
８ｂを貫通して設けられる。
【００２３】このマイクロ波部品において、第１基板２
と第２基板６との寸法は互いに異なっており、これに対
応してパッケージ６の内面には段差７ａが形成されてい
る。即ち、第２基板６は第１基板２よりも寸法が大き
く、第２基板６上の超電導接地導体５は、その周縁部で
パッケージ７内面の段差７ａと接触している。また、カ
バー８ａの下面には第１基板２を圧下するためのリブ８
ｃが設けられている。
と第２基板６との寸法は互いに異なっており、これに対
応してパッケージ６の内面には段差７ａが形成されてい
る。即ち、第２基板６は第１基板２よりも寸法が大き
く、第２基板６上の超電導接地導体５は、その周縁部で
パッケージ７内面の段差７ａと接触している。また、カ
バー８ａの下面には第１基板２を圧下するためのリブ８
ｃが設けられている。
【００２４】以上のように構成されたマイクロ波部品に
おいて、導体線路１および接地導体５は、それぞれＹ
系、Bi系またはTl系等の酸化物超電導薄膜により形成さ
れている。また、下地基板２、６は、この酸化物超電導
薄膜を良好に被着させることができるMgＯ、SrTiＯ3 等
の酸化物基板が使用されている。一方、誘電体板４とし
ては、サファイア等の誘電体損失が極めて少ない材料が
選択されている。
おいて、導体線路１および接地導体５は、それぞれＹ
系、Bi系またはTl系等の酸化物超電導薄膜により形成さ
れている。また、下地基板２、６は、この酸化物超電導
薄膜を良好に被着させることができるMgＯ、SrTiＯ3 等
の酸化物基板が使用されている。一方、誘電体板４とし
ては、サファイア等の誘電体損失が極めて少ない材料が
選択されている。
【００２５】〔作製例１〕図１に示した断面構造を有す
るマイクロ波線路により形成されたマイクロ波共振器を
作製した。
るマイクロ波線路により形成されたマイクロ波共振器を
作製した。
【００２６】第１の下地基板２としては、１辺が18mmの
正方形で厚さが 0.1ミリのMgＯ単結晶基板を使用した。
一方、第２の下地基板６としては、１辺が20mmの正方形
で厚さが１mmのMgＯ単結晶基板を使用した。
正方形で厚さが 0.1ミリのMgＯ単結晶基板を使用した。
一方、第２の下地基板６としては、１辺が20mmの正方形
で厚さが１mmのMgＯ単結晶基板を使用した。
【００２７】各下地基板の上に形成した導体線路１およ
び接地導体５は、Ｙ−Ba−Cuの複合酸化物の薄膜により
形成した。成膜条件は下記の表１に示す通りである。
び接地導体５は、Ｙ−Ba−Cuの複合酸化物の薄膜により
形成した。成膜条件は下記の表１に示す通りである。
【００２８】
【表１】
【００２９】尚、上記酸化物超電導薄膜の成膜に際
しては、成膜面近傍に配置したリング状ノズルによって
基板の成膜面にＯ3 ガスの吹きつけを行った。吹きつけ
たＯ3 ガスは、液体窒素によって冷却した液体オゾンを
気化させたもので、実質的に純粋なＯ3 ガスである。Ｏ
3 ガスの供給量は20cc／分とした。
しては、成膜面近傍に配置したリング状ノズルによって
基板の成膜面にＯ3 ガスの吹きつけを行った。吹きつけ
たＯ3 ガスは、液体窒素によって冷却した液体オゾンを
気化させたもので、実質的に純粋なＯ3 ガスである。Ｏ
3 ガスの供給量は20cc／分とした。
【００３０】以上のようにして成膜した酸化物超電導薄
膜のうち、第１の下地基板２上に成膜した酸化物超電導
薄膜をパターニングして導体線路１を形成した。パター
ニングは、塩酸をエッチ剤としたウェットエッチング法
により行い、幅1.1mm、長さ8.0mmの直線状の導体線路
と、この導体線路にマイクロ波を導くための１対のパッ
ドとを形成した。
膜のうち、第１の下地基板２上に成膜した酸化物超電導
薄膜をパターニングして導体線路１を形成した。パター
ニングは、塩酸をエッチ剤としたウェットエッチング法
により行い、幅1.1mm、長さ8.0mmの直線状の導体線路
と、この導体線路にマイクロ波を導くための１対のパッ
ドとを形成した。
【００３１】更に、サファイア板を加工して誘電体板４
を作製した。この誘電体板４の寸法は、第１の下地基板
２と同じであり、厚さは 0.9mmとした。
を作製した。この誘電体板４の寸法は、第１の下地基板
２と同じであり、厚さは 0.9mmとした。
【００３２】パッケージ７およびカバー８ａ、８ｂは、
真鍮を加工して作製した。
真鍮を加工して作製した。
【００３３】以上のようにして作製した部材を組立て
て、図１に示したような構成のマイクロ波共振器が完成
した。
て、図１に示したような構成のマイクロ波共振器が完成
した。
【００３４】また、比較のために、第１基板２の厚さを
1.0mmとしたことを除いては寸法、材料共に全く同じ酸
化物超電導薄膜による導体線路を作製し、実施例と同じ
パッケージ内に収容してマイクロ波部品を作製した。但
し、この比較試料では、サファイアによる誘電体板４は
使用せず、超電導接地導体５の直上に第１基板２を重ね
た構造とした。
1.0mmとしたことを除いては寸法、材料共に全く同じ酸
化物超電導薄膜による導体線路を作製し、実施例と同じ
パッケージ内に収容してマイクロ波部品を作製した。但
し、この比較試料では、サファイアによる誘電体板４は
使用せず、超電導接地導体５の直上に第１基板２を重ね
た構造とした。
【００３５】以上のようにして作製した実施例および比
較例の２個の試料について、ネットワークアナライザを
用いて透過電力の周波数依存性を測定し、各試料の共振
器としてのＱ値を求めた。測定結果を表２に示す。
較例の２個の試料について、ネットワークアナライザを
用いて透過電力の周波数依存性を測定し、各試料の共振
器としてのＱ値を求めた。測定結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】〔実施例２〕図２(a) および(b) は、本発
明に係るマイクロ波部品の他の構成例を模式的に示す断
面図である。また、図３は、図２に示したマイクロ波部
品の構成部材を示す図である。尚、実施例１と共通の部
材には共通の参照番号を付している。
明に係るマイクロ波部品の他の構成例を模式的に示す断
面図である。また、図３は、図２に示したマイクロ波部
品の構成部材を示す図である。尚、実施例１と共通の部
材には共通の参照番号を付している。
【００３８】これらの図に示すように、このマイクロ波
部品は、導体線路１を下面に搭載した第１の下地基板２
と、１対の導波路３ａ、３ｂを搭載した誘電体板４と、
接地導体５を搭載した第２の下地基板６とを積層してパ
ッケージ７に積層して収容しこれをカバー８ａ、８ｂに
よって封止して構成されている。尚、図示されていない
が、実際には、導体線路１をパッケージ７の外部に接続
するためのリードがパッケージ７またはカバー８ａ、８
ｂを貫通して設けられる。
部品は、導体線路１を下面に搭載した第１の下地基板２
と、１対の導波路３ａ、３ｂを搭載した誘電体板４と、
接地導体５を搭載した第２の下地基板６とを積層してパ
ッケージ７に積層して収容しこれをカバー８ａ、８ｂに
よって封止して構成されている。尚、図示されていない
が、実際には、導体線路１をパッケージ７の外部に接続
するためのリードがパッケージ７またはカバー８ａ、８
ｂを貫通して設けられる。
【００３９】このマイクロ波部品において、第１基板２
および誘電体板４と第２基板６との寸法は互いに異なっ
ており、これに対応してパッケージ７の内面には段差７
ａが形成されている。即ち、第２基板６は第１基板２お
よび誘電体板４よりも寸法が大きく、第２基板６上に搭
載された超電導接地導体５は、その周縁部でパッケージ
６内面の段差７ａと接触している。また、カバー８ａの
下面には、第１基板２を圧下するためのリブ８ｃが設け
られている。
および誘電体板４と第２基板６との寸法は互いに異なっ
ており、これに対応してパッケージ７の内面には段差７
ａが形成されている。即ち、第２基板６は第１基板２お
よび誘電体板４よりも寸法が大きく、第２基板６上に搭
載された超電導接地導体５は、その周縁部でパッケージ
６内面の段差７ａと接触している。また、カバー８ａの
下面には、第１基板２を圧下するためのリブ８ｃが設け
られている。
【００４０】以上のように構成されたマイクロ波部品に
おいて、導体線路１および接地導体５は、それぞれＹ系
またはBi系またはTl系等の酸化物超電導薄膜により形成
されている。また、下地基板２、６は、この酸化物超電
導薄膜を良好に成膜することができる、MgＯ、SrTiＯ3
等の絶縁体基板が使用されている。一方、誘電体板４と
しては、サファイア等の誘電体損失の少ない材料が、ま
た、導波路３ａ、３ｂとなる金属薄膜には、Au等の安定
な材料がそれぞれ選択されている。
おいて、導体線路１および接地導体５は、それぞれＹ系
またはBi系またはTl系等の酸化物超電導薄膜により形成
されている。また、下地基板２、６は、この酸化物超電
導薄膜を良好に成膜することができる、MgＯ、SrTiＯ3
等の絶縁体基板が使用されている。一方、誘電体板４と
しては、サファイア等の誘電体損失の少ない材料が、ま
た、導波路３ａ、３ｂとなる金属薄膜には、Au等の安定
な材料がそれぞれ選択されている。
【００４１】〔作製例２〕図２および図３に示した構造
を有するマイクロ波共振器を作製した。
を有するマイクロ波共振器を作製した。
【００４２】第１の下地基板２としては、厚さ 0.2mm、
幅18mm、長さ10mmのMgＯ単結晶基板を使用した。また、
第２の下地基板６としては、厚さ１mm、幅20mm、長さ20
mmのMgＯ単結晶基板を使用した。一方、誘電体板４とし
ては、厚さ0.5 mm、幅18mm、長さ18mmのサファイア板を
使用した。
幅18mm、長さ10mmのMgＯ単結晶基板を使用した。また、
第２の下地基板６としては、厚さ１mm、幅20mm、長さ20
mmのMgＯ単結晶基板を使用した。一方、誘電体板４とし
ては、厚さ0.5 mm、幅18mm、長さ18mmのサファイア板を
使用した。
【００４３】各下地基板の上に形成した導体線路１およ
び接地導体５は、Ｙ−Ba−Cuの複合酸化物の薄膜により
形成した。成膜条件は下記の表３に示す通りである。
び接地導体５は、Ｙ−Ba−Cuの複合酸化物の薄膜により
形成した。成膜条件は下記の表３に示す通りである。
【００４４】
【表３】
【００４５】尚、上記酸化物超電導薄膜の成膜に際して
は、成膜面近傍に配置したリング状ノズルによって成膜
面に対してＯ3 ガスの吹きつけを行った。吹きつけたＯ
3 ガスは、液体窒素によって冷却した液体オゾンを気化
させたもので、実質的に純粋なＯ3 ガスである。Ｏ3 ガ
スの供給量は20cc／分とした。
は、成膜面近傍に配置したリング状ノズルによって成膜
面に対してＯ3 ガスの吹きつけを行った。吹きつけたＯ
3 ガスは、液体窒素によって冷却した液体オゾンを気化
させたもので、実質的に純粋なＯ3 ガスである。Ｏ3 ガ
スの供給量は20cc／分とした。
【００４６】以上のようにして成膜した酸化物超電導薄
膜のうち、第１の下地基板２上に成膜した酸化物超電導
薄膜をパターニングして導体線路１を形成した。パター
ニングは、塩酸をエッチ剤としたウェットエッチング法
により行い、幅0.56mm、長さ８mmの直線状の導体線路を
形成した。
膜のうち、第１の下地基板２上に成膜した酸化物超電導
薄膜をパターニングして導体線路１を形成した。パター
ニングは、塩酸をエッチ剤としたウェットエッチング法
により行い、幅0.56mm、長さ８mmの直線状の導体線路を
形成した。
【００４７】一方、導波路３ａ、３ｂは、Auを材料とし
て蒸着法により形成した。パターニングはリフトオフ法
によった。
て蒸着法により形成した。パターニングはリフトオフ法
によった。
【００４８】パッケージ７およびカバー８ａ、８ｂは、
真鍮を加工して作製した。
真鍮を加工して作製した。
【００４９】以上のようにして作製した部材を組立て
て、図２に示したような構成のマイクロ波共振器が完成
する。
て、図２に示したような構成のマイクロ波共振器が完成
する。
【００５０】また、比較のために、１枚の誘電体基板の
上面にAuによる導体層および導波路を搭載し、その基板
の下面全体にAuによる接地導体層を形成したマイクロ波
線路を作製し、これを作製例で使用したパッケージと実
質的に同じ構造のパッケージに収容してマイクロ波部品
を作製した。
上面にAuによる導体層および導波路を搭載し、その基板
の下面全体にAuによる接地導体層を形成したマイクロ波
線路を作製し、これを作製例で使用したパッケージと実
質的に同じ構造のパッケージに収容してマイクロ波部品
を作製した。
【００５１】以上のようにして作製した実施例および比
較例の２個の試料について、ネットワークアナライザを
用いて透過電力の周波数依存性を測定し、各試料の共振
器としてのＱ値を求めた。測定結果を表４に示す。尚、
測定温度は77Ｋとした。
較例の２個の試料について、ネットワークアナライザを
用いて透過電力の周波数依存性を測定し、各試料の共振
器としてのＱ値を求めた。測定結果を表４に示す。尚、
測定温度は77Ｋとした。
【００５２】
【表４】
【００５３】
【発明の効果】以上詳述のように、本発明に従うと、酸
化物超電導材料と任意の誘電体材料とによって構成され
たマイクロ波部品が提供される。
化物超電導材料と任意の誘電体材料とによって構成され
たマイクロ波部品が提供される。
【００５４】このマイクロ波部品は、その伝播損失が極
めて低く、使用可能な周波数帯域も広い。また、液体窒
素による冷却でその優れた特性を有効に発揮する。
めて低く、使用可能な周波数帯域も広い。また、液体窒
素による冷却でその優れた特性を有効に発揮する。
【図１】本発明に係るマイクロ波部品の具体的な構成例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】本発明に係るマイクロ波部品の構成例を示す断
面図である。
面図である。
【図３】図２に示したマイクロ波部品の各構成要素の形
状を示す図である。
状を示す図である。
１ 導体線路（酸化物超電導薄膜）、 ２、６ 下地基板（酸化物基板）、 ３ａ、３ｂ 導波路（金属薄膜）、 ４ 誘電体板、 ５ 接地導体（酸化物超電導薄膜）、 ７ パッケージ、 ８ａ、８ｂ カバー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】酸化物超電導体により形成された導体線路
および接地導体と、該導体線路および該接地導体の間に
介在する誘電体とにより形成されたマイクロ波線路を含
む超電導マイクロ波部品において、該導体線路が、絶縁
体により形成された第１下地基板上に所定のパターンに
従って形成された超電導酸化物薄膜であり、該接地導体
が、絶縁体により形成された第２下地基板上に形成され
た酸化物超電導薄膜であり、該誘電体が、該第１下地基
板および該第２下地基板の間に間挿された誘電体板であ
ることを特徴とする超電導マイクロ波部品。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1991624922 DE69124922T2 (de) | 1990-10-29 | 1991-10-29 | Supraleitende Mikrowellenteile |
| EP19910118488 EP0485806B1 (en) | 1990-10-29 | 1991-10-29 | Superconducting microwave parts |
| US08/344,689 US5504059A (en) | 1990-10-29 | 1994-11-18 | Superconducting microwave parts having a package, three substrates, and line and grounding conductors |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29119690 | 1990-10-29 | ||
| JP2-291196 | 1990-10-29 | ||
| JP30673290 | 1990-11-13 | ||
| JP2-306732 | 1990-11-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH057104A true JPH057104A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=26558441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3304101A Pending JPH057104A (ja) | 1990-10-29 | 1991-10-23 | 超電導マイクロ波部品 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5504059A (ja) |
| JP (1) | JPH057104A (ja) |
| CA (1) | CA2054345C (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722810A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Nec Corp | マイクロストリップラインフィルター |
| JPH0722822A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Nec Corp | マイクロストリップライン共振器及びマイクロストリップライン共振器用シールドの製造方法 |
| JPH08186415A (ja) * | 1994-12-20 | 1996-07-16 | Korea Electron Telecommun | マイクロウェーブシステム用共振器 |
| JPH10178301A (ja) * | 1996-12-18 | 1998-06-30 | Nec Corp | フィルタ |
| JP2006352459A (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Fujitsu Ltd | 超伝導フィルタ装置およびその作製方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6045932A (en) * | 1998-08-28 | 2000-04-04 | The Regents Of The Universitiy Of California | Formation of nonlinear dielectric films for electrically tunable microwave devices |
| EA200200275A1 (ru) | 1999-08-24 | 2002-10-31 | Паратек Майкровэйв, Инк. | Перестраиваемые напряжением копланарные фазовращатели |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL170695B (ja) * | 1951-06-30 | Giuliano Valentino Balducci Te Monsummano Terme, Italie. | ||
| JP2508281B2 (ja) * | 1989-08-02 | 1996-06-19 | 日本電気株式会社 | 高温超伝導マイクロストリップ線路 |
| US5075655A (en) * | 1989-12-01 | 1991-12-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Ultra-low-loss strip-type transmission lines, formed of bonded substrate layers |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP3304101A patent/JPH057104A/ja active Pending
- 1991-10-28 CA CA002054345A patent/CA2054345C/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-11-18 US US08/344,689 patent/US5504059A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722810A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Nec Corp | マイクロストリップラインフィルター |
| JPH0722822A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Nec Corp | マイクロストリップライン共振器及びマイクロストリップライン共振器用シールドの製造方法 |
| JPH08186415A (ja) * | 1994-12-20 | 1996-07-16 | Korea Electron Telecommun | マイクロウェーブシステム用共振器 |
| JPH10178301A (ja) * | 1996-12-18 | 1998-06-30 | Nec Corp | フィルタ |
| JP2006352459A (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Fujitsu Ltd | 超伝導フィルタ装置およびその作製方法 |
| JP4486551B2 (ja) * | 2005-06-15 | 2010-06-23 | 富士通株式会社 | 超伝導フィルタ装置およびその作製方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2054345C (en) | 2000-04-11 |
| CA2054345A1 (en) | 1992-04-30 |
| US5504059A (en) | 1996-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001010 |