JPH06283773A - Method of forming oxide superconducting thin film strip line - Google Patents
Method of forming oxide superconducting thin film strip lineInfo
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- JPH06283773A JPH06283773A JP5092061A JP9206193A JPH06283773A JP H06283773 A JPH06283773 A JP H06283773A JP 5092061 A JP5092061 A JP 5092061A JP 9206193 A JP9206193 A JP 9206193A JP H06283773 A JPH06283773 A JP H06283773A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、超伝導配線実装基板、
マイクロ波素子やＳＱＵＩＤ等の酸化物超伝導装置の配
線系統作製方法に係り、特に、配線系統中のストリップ
ラインを、酸化物超伝導薄膜を活用して作製するに適し
た酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作製方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a superconducting wiring mounting board,
The present invention relates to a method for producing a wiring system of an oxide superconducting device such as a microwave element or SQUID, and in particular, an oxide superconducting thin film strip suitable for producing a strip line in the wiring system by utilizing an oxide superconducting thin film. The present invention relates to a method for manufacturing a line.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の酸化物超伝導薄膜ストリ
ップラインの作製方法においては、酸化物超伝導体上へ
レジストを用いて直接パタ−ニングを行い、乾式或いは
湿式でエッチングを行って酸化物超伝導薄膜ストリップ
ラインを作製するのが一般的である。2. Description of the Related Art Conventionally, in a method of manufacturing an oxide superconducting thin film stripline of this type, direct patterning is performed on an oxide superconductor by using a resist, and dry or wet etching is performed to perform oxidation. It is common to fabricate a superconducting thin film stripline.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな作製方法においては、酸化物超伝導体の超伝導特性
は、その酸化状態により、大きく異なり、例えば、真空
中での処理により容易に劣化する。また、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏは、耐水性にも劣り、その薄膜サブミクロンのオ
−ダ−の加工は容易ではない。このため、酸化物超伝導
薄膜の有効利用のためには、上述のような劣化を伴わな
いサブミクロンのオ一ダ一の加工技術の開発が不可欠で
ある。However, in such a manufacturing method, the superconducting properties of the oxide superconductor differ greatly depending on its oxidation state, and are easily deteriorated by treatment in vacuum, for example. . In addition, Y-Ba-C
u-O is also inferior in water resistance, and it is not easy to process a thin film submicron order. Therefore, in order to effectively use the oxide superconducting thin film, it is indispensable to develop a submicron order processing technique that does not cause the above-mentioned deterioration.
【０００４】そこで、本発明は、このようなことに対処
すべく、Ｎｂ薄膜にＧａイオンを照射したときＮｂ薄膜
のＧａイオンによる照射部分が、ＣＦ4 、ＳＦ6 等のフ
ッ素系ガスに対する耐エッチング特性を示すことを有効
に活用してなる酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作
製方法を提供しようとするものである。In view of the above, the present invention deals with such a problem by irradiating the Nb thin film with Ga ions so that the portion of the Nb thin film irradiated with Ga ions is resistant to etching by a fluorine-based gas such as CF 4 or SF 6. An object of the present invention is to provide a method for producing an oxide superconducting thin film stripline by effectively utilizing the characteristics.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するにあ
たり、本第１発明は、基板上に形成された酸化物超伝導
薄膜層上にオーミック接触層を形成する工程と、このオ
ーミック接触層上にＮｂ薄膜層を生成する工程と、前記
Ｎｂ薄膜層の表面の幅方向中間部位にその長手方向に沿
いＧａイオンを照射してＧａイオン被照射層を形成する
工程と、前記Ｇａイオン被照射層並びにこのＧａイオン
被照射層とこれに対応する前記基板の部分との間の前記
Ｎｂ薄膜層、オーミック接触層及び酸化物超伝導薄膜層
の各部分を除く前記Ｎｂ薄膜層、オーミック接触層及び
酸化物超伝導薄膜の残余の各部分をエッチングにより除
去して酸化物超伝導薄膜ストリップラインを形成する工
程とからなるように構成されている。このエッチング
は、通常、ＣＦ4 、ＳＦ6 等のフッ素系ガスにより行わ
れる。Means for Solving the Problems In solving the above problems, a first aspect of the present invention provides a step of forming an ohmic contact layer on an oxide superconducting thin film layer formed on a substrate, and a step of forming the ohmic contact layer on the ohmic contact layer. A step of forming a Nb thin film layer on the surface of the Nb thin film layer, a step of forming Ga ion irradiation layer by irradiating Ga ions along a longitudinal direction on a widthwise intermediate portion of the surface of the Nb thin film layer, and the Ga ion irradiation layer And the Nb thin film layer, the ohmic contact layer, and the oxide superconducting thin film layer between the Ga ion irradiated layer and the corresponding portion of the substrate except the Nb thin film layer, the ohmic contact layer, and the oxide superconducting thin film layer. And removing each remaining portion of the superconducting thin film by etching to form an oxide superconducting thin film stripline. This etching is usually performed with a fluorine-based gas such as CF 4 or SF 6 .
【０００６】更に、本第２発明は、前記第１発明におけ
るＧａイオン被照射層並びにこのＧａイオン被照射層と
これに対応する前記基板の部分との間の前記Ｎｂ薄膜層
の部分を除く前記Ｎｂ薄膜層の残余の各部分をエッチン
グにより除去する工程の後に、このＧａイオン被照射層
とこれに対応する前記基板の部分との間のオーミック接
触層及び酸化物超伝導薄膜層の各部分を除く前記Ｎｂ薄
膜層、オーミック接触層及び酸化物超伝導薄膜の残余の
各部分、並びに前記Ｇａイオン被照射層及び該Ｇａイオ
ン被照射層とこれに対応する前記基板の部分との間の前
記Ｎｂ薄膜層の一部若しくは全部をエッチングにより除
去して酸化物超伝導薄膜ストリップラインを形成する工
程とからなるように構成されている。この前者における
エッチングは、通常、ＣＦ4 、ＳＦ6 等のフッ素系ガス
により行われ、後者におけるエッチングは、通常、Ａｒ
ガス（Ｎｂ薄膜層のエッチングも可能である。）により
行われる。Further, the second invention is the same as the first invention except for the Ga ion irradiation layer and the Nb thin film layer portion between the Ga ion irradiation layer and the portion of the substrate corresponding thereto. After the step of removing the remaining portions of the Nb thin film layer by etching, the ohmic contact layer between the Ga ion irradiated layer and the corresponding portion of the substrate and the respective portions of the oxide superconducting thin film layer are removed. Excluding the Nb thin film layer, the ohmic contact layer, and the remaining portions of the oxide superconducting thin film, and the Nb between the Ga ion irradiation layer and the Ga ion irradiation layer and the corresponding portion of the substrate. A part of or all of the thin film layer is removed by etching to form an oxide superconducting thin film strip line. The etching in the former is usually performed with a fluorine-based gas such as CF 4 or SF 6 , and the etching in the latter is usually performed with Ar.
It is performed by gas (etching of Nb thin film layer is also possible).
【０００７】[0007]
【作用】本発明においては、Ｎｂ薄膜層にＧａイオンを
照射してＧａイオン被照射層を生成したとき、このＧａ
イオン被照射層のＮｂがＣＦ4 、ＳＦ6 等のフッ素系ガ
スに対する耐エッチング特性を示す。従って、これらを
このガスによりエッチングすれば、Ｇａイオン被照射層
並びにこのＧａイオン被照射層とこれに対応する前記基
板の部分との間の前記Ｎｂ薄膜層、オーミック接触層及
び酸化物超伝導薄膜層の各部分を除く前記Ｎｂ薄膜層、
オーミック接触層及び酸化物超伝導薄膜の残余の各部分
がエッチングにより除去される。そのため、酸化物超伝
導薄膜ストリップラインを形成できる。また、ＣＦ4 、
ＳＦ6 等のフッ素系ガスによるエッチングの後に、Ｎｂ
薄膜層のエッチングも可能であるＡｒガスにより、第２
段目のエッチングを行えば、前記Ｎｂ薄膜層、オーミッ
ク接触層及び酸化物超伝導薄膜の残余の各部分に加え
て、前記Ｇａイオン被照射層及び該Ｇａイオン被照射層
とこれに対応する前記基板の部分との間の前記Ｎｂ薄膜
層の一部若しくは全部がエッチングにより除去できる。
従って、サブミクロンオーダーの幅でのＧａイオン照射
をＮｂ薄膜層に行えば、同Ｎｂ薄膜層のサブミクロンオ
ーダーの幅のＧａイオン照射部分のＣＦ4 、ＳＦ6 等の
フッ素系ガスに対する耐エッチング特性により、サブミ
クロンオーダーの幅の酸化物超伝導薄膜ストリップライ
ンの形成が前記超伝導薄膜層の本来の超伝導特性を維持
しつつ実現できる。In the present invention, when a Ga ion irradiation layer is formed by irradiating a Nb thin film layer with Ga ions, this Ga
Nb of the ion-irradiated layer exhibits etching resistance to fluorine-based gases such as CF 4 and SF 6 . Therefore, if these are etched by this gas, the Ga ion irradiated layer and the Nb thin film layer, the ohmic contact layer, and the oxide superconducting thin film between the Ga ion irradiated layer and the corresponding portion of the substrate. Said Nb thin film layer excluding each part of the layer,
The remaining portions of the ohmic contact layer and the oxide superconducting thin film are removed by etching. Therefore, an oxide superconducting thin film stripline can be formed. Also, CF 4 ,
After etching with a fluorine-based gas such as SF 6 , Nb
It is possible to etch the thin film layer with Ar gas
If the step of etching is performed, in addition to the Nb thin film layer, the ohmic contact layer, and the remaining portions of the oxide superconducting thin film, the Ga ion irradiation layer and the Ga ion irradiation layer and the corresponding portions A part or all of the Nb thin film layer between the substrate and the substrate can be removed by etching.
Therefore, if Ga ion irradiation with a submicron order width is performed on the Nb thin film layer, etching resistance characteristics of the Ga ion irradiated part of the Nb thin film layer with a submicron order width to fluorine-based gas such as CF 4 and SF 6 are obtained. As a result, formation of an oxide superconducting thin film stripline having a width of the submicron order can be realized while maintaining the original superconducting characteristics of the superconducting thin film layer.
【０００８】また、前記超伝導薄膜層の上に前記Ｎｂ薄
膜層（及び／又はオーミック接触層）が形成されている
ので、前記超伝導薄膜層を流れる電流が限界電流を超え
たりして同超伝導薄膜層が破壊したとしても、前記Ｎｂ
薄膜層等が補助的に迂回電流路としての役割を果たすこ
とができる。従って、従来のように超伝導薄膜層が破壊
した場合のフェイルセーフ的な補助回路を設ける必要も
ない。更に、前記Ｎｂ薄膜層と前記超伝導薄膜層との間
に前記オーミック接触層を介装させるようにしたので、
前記Ｎｂ薄膜層と超伝導薄膜層との間のオーミック接触
を良好に維持し得るのは勿論のこと、外部回路へ電流を
取り出す場合の電極形成にも便利である。Further, since the Nb thin film layer (and / or the ohmic contact layer) is formed on the superconducting thin film layer, the current flowing through the superconducting thin film layer may exceed the limit current, and the superconducting thin film layer may have a superconducting thin film. Even if the conductive thin film layer is destroyed, the Nb
A thin film layer or the like may supplementarily serve as a bypass current path. Therefore, it is not necessary to provide a fail-safe auxiliary circuit when the superconducting thin film layer is destroyed as in the conventional case. Furthermore, since the ohmic contact layer is interposed between the Nb thin film layer and the superconducting thin film layer,
Not only can good ohmic contact be maintained between the Nb thin film layer and the superconducting thin film layer, but it is also convenient for electrode formation when current is taken out to an external circuit.
【０００９】[0009]
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面により説明
する。 （１）作成される酸化物超伝導薄膜ストリップライン構
造 図１は、ＭｇＯからなる単結晶の基板１０上に、本発明
に係る酸化物超伝導薄膜ストリップライン２０をサブミ
クロンオーダーの幅にて作製した例を示している。この
酸化物超伝導薄膜ストリップライン２０は、基板１０上
に形成したバッファ層２１と、このバッファ層２１上に
形成したＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏからなる酸化物超
伝導薄膜層２２（Ｔｃｚｅｒｏ＝８５Ｋ）と、この酸化
物超伝導薄膜層２２上に形成した白金薄膜層２３と、こ
の白金薄膜層２３上に形成したＮｂ薄膜層２４とにより
構成されている。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (1) Oxide superconducting thin film stripline structure to be produced FIG. 1 shows an oxide superconducting thin film stripline 20 according to the present invention having a submicron order width on a single crystal substrate 10 made of MgO. An example is shown. The oxide superconducting thin film stripline 20 includes a buffer layer 21 formed on the substrate 10 and an oxide superconducting thin film layer 22 (Tczero) made of Bi—Sr—Ca—Cu—O formed on the buffer layer 21. = 85K), a platinum thin film layer 23 formed on the oxide superconducting thin film layer 22, and an Nb thin film layer 24 formed on the platinum thin film layer 23.
【００１０】（２）酸化物超伝導薄膜ストリップライン
２０の作製方法 次に、基板１０上における酸化物超伝導薄膜ストリップ
ライン２０の作製方法について説明する。まず、図２に
て示すごとく、基板１０上に、上述したバッファ層２
１、酸化物超伝導薄膜層２２、白金薄膜層２３及びＮｂ
薄膜層２４よりもそれぞれ幅広でこれらとそれぞれ同様
の形成材料からなるバッファ層２１Ａ、酸化物超伝導薄
膜層２２Ａ、白金薄膜層２３Ａ及びＮｂ薄膜層２４Ａ
（前記Ｎｂ薄膜層２４よりも厚い。）を順次形成したも
のを準備する。かかる場合、酸化物超伝導薄膜層２２Ａ
を１０００オングストロームにて形成し、白金薄膜層２
３Ａを８００オングストロームにて形成し、また、Ｎｂ
薄膜層２４Ａを１５００オングストロームにて形成す
る。尚、前記バッファ層２１は必要に応じて形成しなく
てもよい。(2) Method for Producing Oxide Superconducting Thin Film Stripline 20 Next, a method for producing the oxide superconducting thin film stripline 20 on the substrate 10 will be described. First, as shown in FIG. 2, the above-mentioned buffer layer 2 is formed on the substrate 10.
1, oxide superconducting thin film layer 22, platinum thin film layer 23 and Nb
The buffer layer 21A, the oxide superconducting thin film layer 22A, the platinum thin film layer 23A, and the Nb thin film layer 24A, which are wider than the thin film layer 24 and are made of the same forming materials as those, respectively.
(Thicker than the Nb thin film layer 24) is sequentially prepared. In such a case, the oxide superconducting thin film layer 22A
Is formed to a thickness of 1000 angstrom, and the platinum thin film layer 2
3A is formed at 800 Å, and Nb
The thin film layer 24A is formed at 1500 angstrom. The buffer layer 21 may not be formed if necessary.
【００１１】然る後、Ｎｂ薄膜層２４Ａの表面の幅方向
中間部位にその長手方向に沿い集束イオンビーム装置
（以下、ＦＩＢ装置という）によりサブミクロンオーダ
ーの幅でもってＧａイオンを照射してＮｂ薄膜層２４Ａ
の照射部分を変質させて、図３にて示すごとく、Ｇａイ
オン被照射層２５を形成する。かかる場合、パターンの
電極間距離を１００μｍとし、電極面積を５０μｍ×５
０μｍとし、両電極間に形成されるストリップラインの
線幅を０．１〜１．０μｍとした。また、照射条件は、
加速電圧６０ｋＶ及び照射量１５．１×１０15（イオン
／ｃｍ2 ）とした。Then, Nb is irradiated with Ga ions with a width on the order of submicron by a focused ion beam device (hereinafter referred to as FIB device) along the longitudinal direction at the widthwise intermediate portion of the surface of the Nb thin film layer 24A. Thin film layer 24A
The irradiated portion of is modified to form a Ga ion irradiated layer 25 as shown in FIG. In such a case, the distance between electrodes of the pattern is 100 μm, and the electrode area is 50 μm × 5.
The width of the strip line formed between both electrodes was 0.1 to 1.0 μm. The irradiation conditions are
The acceleration voltage was 60 kV and the irradiation dose was 15.1 × 10 15 (ions / cm 2 ).
【００１２】ついで、図４にて示すごとく、Ｇａイオン
被照射層２５並びにこれに対応する基板１０の部分との
間のＮｂ薄膜層２４Ｂの部分を除く同Ｎｂ薄膜層２４Ａ
の残余の両側部分（図４にて図示二点鎖線参照）をＣＦ
4 のガスによりエッチングして除去する。このようなエ
ッチングによる除去後、図５にて示すごとく、Ｇａイオ
ン被照射層２５とこれに対応する基板１０の部分との間
の白金薄膜層２３Ａ、酸化物超伝導薄膜層２２Ａ及びバ
ッファ層２１Ａの各部分（２３、２２及び２１）を除く
白金薄膜層２３Ａ、酸化物超伝導薄膜２４Ａ及びバッフ
ァ層２１Ａの残余の各両側部分（図５にて図示二点鎖線
参照）、並びに前記Ｇａイオン被照射層２５及びＮｂ薄
膜層２４Ｂの上部約２／３を、ＥＣＲエッチング装置に
よりエッチングして除去し、酸化物超伝導薄膜ストリッ
プライン２０を作製する。なお、ＥＣＲエッチング装置
によるエッチングは、Ａｒガス中にて加速電圧０．７ｋ
Ｖ、照射角度０度及びファラデーカップ値０．３２（ｍ
Ａ／ｃｍ2 ）にて行った。[0012] Then, as shown in FIG. 4, the Nb thin film layer 24A except for the portion of the Nb thin film layer 24 B between the portion of the substrate 10 corresponding thereto and Ga ion irradiation target layer 25
CF on the both sides of the remaining part (see the chain double-dashed line in Fig. 4)
It is removed by etching with the gas of 4 . After removal by such etching, as shown in FIG. 5, the platinum thin film layer 23A, the oxide superconducting thin film layer 22A, and the buffer layer 21A between the Ga ion irradiation layer 25 and the corresponding portion of the substrate 10 are removed. Of the platinum thin film layer 23A except for the respective portions (23, 22 and 21), the oxide superconducting thin film 24A and the remaining both side portions of the buffer layer 21A (see the chain double-dashed line in FIG. 5), and the Ga ion coating. About 2/3 of the upper portion of the irradiation layer 25 and the Nb thin film layer 24B are etched and removed by an ECR etching device, and the oxide superconducting thin film strip line 20 is manufactured. In addition, the etching by the ECR etching device was performed in Ar gas at an acceleration voltage of 0.7 k.
V, irradiation angle 0 degree and Faraday cup value 0.32 (m
A / cm 2 ).
【００１３】（３）実施例の効果 かかる場合、Ｎｂ薄膜層２４ＡにＧａイオンを照射した
とき同Ｇａイオンを照射されたＮｂ薄膜層２４Ａの部
分、即ちＧａイオン被照射層２５が、ＣＦ4 ガスによる
エッチングの際、このフッ素系ガスに対する耐エッチン
グ特性を示すことを有効に活用して、上述のエッチング
を行うので、酸化物超伝導薄膜ストリップライン２０を
マスクすることなく、酸化物超伝導薄膜ストリップライ
ン２０以外の部分のみを確実に除去できる。換言すれ
ば、Ｇａイオン被照射層２５をエッチングの際の超伝導
薄膜層２３の保護膜として活用することにより、超伝導
薄膜層２２の本来の超伝導特性を正常に確保したまま酸
化物超伝導薄膜ストリップライン２０の作製が低コスト
にて可能となる。従って、このような酸化物超伝導薄膜
ストリップライン２０によれば、超伝導薄膜層２２の本
来の超伝導特性を有効に活用しつつ周辺回路との電流の
授受を行うことができる。ちなみに、０．１〜１．０μ
ｍの幅の酸化物超伝導薄膜ストリップラインを作製した
後のＴｃを測定した結果、０．３〜１．０μｍの幅の酸
化物超伝導薄膜ストリップラインのものでは、Ｔｃの劣
化は５Ｋと極めて小さく、また、０．１μｍの幅の酸化
物超伝導薄膜ストリップラインのものでもＴｃの劣化は
約１０Ｋであった。(3) Effects of the embodiment In this case, when the Nb thin film layer 24A is irradiated with Ga ions, the portion of the Nb thin film layer 24A irradiated with the Ga ions, that is, the Ga ion irradiated layer 25 is CF 4 gas. Since the above-mentioned etching is carried out by effectively utilizing the fact that the fluorine-based gas exhibits the etching resistance property, the oxide superconducting thin film strip line 20 is not masked, and the oxide superconducting thin film strip is not etched. Only the portion other than the line 20 can be reliably removed. In other words, by utilizing the Ga ion irradiation layer 25 as a protective film of the superconducting thin film layer 23 during etching, the oxide superconducting property is maintained while the original superconducting property of the superconducting thin film layer 22 is normally maintained. The thin film strip line 20 can be manufactured at low cost. Therefore, according to the oxide superconducting thin film stripline 20 as described above, it is possible to exchange the electric current with the peripheral circuit while effectively utilizing the original superconducting property of the superconducting thin film layer 22. By the way, 0.1-1.0μ
As a result of measuring Tc after producing an oxide superconducting thin film strip line having a width of m, the oxide superconducting thin film strip line having a width of 0.3 to 1.0 μm shows a deterioration of Tc of 5K. Even with a small oxide superconducting thin film strip line having a width of 0.1 μm, the deterioration of Tc was about 10K.
【００１４】また、Ｇａイオン照射は、ＦＩＢ装置によ
り行われるので、Ｇａイオンの照射幅がサブミクロンオ
ーダーの幅にて実現できる。従って、酸化物超伝導薄膜
ストリップライン２０をサブミクロンオーダーの幅にて
作製できる。また、超伝導薄膜層２２を流れる電流が限
界電流を超えたりして超伝導薄膜層２２が破壊したとし
ても、Ｎｂ薄膜層２４及び白金薄膜層２３が補助的に迂
回電流路としての役割を果たすので、従来のように超伝
導薄膜層２２が破壊した場合のフェイルセーフ的な補助
回路を設ける必要もない。また、Ｎｂ薄膜層２４と超伝
導薄膜層２２との間に白金薄膜層２３を介装させるよう
にしたので、Ｎｂ薄膜層２４と超伝導薄膜層２２との間
のオーミック接触を良好に維持し得るのは勿論のこと、
外部回路へ電流を取り出す場合の電極形成にも便利であ
る。Further, since the Ga ion irradiation is performed by the FIB apparatus, the Ga ion irradiation width can be realized in the width of submicron order. Therefore, the oxide superconducting thin film strip line 20 can be manufactured with a width of the submicron order. Further, even if the current flowing through the superconducting thin film layer 22 exceeds the limiting current and the superconducting thin film layer 22 is destroyed, the Nb thin film layer 24 and the platinum thin film layer 23 serve as auxiliary bypass current paths. Therefore, it is not necessary to provide a fail-safe auxiliary circuit when the superconducting thin film layer 22 is destroyed as in the conventional case. Moreover, since the platinum thin film layer 23 is interposed between the Nb thin film layer 24 and the superconducting thin film layer 22, the ohmic contact between the Nb thin film layer 24 and the superconducting thin film layer 22 is maintained well. Not to mention getting
It is also convenient for electrode formation when current is taken out to an external circuit.
【００１５】なお、前記実施例においては、ＣＦ4 ガス
によるエッチングの後にＡｒガスによるエッチングを行
っているが、図６に示すように、後段階のエッチングに
おいてもＣＦ4 ガスにより行う、即ち全てのエッチング
をＣＦ4 ガスにより行えば、図７に示すように、白金薄
膜層２３上に、順次、Ｎｂ薄膜層２４Ｃ及びＧａイオン
被照射層２５とがエッチングされずに構成されているス
トリップライン２０を作成できる。[0015] In the above embodiment, although etching is performed with Ar gas after etching with CF 4 gas, as shown in FIG. 6, performed by a CF 4 gas is also in the etching of the rear stage, i.e. all If the etching is performed with CF 4 gas, as shown in FIG. 7, the strip line 20 is formed on the platinum thin film layer 23 in sequence without etching the Nb thin film layer 24C and the Ga ion irradiation layer 25. Can be created.
【００１６】また、基板１０をＭｇＯの単結晶により形
成するようにしたが、これに代えて、ＳｒＴｉＯ3 やＬ
ａＡｌＯ3 により基板１０を形成するようにしてもよ
い。更に、前記実施例においては、超伝導薄膜層２２を
Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏにより形成するようにした
例について説明したが、これに限らす、例えば、Ｙ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ（Ｔｃｚｅｒｏ＝９５Ｋ）により、超伝導
薄膜層２２を形成するように実施してもよい。かかる場
合、超伝導薄膜層２２を形成した後、白金薄膜層及Ｎｂ
薄膜層をそれぞれ５００オングストローム及び１５００
オングストロームにて形成し、前記実施例と同様にして
酸化物超伝導薄膜ストリップラインを作製すれば、Ｔｃ
の劣化は、各線幅０．２μｍ、０．３μｍ、０．５μｍ
及び１．０μｍのいずれの場合も５Ｋ以下であった。Although the substrate 10 is made of MgO single crystal, it may be replaced by SrTiO 3 or L.
The substrate 10 may be formed of aAlO 3 . Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the superconducting thin film layer 22 is formed of Bi-Sr-Ca-Cu-O has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, Y-B.
The superconducting thin film layer 22 may be formed of a-Cu-O (Tczero = 95K). In such a case, after forming the superconducting thin film layer 22, the platinum thin film layer and the Nb
Thin film layers of 500 Å and 1500 respectively
If the oxide superconducting thin film stripline is formed in the same manner as in the above-mentioned embodiment by forming the thin film with Tc,
Of the line width is 0.2μm, 0.3μm, 0.5μm
And 1.0 μm, the value was 5 K or less.
【００１７】また、前記実施例においては、白金薄膜層
２３をオーミック接触層としてＮｂ薄膜層２４及び超伝
導層２２との間に介装するようにしたが、これに代え
て、金薄膜層或いは銀薄膜層をオーミック接触層として
Ｎｂ薄膜層２４及び超伝導層２２との間に介装するよう
にして実施しても、前記実施例と同様に良好なオーミッ
ク接触を確保できる。Further, in the above-described embodiment, the platinum thin film layer 23 is interposed between the Nb thin film layer 24 and the superconducting layer 22 as an ohmic contact layer, but instead of this, a gold thin film layer or Even when the silver thin film layer is used as an ohmic contact layer so as to be interposed between the Nb thin film layer 24 and the superconducting layer 22, a good ohmic contact can be ensured as in the above-mentioned embodiment.
【００１８】[0018]
【発明の効果】本発明の作製方法によれば、サブミクロ
ンオーダーの幅でのＧａイオン照射をＮｂ薄膜層に行え
ば、サブミクロンオーダーの幅の酸化物超伝導薄膜スト
リップラインの形成が前記超伝導薄膜層の本来の超伝導
特性を維持しつつ実現でき、また、酸化物超伝導薄膜ス
トリップラインをマスクすることなく形成でき、そのた
め酸化物超伝導薄膜ストリップラインの形成コストの軽
減が可能となる。According to the manufacturing method of the present invention, if Ga ion irradiation with a width of submicron order is performed on the Nb thin film layer, the oxide superconducting thin film stripline with a width of submicron order is formed. It can be realized while maintaining the original superconducting properties of the conductive thin film layer, and it can be formed without masking the oxide superconducting thin film stripline, thus reducing the cost of forming the oxide superconducting thin film stripline. .
【００１９】また、前記超伝導薄膜層を流れる電流が限
界電流を超えたりして同超伝導薄膜層が破壊されたとし
ても、前記Ｎｂ薄膜層及び／又はオーミック接触層が補
助的に迂回電流路としての役割を果たすので、従来のよ
うに超伝導薄膜層が破壊した場合のフェイルセーフ的な
補助回路を設ける必要もない。更に、前記Ｎｂ薄膜層と
前記超伝導薄膜層との間に前記オーミック接触層を介装
させるようにしたので、前記Ｎｂ薄膜層と超伝導薄膜層
との間のオーミック接触を良好に維持し得るのは勿論の
こと、外部回路へ電流を取り出す場合の電極形成にも便
利である。Further, even if the current flowing through the superconducting thin film layer exceeds the limiting current and the superconducting thin film layer is destroyed, the Nb thin film layer and / or the ohmic contact layer supplementarily operates as a bypass current path. Therefore, it is not necessary to provide a fail-safe auxiliary circuit when the superconducting thin film layer is destroyed, unlike the conventional case. Further, since the ohmic contact layer is interposed between the Nb thin film layer and the superconducting thin film layer, good ohmic contact can be maintained between the Nb thin film layer and the superconducting thin film layer. Of course, it is also convenient for forming electrodes when current is taken out to an external circuit.
【図１】本発明に係る酸化物超伝導薄膜ストリップライ
ンの一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an oxide superconducting thin film strip line according to the present invention.
【図２】酸化物超伝導薄膜ストリップラインを作製する
ためのＧａイオン照射前の状態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state before Ga ion irradiation for producing an oxide superconducting thin film stripline.
【図３】Ｇａイオンを照射した状態を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which Ga ions are irradiated.
【図４】Ｎｂ薄膜層をＣＦ4 ガスによるエッチングによ
り除去した状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where the Nb thin film layer is removed by etching with CF 4 gas.
【図５】白金薄膜層、超伝導薄膜層及びバッファ層をＡ
ｒガスによるエッチングにより除去する状態を示す断面
図である。FIG. 5 shows a platinum thin film layer, a superconducting thin film layer and a buffer layer
It is sectional drawing which shows the state removed by the etching by r gas.
【図６】白金薄膜層、超伝導薄膜層及びバッファ層をＣ
Ｆ4 ガスによるエッチングにより除去する状態を示す断
面図である。FIG. 6 shows a platinum thin film layer, a superconducting thin film layer and a buffer layer as C
F 4 is a sectional view showing a state of removing by etching with gas.
【図７】図６に示すエッチングにより作成される酸化物
超伝導薄膜ストリップラインの他実施例を示す断面図で
ある。7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the oxide superconducting thin film strip line formed by the etching shown in FIG.
１０；基板、２０；酸化物超伝導薄膜ストリップライ
ン、２１；バッファ層、２２；超伝導薄膜層、２３；白
金薄膜層、２４；Ｎｂ薄膜層、２５；Ｇａイオン被照射
Ｎｂ層。10; Substrate, 20; Oxide superconducting thin film strip line, 21; Buffer layer, 22; Superconducting thin film layer, 23; Platinum thin film layer, 24; Nb thin film layer, 25; Ga ion irradiation Nb layer.
Claims (2)
上にオーミック接触層を形成する工程と、このオーミッ
ク接触層上にＮｂ薄膜層を生成する工程と、前記Ｎｂ薄
膜層の表面の幅方向中間部位にその長手方向に沿いＧａ
イオンを照射してＧａイオン被照射層を形成する工程
と、前記Ｇａイオン被照射層並びにこのＧａイオン被照
射層とこれに対応する前記基板の部分との間の前記Ｎｂ
薄膜層、オーミック接触層及び酸化物超伝導薄膜層の各
部分を除く前記Ｎｂ薄膜層、オーミック接触層及び酸化
物超伝導薄膜の残余の各部分をエッチングにより除去し
て酸化物超伝導薄膜ストリップラインを形成する工程と
からなる酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作製方
法。1. A step of forming an ohmic contact layer on an oxide superconducting thin film layer formed on a substrate, a step of forming an Nb thin film layer on the ohmic contact layer, and a step of forming a surface of the Nb thin film layer. Ga along the longitudinal direction at the middle portion in the width direction
Irradiating ions to form a Ga ion irradiation layer, and the Nb between the Ga ion irradiation layer and the portion of the substrate corresponding to the Ga ion irradiation layer.
Oxide superconducting thin film stripline by etching away the remaining portions of the Nb thin film layer, ohmic contact layer and oxide superconducting thin film except for the thin film layer, ohmic contact layer and the oxide superconducting thin film layer. And a step of forming an oxide superconducting thin film stripline.
上にオーミック接触層を形成する工程と、このオーミッ
ク接触層上にＮｂ薄膜層を生成する工程と、前記Ｎｂ薄
膜層の表面の幅方向中間部位にその長手方向に沿いＧａ
イオンを照射してＧａイオン被照射層を形成する工程
と、前記Ｇａイオン被照射層並びにこのＧａイオン被照
射層とこれに対応する前記基板の部分との間の前記Ｎｂ
薄膜層の部分を除く前記Ｎｂ薄膜層の残余の各部分をエ
ッチングにより除去する工程と、このＧａイオン被照射
層とこれに対応する前記基板の部分との間のオーミック
接触層及び酸化物超伝導薄膜層の各部分を除く前記Ｎｂ
薄膜層、オーミック接触層及び酸化物超伝導薄膜の残余
の各部分、並びに前記Ｇａイオン被照射層及び該Ｇａイ
オン被照射層とこれに対応する前記基板の部分との間の
前記Ｎｂ薄膜層の一部若しくは全部をエッチングにより
除去して酸化物超伝導薄膜ストリップラインを形成する
工程とからなる酸化物超伝導薄膜ストリップラインの作
製方法。2. A step of forming an ohmic contact layer on the oxide superconducting thin film layer formed on a substrate, a step of forming an Nb thin film layer on the ohmic contact layer, and a step of forming a surface of the Nb thin film layer. Ga along the longitudinal direction at the middle portion in the width direction
Irradiating ions to form a Ga ion irradiation layer, and the Nb between the Ga ion irradiation layer and the portion of the substrate corresponding to the Ga ion irradiation layer.
A step of etching away the remaining portions of the Nb thin film layer except the thin film layer portion, and an ohmic contact layer and oxide superconductivity between the Ga ion irradiated layer and the corresponding portion of the substrate. The Nb except each part of the thin film layer
A thin film layer, an ohmic contact layer, and each remaining portion of the oxide superconducting thin film; and a Ga ion irradiated layer and the Nb thin film layer between the Ga ion irradiated layer and a corresponding portion of the substrate. A method for producing an oxide superconducting thin film stripline, which comprises a step of removing a part or the whole by etching to form an oxide superconducting thin film stripline.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09206193A JP3212749B2 (en) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | Fabrication method of oxide superconducting thin film stripline |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09206193A JP3212749B2 (en) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | Fabrication method of oxide superconducting thin film stripline |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283773A true JPH06283773A (en) | 1994-10-07 |
| JP3212749B2 JP3212749B2 (en) | 2001-09-25 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09206193A Expired - Fee Related JP3212749B2 (en) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | Fabrication method of oxide superconducting thin film stripline |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3212749B2 (en) |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP09206193A patent/JP3212749B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JP3212749B2 (en) | 2001-09-25 |
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