JPH0634418B2 - 超電導素子の作製方法 - Google Patents
超電導素子の作製方法Info
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- JPH0634418B2 JPH0634418B2 JP62223675A JP22367587A JPH0634418B2 JP H0634418 B2 JPH0634418 B2 JP H0634418B2 JP 62223675 A JP62223675 A JP 62223675A JP 22367587 A JP22367587 A JP 22367587A JP H0634418 B2 JPH0634418 B2 JP H0634418B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 本発明は、酸化物系超電導（超電導とも表すがここでは
超電導と記す）材料を用いた固体電子ディバイスに関す
る。
超電導と記す）材料を用いた固体電子ディバイスに関す
る。
本発明は、入力端子と出力端子とを有する横接合型ジョ
セフソン素子またはかかる構造に制御用電極を用いた４
端子（３端子を含む）素子の作製方法を関する。本発明
は、かかる素子に増幅機能、スイッチ機能を有せしめる
とともに、入力信号を制御用入力に印加することにより
出力信号を出力より検出せしめんとするものである。
セフソン素子またはかかる構造に制御用電極を用いた４
端子（３端子を含む）素子の作製方法を関する。本発明
は、かかる素子に増幅機能、スイッチ機能を有せしめる
とともに、入力信号を制御用入力に印加することにより
出力信号を出力より検出せしめんとするものである。
「従来の技術」 従来、超電導材料、例えばNb-Ge 系（例としてはNb3G
e）等の金属材料を用いて固体電子ディバイスを作る試
みがなされてきた。
e）等の金属材料を用いて固体電子ディバイスを作る試
みがなされてきた。
その代表が第１図に示すジョセフソン素子である。この
ジョセフソン素子は、超電導現象とトンネル電流現象と
を組み合わせ、スイッチングを行わんとするもので、２
端子回路よりなっている。
ジョセフソン素子は、超電導現象とトンネル電流現象と
を組み合わせ、スイッチングを行わんとするもので、２
端子回路よりなっている。
このジョセフソン接合型の素子は第１図に示す如く、第
１の超電導性材料(21)の上面にトンネル電流を流し得る
厚さで絶縁膜(23)を形成し、さらにその上に第２の超電
導性材料(24)を積層するものであった。そしてトンネル
電流を上下方向に流さんとする縦接合型に関するもので
ある。
１の超電導性材料(21)の上面にトンネル電流を流し得る
厚さで絶縁膜(23)を形成し、さらにその上に第２の超電
導性材料(24)を積層するものであった。そしてトンネル
電流を上下方向に流さんとする縦接合型に関するもので
ある。
「従来の問題点」 しかし、かかる基板表面に密接した絶縁膜を用いてジョ
セフソン素子の構成をする場合、基板表面またはその近
傍においては酸化物超電導性材料を用いる限り、酸素が
欠乏してしまう傾向があった。そしてこの表面またはそ
の近傍で超電導性すらなくなってしまう場合があった。
本発明はかかる欠点を除去するためにされたものであ
る。
セフソン素子の構成をする場合、基板表面またはその近
傍においては酸化物超電導性材料を用いる限り、酸素が
欠乏してしまう傾向があった。そしてこの表面またはそ
の近傍で超電導性すらなくなってしまう場合があった。
本発明はかかる欠点を除去するためにされたものであ
る。
さらに本発明はかかる表面の酸素濃度敏感性の欠点を除
去するにある。
去するにある。
本発明はかかる欠点を除去し、表面に用いない構成を有
せしめるジョセフソン素子を作らんとするものである。
さらに加えて、超高周波動作を４端子回路素子、即ち入
力信号を加える制御用電極および出力信号を導出する電
極とに有せしめんとするものである。
せしめるジョセフソン素子を作らんとするものである。
さらに加えて、超高周波動作を４端子回路素子、即ち入
力信号を加える制御用電極および出力信号を導出する電
極とに有せしめんとするものである。
「問題を解決すべき手段」 本発明はかかる問題を解決するため、非超電導性の絶縁
性表面を有する基板上に、この基板上面にab面(c軸に垂
直な面をｃ面即ちab面という) を平行になるように配向
させた単結晶または多結晶構造を有する超電導性材料を
用いた。この酸化物超電導材料は変形ペルブスカイト構
造を有し、ab面に平行な方向に電流がｃ軸方向に比べて
100 倍以上流すことができる。このため、この方向を基
板の上面と平行にすることは大電流密度を作るために有
効である。さらにかくすると、この構造における変形ペ
ルブスカイト構造における表面またはその近傍での酸化
のぬけをより防ぐことができる。加えてこの上面に保護
膜を設け、この表面での酸素を内部と同じまたは多めに
することに対しても、すべての領域でより均一にするこ
とができる。かかる配向した薄膜を選択的に設け、その
一部領域（中央部または設計上必要な領域）およびその
外周辺の他の素子との絶縁分離用に、超電導材料を横切
って、動作温度で有限抵抗を有する第１の酸化物超電導
性材料を設ける。そしてその超電導材料一方および他方
には抵抗が零になる第２の酸化物超電導性材料を設け
る。そしてこの一対の第２の超電導性材料間には電流好
ましくはトンネル電流を流し得る構成を有せしめてい
る。
性表面を有する基板上に、この基板上面にab面(c軸に垂
直な面をｃ面即ちab面という) を平行になるように配向
させた単結晶または多結晶構造を有する超電導性材料を
用いた。この酸化物超電導材料は変形ペルブスカイト構
造を有し、ab面に平行な方向に電流がｃ軸方向に比べて
100 倍以上流すことができる。このため、この方向を基
板の上面と平行にすることは大電流密度を作るために有
効である。さらにかくすると、この構造における変形ペ
ルブスカイト構造における表面またはその近傍での酸化
のぬけをより防ぐことができる。加えてこの上面に保護
膜を設け、この表面での酸素を内部と同じまたは多めに
することに対しても、すべての領域でより均一にするこ
とができる。かかる配向した薄膜を選択的に設け、その
一部領域（中央部または設計上必要な領域）およびその
外周辺の他の素子との絶縁分離用に、超電導材料を横切
って、動作温度で有限抵抗を有する第１の酸化物超電導
性材料を設ける。そしてその超電導材料一方および他方
には抵抗が零になる第２の酸化物超電導性材料を設け
る。そしてこの一対の第２の超電導性材料間には電流好
ましくはトンネル電流を流し得る構成を有せしめてい
る。
この有限抵抗を有する材料は、超電導性材料に不純物を
添加し、この不純物により超電導性を破壊せしめたもの
である。さらにこの第１の超電導性材料（出発状態が超
電導性材料であり、不純物の添加により絶縁性等の物性
を有せしめるため、以下においても第１の超電導性材料
という）の上面または下面には、ここを流れる電流を制
御する制御用電極が設けられている。この制御用電極と
超電導材料との間に、電流の授受を禁止すべき被膜、特
に絶縁膜が設けられている。
添加し、この不純物により超電導性を破壊せしめたもの
である。さらにこの第１の超電導性材料（出発状態が超
電導性材料であり、不純物の添加により絶縁性等の物性
を有せしめるため、以下においても第１の超電導性材料
という）の上面または下面には、ここを流れる電流を制
御する制御用電極が設けられている。この制御用電極と
超電導材料との間に、電流の授受を禁止すべき被膜、特
に絶縁膜が設けられている。
本発明は、有限抵抗を有する第１の酸化物超電導性材料
として、抵抗零の第２の酸化物超電導性材料における所
定の位置にイオン注入法等により不純物を添加して第１
の有効抵抗を有する酸化物材料としたものである。
として、抵抗零の第２の酸化物超電導性材料における所
定の位置にイオン注入法等により不純物を添加して第１
の有効抵抗を有する酸化物材料としたものである。
この不純物は、酸化物超電導性材料を構成する元素、例
えばY(イットリウム),銅(Cu)，バリウム(Ba)，酸素(O)
を必要以上に添加して、超電導特性を停止させてもよ
い。かかる不純物は超電導を呈する化学量論比を狂わせ
る程度に多量に添加する必要がある。具体的には、５×
1019〜５×1022cm-3のオーダである。
えばY(イットリウム),銅(Cu)，バリウム(Ba)，酸素(O)
を必要以上に添加して、超電導特性を停止させてもよ
い。かかる不純物は超電導を呈する化学量論比を狂わせ
る程度に多量に添加する必要がある。具体的には、５×
1019〜５×1022cm-3のオーダである。
しかし酸素は注入した領域で超電導特性を有する領域と
の界面に再結合中心を作りやすいため、あまり好ましく
ない。また、その後の熱アニールにおいて外部に脱気し
やすく、熱アニールを行わない時のみ有効である。
の界面に再結合中心を作りやすいため、あまり好ましく
ない。また、その後の熱アニールにおいて外部に脱気し
やすく、熱アニールを行わない時のみ有効である。
また、他の不純物として銅(Cu)，希土類元素，鉄(Fe)，
ニッケル(Ni)，コバルト(Co)，珪素(Si),ゲルマニウム
(Ge)，ホウ素(B)，アルミニウム(Al),ガリウム(Ga),リ
ン(P),チタン(Ti),タンタル(Ta),マグネシウム(Mg)より
選ばれた１種類または複数種類がある。かかる場合、そ
の不純物の濃度は５×1018〜６×1021cm-3とした。
ニッケル(Ni)，コバルト(Co)，珪素(Si),ゲルマニウム
(Ge)，ホウ素(B)，アルミニウム(Al),ガリウム(Ga),リ
ン(P),チタン(Ti),タンタル(Ta),マグネシウム(Mg)より
選ばれた１種類または複数種類がある。かかる場合、そ
の不純物の濃度は５×1018〜６×1021cm-3とした。
本発明の超電導素子の１例を第２図(A) に示す。
この図面において、第１の酸化物超電導性材料(4) とす
るため、第２の酸化物超電導性材料(3),(5)に加速電圧5
0〜2000KeV で、これらの不純物をイオン化し注入する
いわゆるイオン注入法により、第２の超電導性材料を横
切って（上下および図面の前後方向のすべてに対し）添
加する。そしてその厚さ（第２図(A) の(4) の左右方
向）を可能なかぎり薄く、好ましくは1000Å以下とし、
ジョセフソン接合効果を有すべくせしめた。
るため、第２の酸化物超電導性材料(3),(5)に加速電圧5
0〜2000KeV で、これらの不純物をイオン化し注入する
いわゆるイオン注入法により、第２の超電導性材料を横
切って（上下および図面の前後方向のすべてに対し）添
加する。そしてその厚さ（第２図(A) の(4) の左右方
向）を可能なかぎり薄く、好ましくは1000Å以下とし、
ジョセフソン接合効果を有すべくせしめた。
この領域(4) よりも２〜10倍の濃度(3〜20原子%)で周辺
部(20)に対しAl,Mg を添加した。
部(20)に対しAl,Mg を添加した。
本発明は、さらにかかる２端子素子に加えて、一対の出
力用の酸化物超電導性材料間に連結した電極の間に、十
分大きい電気抵抗、好ましくは第１の超電導材料の電気
抵抗よりも10倍以上の電気抵抗を有する被膜をその上
面、下面または両面に設けそれに密接して制御電極を設
けたものである。
力用の酸化物超電導性材料間に連結した電極の間に、十
分大きい電気抵抗、好ましくは第１の超電導材料の電気
抵抗よりも10倍以上の電気抵抗を有する被膜をその上
面、下面または両面に設けそれに密接して制御電極を設
けたものである。
かかる２例を第２図(B),(C) に示す。
本発明においては、この制御用電極と超電導被膜との間
に、酸化物超電導性材料の電気抵抗より十分大きい電気
抵抗を有する被膜、好ましくは絶縁膜(11)を設け、入力
端子である酸化物超電導材料よりなる制御用電極(10)か
ら電圧を印加させ、その下側の第１の酸化物超電導性材
料(4) に電圧を印加する。この材料は、完全に超電導を
有する状態とまったく超電導を有さない状態の中間状態
（一部が超電導性を有し、一部が非超電導性の状態、即
ちTcオンセットとTco との間の温度領域の状態）また半
導体または絶縁体特性を有するため、自らのポテンシャ
ルを入力の制御用電極に加えられた電圧に従って変化、
制御させることができる。
に、酸化物超電導性材料の電気抵抗より十分大きい電気
抵抗を有する被膜、好ましくは絶縁膜(11)を設け、入力
端子である酸化物超電導材料よりなる制御用電極(10)か
ら電圧を印加させ、その下側の第１の酸化物超電導性材
料(4) に電圧を印加する。この材料は、完全に超電導を
有する状態とまったく超電導を有さない状態の中間状態
（一部が超電導性を有し、一部が非超電導性の状態、即
ちTcオンセットとTco との間の温度領域の状態）また半
導体または絶縁体特性を有するため、自らのポテンシャ
ルを入力の制御用電極に加えられた電圧に従って変化、
制御させることができる。
本発明に用いられる制御用電極と材料との中間に介在す
る被膜の絶縁性は、もし入力信号を与える時の電流をも
機能上において無視させ得るならば、除去してしまって
も、またその間に介在させる被膜の抵抗を10倍以下とし
たものでも可である。
る被膜の絶縁性は、もし入力信号を与える時の電流をも
機能上において無視させ得るならば、除去してしまって
も、またその間に介在させる被膜の抵抗を10倍以下とし
たものでも可である。
本発明の第２図では、第２の酸化物超電導材料(3),(5)
を全体に形成し、所望の形状の外周辺に本発明に用いる
不純物を多量に添加して隣の素子との絶縁分離(20)をは
かる。そのため前記した如き不純物を添加した後、これ
ら全体を400 〜1000℃、0.5 〜50時間、例えば800 ℃で
３時間および400 ℃,1時間酸素中でアニールを行い、こ
の不純物を酸化または酸化物超電導材料に一部を置換せ
しめるとともに、結晶構造を整えた。
を全体に形成し、所望の形状の外周辺に本発明に用いる
不純物を多量に添加して隣の素子との絶縁分離(20)をは
かる。そのため前記した如き不純物を添加した後、これ
ら全体を400 〜1000℃、0.5 〜50時間、例えば800 ℃で
３時間および400 ℃,1時間酸素中でアニールを行い、こ
の不純物を酸化または酸化物超電導材料に一部を置換せ
しめるとともに、結晶構造を整えた。
第２図の構造を略記する。(A) において、非超電導性を
有する絶縁表面を有する基体(1) 上の第１の酸化物超電
導性材料(4) および第２の酸化物超電導性材料(3) およ
び(5) および絶縁分離領域(20)を構成せしめる。その出
力用の一対の電極・リード(8),(9) を多層配線とし、こ
れも酸化物超電導材料で形成する。この電極(9) と(5)
とのコンタクトは共に酸化物超電導材料であり、かつそ
の配向がab面を基板と平行に作ってあるため、何ら問題
はない。
有する絶縁表面を有する基体(1) 上の第１の酸化物超電
導性材料(4) および第２の酸化物超電導性材料(3) およ
び(5) および絶縁分離領域(20)を構成せしめる。その出
力用の一対の電極・リード(8),(9) を多層配線とし、こ
れも酸化物超電導材料で形成する。この電極(9) と(5)
とのコンタクトは共に酸化物超電導材料であり、かつそ
の配向がab面を基板と平行に作ってあるため、何ら問題
はない。
かくしてジョセフソン素子を構成せしめ第３図の特性を
得た。
得た。
第２図(B) は制御用電極(10)が第１の酸化物超電導性材
料(4) の上方に設けられ、この電極と多層配線用電極・
リード(8),(9) がともに酸化物超電導材料によりできて
いる。第２図(C) では、被膜は酸化物超電導性材料(4)
の上下両面に設けられ、さらに制御用電極がそれぞれ(1
0),(10′)として設けられている。
料(4) の上方に設けられ、この電極と多層配線用電極・
リード(8),(9) がともに酸化物超電導材料によりできて
いる。第２図(C) では、被膜は酸化物超電導性材料(4)
の上下両面に設けられ、さらに制御用電極がそれぞれ(1
0),(10′)として設けられている。
層間絶縁物(11),(11″) も分離領域と同じく不純物を１
〜20原子％添加し、同一熱膨張係数材料またはこれを主
成分とするとよい。
〜20原子％添加し、同一熱膨張係数材料またはこれを主
成分とするとよい。
「作用」 かかる構造とすることにより、入力信号と出力信号とを
独立関数として制御でき、かつこの素子をスイッチング
用素子、増幅機能を有する素子として用いることができ
る。
独立関数として制御でき、かつこの素子をスイッチング
用素子、増幅機能を有する素子として用いることができ
る。
酸化物超電導材料は基板の面と平行にab面をそろえたた
め、酸化物超電導材料をともに用いた多層配線に対して
もオーム接触がコンタクト部で行い得た。
め、酸化物超電導材料をともに用いた多層配線に対して
もオーム接触がコンタクト部で行い得た。
本発明は、同一基板上に複数個の固体素子を作ることが
でき、かかる素子を設計論理に基づき連結することによ
り、超電導集積回路を作らんとした時、その相互配線を
抵抗零で作ることができる。
でき、かかる素子を設計論理に基づき連結することによ
り、超電導集積回路を作らんとした時、その相互配線を
抵抗零で作ることができる。
以下に図面に従って実施例を説明する。
「実施例１」 この実施例は第２図(A) の構造を示す。
基板としてYSZ(イットリューム・スタビライズド・ジル
コン) を用いた。これはその上にスクリーン印刷法、ス
パッタ法、MBE(モレキュラ・ビーム・エピタキシャル)
法、CVD(気相反応) 法等を用いて酸化物超電導材料を形
成させる。この超電導材料の１例として、(A1-x Bx)yCu
zOw,x ＝０〜1,y ＝2.0 4.0 好ましくは2.5 〜3.5,z＝
１〜４好ましくは1.5 〜3.5,Ｗ＝４〜10好ましくは６〜
８を有する。Ａは、Y(イットリウム),Gd( ガドリニウ
ム),Yb( イッテルビウム),Eu( ユーロピウム),Tb( テル
ビウム),Dy( ジスプロシウム),Ho ( ホルミウム),Er(
エルビウム),Tm( ツリウム),Lu( ルテチウム),Sc( スカ
ンジウム) またはその他の元素周期表IIIａ族の１つま
たは複数種類より選ばれる。
コン) を用いた。これはその上にスクリーン印刷法、ス
パッタ法、MBE(モレキュラ・ビーム・エピタキシャル)
法、CVD(気相反応) 法等を用いて酸化物超電導材料を形
成させる。この超電導材料の１例として、(A1-x Bx)yCu
zOw,x ＝０〜1,y ＝2.0 4.0 好ましくは2.5 〜3.5,z＝
１〜４好ましくは1.5 〜3.5,Ｗ＝４〜10好ましくは６〜
８を有する。Ａは、Y(イットリウム),Gd( ガドリニウ
ム),Yb( イッテルビウム),Eu( ユーロピウム),Tb( テル
ビウム),Dy( ジスプロシウム),Ho ( ホルミウム),Er(
エルビウム),Tm( ツリウム),Lu( ルテチウム),Sc( スカ
ンジウム) またはその他の元素周期表IIIａ族の１つま
たは複数種類より選ばれる。
ＢはBa( バリウム),Sr( ストロンチウム),Ca ( カルシ
ウム) の元素周期表IIａ族より選ばれた１種または複数
種の元素を用いる。特にその具体例として(YBa2)Cu3O６
〜８を用いた。またＡとして元素周期表における前記し
た元素以外のランタニド元素またはアクチニド元素を用
い得る。尚、本明細書における元素周期表は理化学辞典
（岩波書店 1963年４月１日発行）によるものである。
ウム) の元素周期表IIａ族より選ばれた１種または複数
種の元素を用いる。特にその具体例として(YBa2)Cu3O６
〜８を用いた。またＡとして元素周期表における前記し
た元素以外のランタニド元素またはアクチニド元素を用
い得る。尚、本明細書における元素周期表は理化学辞典
（岩波書店 1963年４月１日発行）によるものである。
この形成と同時またはその後に、600 〜 950℃の温度で
熱アニールを５〜20時間処理して作製しその後徐冷し
た。かくして第２の酸化物超電導性材料として超電導特
性を得、そのTco は91K であった。
熱アニールを５〜20時間処理して作製しその後徐冷し
た。かくして第２の酸化物超電導性材料として超電導特
性を得、そのTco は91K であった。
次に素子を作る領域の周辺(20)に対し、不純物例えばマ
グネシウムまたはアルミニウムを添加して絶縁化する。
さらに領域(4) に対しても不純物をこれより1/5 程度少
なくして添加するようにした。即ち第２図(A) におい
て、領域(3),(5) 上にフォトレジストを設け、このレジ
ストのない領域(4),(20)のみに選択的に、イオン注入法
により不純物が添加されるようにした。不純物であるア
ルミニウムまたはマグネシウムを５×1018〜６×1021cm
-3、例えば２×1020cm-3の濃度に添加した。この後フォ
トレジストを除去し、さらにこれら全体に分離領域(20)
と同一主成分の酸化物を多層として積層し(11)のパッシ
ベイション膜とした。この後これら全体を酸化性雰囲気
で約300 〜 950℃例えば700 ℃の温度にて全面を酸化
し、それぞれの膜同志をフィッティングせしめるととも
に、イオン注入法により酸素を酸化工程により化学量論
比より減少してしまった界面領域に必要に応じて添加し
た。前記した熱処理は予め添加された不純物を酸化し、
この領域を絶縁物に変成した。
グネシウムまたはアルミニウムを添加して絶縁化する。
さらに領域(4) に対しても不純物をこれより1/5 程度少
なくして添加するようにした。即ち第２図(A) におい
て、領域(3),(5) 上にフォトレジストを設け、このレジ
ストのない領域(4),(20)のみに選択的に、イオン注入法
により不純物が添加されるようにした。不純物であるア
ルミニウムまたはマグネシウムを５×1018〜６×1021cm
-3、例えば２×1020cm-3の濃度に添加した。この後フォ
トレジストを除去し、さらにこれら全体に分離領域(20)
と同一主成分の酸化物を多層として積層し(11)のパッシ
ベイション膜とした。この後これら全体を酸化性雰囲気
で約300 〜 950℃例えば700 ℃の温度にて全面を酸化
し、それぞれの膜同志をフィッティングせしめるととも
に、イオン注入法により酸素を酸化工程により化学量論
比より減少してしまった界面領域に必要に応じて添加し
た。前記した熱処理は予め添加された不純物を酸化し、
この領域を絶縁物に変成した。
この添加されるべき不純物の種類としては、第２の酸化
物超電導性材料を構成させる元素を用い、x,y,z,w の値
を変化させ、同じ処理を行って第１の酸化物超電導性材
料とすることは有効である。
物超電導性材料を構成させる元素を用い、x,y,z,w の値
を変化させ、同じ処理を行って第１の酸化物超電導性材
料とすることは有効である。
次に制御用電極(10)を他の第２の酸化物超電導性材料と
同じ酸化物超電導性材料により同様の方法で作製した。
出力用の電極はセラミック薄膜に密接し、オーム接触が
なされるべくした。かかる素子の電気特性を調べたとこ
ろ、第３図に示すジョセフソン特性を液体窒素温度で有
していることが判明した。
同じ酸化物超電導性材料により同様の方法で作製した。
出力用の電極はセラミック薄膜に密接し、オーム接触が
なされるべくした。かかる素子の電気特性を調べたとこ
ろ、第３図に示すジョセフソン特性を液体窒素温度で有
していることが判明した。
「効果」 本発明はこれまで２端子素子であった超電導素子を同一
基板上に集積化させて、同時に４端子素子をも構成させ
るようにしたことにある。その制御用電極下に、この電
極によりポテンシャルの変化するTcオンセットとTco と
の中間の状態を広い温度範囲で有する第１の酸化物超電
導性材料を設け、さらにその電極・リードを２層配線で
構成させるため、かかる温度領域では抵抗が零または零
に十分近い第２の酸化物超電導性材料で相互配線したも
のである。かくして、制御用電極の電圧に従って出力電
流を増幅し、かつ制御させることが可能となった。
基板上に集積化させて、同時に４端子素子をも構成させ
るようにしたことにある。その制御用電極下に、この電
極によりポテンシャルの変化するTcオンセットとTco と
の中間の状態を広い温度範囲で有する第１の酸化物超電
導性材料を設け、さらにその電極・リードを２層配線で
構成させるため、かかる温度領域では抵抗が零または零
に十分近い第２の酸化物超電導性材料で相互配線したも
のである。かくして、制御用電極の電圧に従って出力電
流を増幅し、かつ制御させることが可能となった。
このため、この超電導固体素子を同一基板に多数個設
け、集積化させることが可能となった。
け、集積化させることが可能となった。
本発明においては制御用電極を０ケまたは１ケ示した
が、これを２ケまたはそれ以上を直列または並列に設け
てもよい。
が、これを２ケまたはそれ以上を直列または並列に設け
てもよい。
この基板上に同時に選択的に周辺を絶縁物で分離した。
超電導コイルを作ってSQUID としてもよい。
超電導コイルを作ってSQUID としてもよい。
本発明において、酸化物超電導性材料という表題を用い
た。しかしこれは超電導材料が酸化物であることによ
る。その結晶構造は多結晶であっても、また単結晶であ
ってもよいことは、本発明の技術思想において明らかで
ある。特に単結晶構造の場合には、超電導材料を用いる
に際し、基板上にエピタキシァル成長をさせればよい。
た。しかしこれは超電導材料が酸化物であることによ
る。その結晶構造は多結晶であっても、また単結晶であ
ってもよいことは、本発明の技術思想において明らかで
ある。特に単結晶構造の場合には、超電導材料を用いる
に際し、基板上にエピタキシァル成長をさせればよい。
第１図は従来の超電導固体素子の縦断面図を示す。 第２図は本発明の超電導固体素子の縦断面図を示す。 第３図は本発明で作られた超電導固体素子の特性を示
す。
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−73172（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−206279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−238674（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−263482（ＪＰ，Ａ) ・Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．, ｖｏｌ．25，ｎｏ．７，（ＪＵＬＹ 1986），ｐｐ．1132〜1133 ・ＩＢＭ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｓ ｃｌｏｓｕｒｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，ｖｏ ｌ．23，ｎｏ．４，（Ｓｅｐ．1980）, ｐ．1683
Claims (4)
- 【請求項１】非超電導性表面を有する基体上に、前記基
体表面に平行にｃ面を有する抵抗が零となる酸化物超電
導性材料を選択的に形成する工程と、前記材料の一部領
域を垂直方向に横切って添加物を添加する工程とを有
し、前記領域により仕切られた前記超電導性材料の一方
より他方に電流が流れるべく前記添加される不純物の量
および厚さを制御したことを特徴とする超電導素子の作
製方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、添加物は
銅(Cu)，希土類元素、鉄(Fe),ニッケル(Ni),コバルト(C
o),珪素(Si),ゲルマニウム(Ge),ホウ素(B),アルミニウ
ム(Al),ガリウム(Ga),リン(P),チタン(Ti),タンタル(T
a),マグネシウム(Mg)より選ばれたことを特徴とする超
電導素子の作製方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、添加物は
イオン注入法により超電導性材料を横切って添加された
ことを特徴とする超電導素子の作製方法。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項において、添加物を
添加した後、酸化性雰囲気で400 〜1000℃の温度で熱処
理を施したことを特徴とする超電導素子の作製方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62223675A JPH0634418B2 (ja) | 1987-09-07 | 1987-09-07 | 超電導素子の作製方法 |
| CN88106594.3A CN1013161B (zh) | 1987-09-07 | 1988-09-07 | 制作超导图案的方法 |
| CN91100272.3A CN1020830C (zh) | 1987-09-07 | 1988-09-07 | 制作超导器件的方法 |
| EP88308384A EP0307246A3 (en) | 1987-09-07 | 1988-09-07 | Method of manufacturing superconducting devices |
| US07/525,686 US5051396A (en) | 1987-09-07 | 1990-05-21 | Method of manufacturing superconducting patterns by adding impurities |
| US07/829,531 US5401716A (en) | 1987-04-15 | 1992-02-03 | Method for manufacturing superconducting patterns |
| US08/323,088 US5512540A (en) | 1987-04-15 | 1994-10-14 | Method of manufacturing superconducting patterns |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62223675A JPH0634418B2 (ja) | 1987-09-07 | 1987-09-07 | 超電導素子の作製方法 |
| JP62231888A JPH0634419B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 超伝導装置の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6466978A JPS6466978A (en) | 1989-03-13 |
| JPH0634418B2 true JPH0634418B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=26525619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62223675A Expired - Fee Related JPH0634418B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-09-07 | 超電導素子の作製方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5051396A (ja) |
| EP (1) | EP0307246A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0634418B2 (ja) |
| CN (1) | CN1013161B (ja) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5232905A (en) * | 1987-01-30 | 1993-08-03 | Hitachi, Ltd. | High Tc superconducting device with weak link between two superconducting electrodes |
| US5242898A (en) * | 1987-03-30 | 1993-09-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of forming superconducting circuit |
| US5248658A (en) * | 1987-04-07 | 1993-09-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a superconducting oxide pattern by laser sublimation |
| US5401716A (en) * | 1987-04-15 | 1995-03-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing superconducting patterns |
| US5232903A (en) * | 1987-05-06 | 1993-08-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Oxide superconducting device having uniform oxygen concentration |
| US5225394A (en) * | 1987-08-31 | 1993-07-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing high Tc superconducting circuits |
| US4994435A (en) * | 1987-10-16 | 1991-02-19 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Laminated layers of a substrate, noble metal, and interlayer underneath an oxide superconductor |
| JPH03505803A (ja) * | 1988-07-02 | 1991-12-12 | ザ・ユニバーシティ・オブ・リバプール | 超電導体の活性化方法およびそれにより製造されたデバイス |
| US5362709A (en) * | 1988-09-22 | 1994-11-08 | Semiconductor Energy Laboratory, Co., Ltd. | Superconducting device |
| US5229360A (en) * | 1989-07-24 | 1993-07-20 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method for forming a multilayer superconducting circuit |
| JPH0355889A (ja) * | 1989-07-25 | 1991-03-11 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 超電導多層回路の製造方法 |
| US5173474A (en) * | 1990-04-18 | 1992-12-22 | Xerox Corporation | Silicon substrate having an epitaxial superconducting layer thereon and method of making same |
| US5358925A (en) * | 1990-04-18 | 1994-10-25 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Silicon substrate having YSZ epitaxial barrier layer and an epitaxial superconducting layer |
| JPH0472777A (ja) * | 1990-07-13 | 1992-03-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導デバイス用基板 |
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