JPH0653556A - 電子デバイス用基板 - Google Patents

電子デバイス用基板

Info

Publication number
JPH0653556A
JPH0653556A JP4220945A JP22094592A JPH0653556A JP H0653556 A JPH0653556 A JP H0653556A JP 4220945 A JP4220945 A JP 4220945A JP 22094592 A JP22094592 A JP 22094592A JP H0653556 A JPH0653556 A JP H0653556A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
film
crystal structure
electronic device
type crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4220945A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3145799B2 (ja
Inventor
Sadahiko Miura
貞彦 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP22094592A priority Critical patent/JP3145799B2/ja
Publication of JPH0653556A publication Critical patent/JPH0653556A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3145799B2 publication Critical patent/JP3145799B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サファイア単結晶基板上に、誘電損失が少な
くかつペロブスカイト型結晶構造を有する中間層を介し
てエピタキシャル成長した層状ペロブスカイト型結晶構
造の超伝導薄膜を具備した電子デバイス用基板を提供す
る。 【構成】 サファイア単結晶基板1上に、一般式がAB
3で表され、AとしてBa,Mg,Caから選定され
る一種の元素と、BとしてNb,Mg,Ta,Sn,Z
n,Ti,Zrから選定される一種以上の元素を含むペ
ロブスカイト型結晶構造の誘電体膜2を形成し、その上
に層状ペロブスカイト型結晶構造の超伝導薄膜3を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はサファイア単結晶基板、
誘電体層および超伝導体層からなる電子デバイス用基板
に関する。
【0002】
【従来の技術】Y1Ba2Cu3x、Bi2(Tl)2Sr
2Ca1Cu2xおよびBi2(Tl)2Sr2Ca2Cu3
xに代表される層状ペロブスカイト構造を有する超伝
導セラミックスは、超伝導状態となる臨界温度(Tc)
が液体窒素温度以上を示す高温超伝導材料であり、工業
的実用化材料として注目されている。これら高温超伝導
材料を電子デバイスへ応用する場合には、バルク並みの
Tcを有し、かつ特性の信頼性を高めるために欠陥の少
ない膜とすることが必要であり、これらの要求を満たす
ためには、単結晶膜を作製することが望ましい。単結晶
膜を得る方法としては、適当な単結晶基板上へエピタキ
シャル成長させる方法があり、従来、ジャパニーズ・ジ
ャーナル・オブ・アプライド・フィジックス(Japanese
Journal of Applied Physics)第27巻,1号,L91〜L93
頁に約90Kのゼロ抵抗温度を有するY1Ba2Cu3x
単結晶膜を作製した報告がある。さらにこれらの単結晶
膜をサファイア基板上に作製すれば、高性能なフィル
タ、共振器等の作製が可能となり、マイクロ波素子とし
ての超伝導材料の用途が拡大される。これを可能とする
技術として、アプライド・フィジックス・レターズ(Ap
plied Physics Letters)第57巻,pp409〜411に、サフ
ァイア単結晶基板上にSrTiO3誘電体膜を形成し、
その誘電体膜上に一般式がY1Ba2Cu3xで表される
層状ペロブスカイト型結晶構造を有する超伝導薄膜を作
製した報告がある。また、フィジカ・C(Physica C)
第162〜第164巻,659〜660頁には、サファイア単結晶基
板上にMgO誘電体膜を形成し、その誘電体膜上に、一
般式がY1Ba2Cu3xで表される層状ペロブスカイト
型結晶構造を有する超伝導薄膜を作製した報告がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、サファイア単結
晶基板上に例えばY1Ba2Cu3x超伝導薄膜をエピタ
キシャル成長させる場合、中間層としてSrTiO3
MgOが検討されてきた。しかし、SrTiO3はGH
z周波数帯での誘電損失が大きいので、酸化物超伝導体
をマイクロ波の受動素子に応用しようとすると誘電損失
による性能の低下が問題となる。一方、中間層としてM
gOを用いた場合、Y1Ba2Cu3xとMgOの結晶構
造が異なっているため、上部Y1Ba2Cu3x膜のエピ
タキシャル性が悪くなり、酸化物超伝導体をマイクロ波
の受動素子に応用しようとすると膜質の劣化による性能
の低下が問題となる。本発明は、上記従来技術の問題を
解決するもので、誘電損失が少なく、かつペロブスカイ
ト型結晶構造を有する中間層を介して、エピタキシャル
成長した層状ペロブスカイト型結晶構造の超伝導薄膜を
有する電子デバイス用基板を提供することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、サファイア単
結晶基板上に誘電体膜と超伝導化合物層とを順次積層形
成してなる電子デバイス用基板において、誘電体膜は一
般式がABO3(式中、AはBa,MgおよびCaから
選定される一種の元素を示し、BはNb,Mg,Ta,
Sn,Zn,TiおよびZrから選定される一種以上の
元素を示す。)で表されるペロブスカイト型結晶構造を
有する材料よりなり、超伝導化合物層は層状ペロブスカ
イト型結晶構造を有する材料よりなることを特徴とする
電子デバイス用基板である。本発明において、層状ペロ
ブスカイト型結晶構造を有する材料は、一般式がA1
2Cu3x(式中、AはYおよび希土類元素の群から
選ばれる一種の元素を示す。)で表される材料である
か、あるいは層状ペロブスカイト型結晶構造を有する材
料は、一般式がA22Ca1Cu2xあるいはA22
2Cu3x(式中、AはBi及びTlから選ばれる一
種の元素、BはSrおよびBaから選ばれる一種の元素
を示す。)で表される材料であることを好適とする。
【0005】
【作用】サファイア単結晶基板はGHz周波数での誘電
損失が低く、90Kにおいてtanδ<10-6,4.2
Kにおいてtanδ<10-8が報告されており、マイク
ロ波受動素子用基板として注目されている。本発明で
は、サファイア単結晶基板上に上部酸化物超伝導体と類
似の結晶構造を有する前述したような誘電体薄膜がエピ
タキシャル成長することを利用し、その誘電体膜を中間
層として用いる。本発明においては、サファイア単結晶
基板を用いて超伝導薄膜を形成していることから、マイ
クロ波集積回路技術、実装回路技術との融合化を図るこ
とができ、かつ中間層として低誘電損失の材料を用いて
いることから、高性能なフィルター、共振器等の開発が
可能になる等、本発明の波及効果は甚大である。
【0006】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。 実施例1 図1は、本発明の一実施例を示す断面図である。図にお
いて面方位がR面のサファイア単結晶基板1にBa(S
0.1Mg0.3Ta0.6)O3膜2をスパッタ法によりエピ
タキシャル成長させ、その上にY1Ba2Cu3x(単結
晶)膜3を反応性蒸着法によって形成した。Ba(Sn
0.1Mg0.3Ta0.6)O3のエピタキシャル膜2は、反応
性スパッタ法により、アルゴン,酸素混合ガスを用い、
酸素分圧1×10-1(Torr),基板温度600℃で
行った。その膜厚は0.2μmとした。X線回折法およ
び電子線回折法で(100)方位のBa(Sn0.1Mg
0.3Ta0.6)O3膜2がエピタキシャル成長した良質な
結晶性の膜であることを確認した。Y1Ba2Cu3x
ピタキシャル膜3は、反応性蒸着法により基板付近の酸
素分圧1〜4×10-2(Torr),基板温度640℃
で行った。膜厚は0.5μmとした。X線回折法、電子
線回折法および走査型電子顕微鏡により(001)方位
に配向した層状ペロブスカイト構造を有する結晶性、表
面平坦性に優れた良質なエピタキシャル膜であることを
確認した。この膜の抵抗−温度特性を4端子法で測定す
ることにより、ゼロ抵抗温度が90Kであることがわか
った。また、コープラナー共振器を試作し、液体窒素温
度,4GHzでQ値を測定すると、5000であり、良
好な値を示した。
【0007】実施例2 実施例1においてBa(Sn0.1Mg0.3Ta0.6)O3
代わりにBa(Mg,Ta)O3−Ba(Zn,Ta)
3膜をエピタキシャル成長した。成長は実施例1と同
様に反応性スパッタ法により行った。基板温度は600
℃とした。X線回折法および電子線回折法で(100)
方位のBa(Mg,Ta)O3−Ba(Zn,Ta)O3
膜がエピタキシャル成長した良質な結晶性の膜であるこ
とを確認した。さらにその上に実施例1と同様にしてY
1Ba2Cu3x膜を形成した。この膜はX線回折法、電
子線回折法および走査型電子顕微鏡により(001)方
位に配向した層状ペロブスカイト構造を有する結晶性、
表面平坦性に優れた良質なエピタキシャル膜であること
を確認した。この膜の抵抗−温度特性を4端子法で測定
することにより、ゼロ抵抗温度が89Kであることがわ
かった。また、Ba(Mg,Ta)O3−Ba(Zn,
Ta)O3の代わりにBa(Zn,Nb)O3−Ba(Z
n,Ta)O3,Ba(Zr,Zn,Ta)O3,MgT
iO3−CaTiO3を中間層として用いた場合も同様な
エピタキシャル成長した薄膜が得られることを確認し
た。
【0008】実施例3 実施例1においてY1Ba2Cu3xの代わりにBi2
2Ca1Cu2x膜をエピタキシャル成長した。成長は
実施例1と同様に反応性蒸着法により行った。基板温度
は680℃とした。X線回折法および電子線回折法によ
り(001)方向に配向した層状ペロブスカイト構造を
有する結晶性、表面平坦性に優れた良質なエピタキシャ
ル膜であることを確認した。この膜の抵抗−温度特性を
4端子法で測定することにより、ゼロ抵抗温度が85K
であることがわかった。また、Bi2Sr2Ca1Cu2
xの代わりにTl2Ba2Ca1Cu2xを用いた場合も同
様なエピタキシャル成長した薄膜が得られることを確認
した。
【0009】実施例4 実施例1においてY1Ba2Cu3xの代わりにBi2
2Ca2Cu3x膜をエピタキシャル成長した。成長は
実施例1と同様に反応性蒸着法により行った。基板温度
は730℃とした。X線回折法および電子線回折法によ
り(001)方向に配向した層状ペロブスカイト構造を
有する結晶性、表面平坦性に優れた良質なエピタキシャ
ル膜であることを確認した。この膜の抵抗−温度特性を
4端子法で測定することにより、ゼロ抵抗温度が107
Kであることがわかった。また、Bi2Sr2Ca2Cu3
xの代わりにTl2Ba2Ca2Cu3xを用いた場合も
同様なエピタキシャル成長した薄膜が得られることを確
認した。なお、本発明における誘電体膜および超伝導化
合物層は上記実施例記載のものに限定されず、請求項に
記載の材料であればすべて同様の結果が得られる。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば層
状ペロブスカイト構造を有する良質なエピタキシャル超
伝導薄膜を容易にサファイア単結晶基板上に形成するこ
とが可能となった。このため、超伝導機能素子と実装技
術とを一体化させることができ、本発明の工業的価値は
大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子デバイス用基板の一実施例の断面
図である。
【符号の説明】
1 サファイア単結晶基板 2 Ba(Sn0.1Mg0.3Ta0.6)O3膜 3 Y1Ba2Cu3x

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サファイア単結晶基板上に誘電体膜と超
    伝導化合物層とを順次積層形成してなる電子デバイス用
    基板において、誘電体膜は一般式がABO3(式中、A
    はBa,MgおよびCaから選定される一種の元素を示
    し、BはNb,Mg,Ta,Sn,Zn,TiおよびZ
    rから選定される一種以上の元素を示す。)で表される
    ペロブスカイト型結晶構造を有する材料よりなり、超伝
    導化合物層は層状ペロブスカイト型結晶構造を有する材
    料よりなることを特徴とする電子デバイス用基板。
  2. 【請求項2】 層状ペロブスカイト型結晶構造を有する
    材料は、一般式がA1Ba2Cu3x(式中、AはYおよ
    び希土類元素の群から選ばれる一種の元素を示す。)で
    表される材料である請求項1記載の電子デバイス用基
    板。
  3. 【請求項3】 層状ペロブスカイト型結晶構造を有する
    材料は、一般式がA22Ca1Cu2xあるいはA22
    Ca2Cu3x(式中、AはBi及びTlから選ばれる
    一種の元素、BはSrおよびBaから選ばれる一種の元
    素を示す。)で表される材料である請求項1記載の電子
    デバイス用基板。
JP22094592A 1992-07-29 1992-07-29 電子デバイス用基板及びその製造方法 Expired - Fee Related JP3145799B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22094592A JP3145799B2 (ja) 1992-07-29 1992-07-29 電子デバイス用基板及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22094592A JP3145799B2 (ja) 1992-07-29 1992-07-29 電子デバイス用基板及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0653556A true JPH0653556A (ja) 1994-02-25
JP3145799B2 JP3145799B2 (ja) 2001-03-12

Family

ID=16759017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22094592A Expired - Fee Related JP3145799B2 (ja) 1992-07-29 1992-07-29 電子デバイス用基板及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3145799B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0679615A1 (en) * 1994-03-31 1995-11-02 Council of Scientific and Industrial Research Ceramic substrates for superconducting films
US6487427B1 (en) * 1990-03-25 2002-11-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric resonator, dielectric filter, dielectric duplexer, and communications device having specific dielectric and superconductive compositions

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6487427B1 (en) * 1990-03-25 2002-11-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric resonator, dielectric filter, dielectric duplexer, and communications device having specific dielectric and superconductive compositions
EP0679615A1 (en) * 1994-03-31 1995-11-02 Council of Scientific and Industrial Research Ceramic substrates for superconducting films

Also Published As

Publication number Publication date
JP3145799B2 (ja) 2001-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5814584A (en) Compound in the series A2 MeSbO6 for use as substrates barrier-dielectric layers and passivating layers in high critical temperature superconducting devices
JP3188358B2 (ja) 酸化物超電導体薄膜の製造方法
JPH05335638A (ja) ジョセフソン接合構造体およびその作製方法
JPH05894A (ja) 複合酸化物超電導薄膜
JPH0218320B2 (ja)
JP3145799B2 (ja) 電子デバイス用基板及びその製造方法
JP3189403B2 (ja) 超電導接合を有する素子およびその作製方法
JP2641865B2 (ja) 電子デバイス用基板
JP2646683B2 (ja) 電子デバイス用基板
JP3250227B2 (ja) 電子デバイス用基板
JP4818614B2 (ja) 超電導積層体およびその製造方法、ジョセフソン接合素子、電子装置
JP2001302400A (ja) 酸化物超格子
JP4247867B2 (ja) サファイア基板への酸化物超伝導薄膜の製造方法
JPH04130679A (ja) 超電導接合
JP3696158B2 (ja) 超電導素子およびその製造方法
JPH01101677A (ja) 電子装置
JP2809557B2 (ja) 銅酸化物材料
JP2852753B2 (ja) 酸化物超伝導素子および酸化物超伝導体薄膜の製造方法
JP2883493B2 (ja) 超電導素子
JPH0563247A (ja) 超電導接合構造体およびその作製方法
JPH01241876A (ja) 電子デバイス用基板
JP4781526B2 (ja) Nd−Ba−Cu−O系高温超伝導膜及びその製造方法
JPH04130678A (ja) 超電導接合
JPH0582841A (ja) 超伝導多層配線構造およびその形成方法
JPH06112713A (ja) 基板の対向する両面上に高温超伝導体膜を作製する方法

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19991102

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees