JPH07202533A - 高温超伝導マイクロ波帯域通過フィルタおよびその製造方法 - Google Patents
高温超伝導マイクロ波帯域通過フィルタおよびその製造方法Info
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- JPH07202533A JPH07202533A JP28096994A JP28096994A JPH07202533A JP H07202533 A JPH07202533 A JP H07202533A JP 28096994 A JP28096994 A JP 28096994A JP 28096994 A JP28096994 A JP 28096994A JP H07202533 A JPH07202533 A JP H07202533A
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- high temperature
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は情報通信用受動素子、特に高周波領域
で性能が優秀な帯域通過フィルタの製造方法に関する。 【構成】 酸化物高温超伝導体のエピタクシャル薄膜を
形成する。そして、該薄膜に対し、フォトリソグラフィ
ック工程および混合蝕刻工程を適用することで、ＹＢＣ
Ｏ／ＭｇＯ／Ｃｒ／Ｃｕ／ＡｕまたはＹＢＣＯ／ＬａＡ
１０３／Ｃｒ／Ｃｒ／Ｃｕ／Ａｕ構造の高周波用帯域通
過フィルタを製造する。 【効果】 基板上に形成する回路パターンの精密度及び
鋭利度をはるかに高めることが出来る。
で性能が優秀な帯域通過フィルタの製造方法に関する。 【構成】 酸化物高温超伝導体のエピタクシャル薄膜を
形成する。そして、該薄膜に対し、フォトリソグラフィ
ック工程および混合蝕刻工程を適用することで、ＹＢＣ
Ｏ／ＭｇＯ／Ｃｒ／Ｃｕ／ＡｕまたはＹＢＣＯ／ＬａＡ
１０３／Ｃｒ／Ｃｒ／Ｃｕ／Ａｕ構造の高周波用帯域通
過フィルタを製造する。 【効果】 基板上に形成する回路パターンの精密度及び
鋭利度をはるかに高めることが出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温超伝導マイクロ波
帯域通過フィルタ及びその製造方法に関する。
帯域通過フィルタ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、移動通信及び衛星通信が飛躍的に
発展しつつある。このような通信は、既に一部には実用
化されているものの、まだ広く普及するには至っていな
い。
発展しつつある。このような通信は、既に一部には実用
化されているものの、まだ広く普及するには至っていな
い。
【０００３】
【解決しようとする課題】移動通信及び衛星通信をより
広く普及させるためには、大容量の情報を、高速、に、
且つ、特定周波領域の狭帯域でより雑音なくきれいに、
処理及び通信可能な情報・通信システムが必要となる。
そして、そのためには、これらのシステムを構成する高
周波部分品、特に、移動通信及び衛星通信用送受信シス
テムの核心要素の中の一つであるマイクロ波帯域通過フ
ィルタの特性向上が必要となる。
広く普及させるためには、大容量の情報を、高速、に、
且つ、特定周波領域の狭帯域でより雑音なくきれいに、
処理及び通信可能な情報・通信システムが必要となる。
そして、そのためには、これらのシステムを構成する高
周波部分品、特に、移動通信及び衛星通信用送受信シス
テムの核心要素の中の一つであるマイクロ波帯域通過フ
ィルタの特性向上が必要となる。
【０００４】本発明の目的は、より小型軽量で、かつ、
より高性能な高温超伝導マイクロ波帯域通過フィルタお
よびその製造方法を提供することを目的とする。
より高性能な高温超伝導マイクロ波帯域通過フィルタお
よびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】なお、本明細書中に用いている”蝕刻”と
いう用語は、”エッチング”に相当するものである。
いう用語は、”エッチング”に相当するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものでありその第１の態様として
は、平行結合線（１）と、該平行結合線（１）を外部回
路に接続するための入出力端（３）と、上記平行結合線
（１）よりも線幅の広い連結線（４）とを、含んで構成
される平行結合線方式のマイクロ波帯域通過フィルター
の回路パターンを、マイクロ波フィルター設計理論とマ
イクロ波部品開発用ソフトウエアを利用し、誘電体基板
の種類および基板の厚さを考慮して設計及び最適化する
第１の段階と、所定の誘電体基板（２）の上に、高温超
伝導体ＹＢＣＯのエピタキシャル薄膜（５）をパルスレ
ーザ蒸着法を利用して蒸着する第２の段階と、上記平行
結合線（１）と、上記入出力端（３）と、上記連結線
（４）とを、上記設計された回路パターンに従って上記
蒸着された高温超伝導体ＹＢＣＯのエピタキシャル薄膜
（５）の上に形成する第３の段階と、上記誘電体基板
（２）の裏面に、複数の金属層からなる接地平面を形成
する第４の段階と、を含んで構成される高温超伝導マイ
クロ波帯域通過フィルターの製造方法が提供される。
するためになされたものでありその第１の態様として
は、平行結合線（１）と、該平行結合線（１）を外部回
路に接続するための入出力端（３）と、上記平行結合線
（１）よりも線幅の広い連結線（４）とを、含んで構成
される平行結合線方式のマイクロ波帯域通過フィルター
の回路パターンを、マイクロ波フィルター設計理論とマ
イクロ波部品開発用ソフトウエアを利用し、誘電体基板
の種類および基板の厚さを考慮して設計及び最適化する
第１の段階と、所定の誘電体基板（２）の上に、高温超
伝導体ＹＢＣＯのエピタキシャル薄膜（５）をパルスレ
ーザ蒸着法を利用して蒸着する第２の段階と、上記平行
結合線（１）と、上記入出力端（３）と、上記連結線
（４）とを、上記設計された回路パターンに従って上記
蒸着された高温超伝導体ＹＢＣＯのエピタキシャル薄膜
（５）の上に形成する第３の段階と、上記誘電体基板
（２）の裏面に、複数の金属層からなる接地平面を形成
する第４の段階と、を含んで構成される高温超伝導マイ
クロ波帯域通過フィルターの製造方法が提供される。
【０００７】上記誘電体基板（２）は、ＭｇＯ単結晶ま
たは、ＬａＡｌＯ3単結晶であることが好ましい。
たは、ＬａＡｌＯ3単結晶であることが好ましい。
【０００８】上記誘電体基板（２）上に上記高温超伝導
体ＹＢＣＯのエピタキシャル薄膜（５）を蒸着する前
に、上記誘電体基板（２）の被蒸着面の平滑化処理を行
うことが好ましい。この平滑化処理は、ＥＣＲイオンミ
リング装置を用いて行うこと、がより好ましい。ＥＣＲ
イオンミリング装置による上記平滑化処理は、１ｍＡ／
ｃｍ2のイオンビーム電流で、１０分間処理を行うもの
であってもよい。
体ＹＢＣＯのエピタキシャル薄膜（５）を蒸着する前
に、上記誘電体基板（２）の被蒸着面の平滑化処理を行
うことが好ましい。この平滑化処理は、ＥＣＲイオンミ
リング装置を用いて行うこと、がより好ましい。ＥＣＲ
イオンミリング装置による上記平滑化処理は、１ｍＡ／
ｃｍ2のイオンビーム電流で、１０分間処理を行うもの
であってもよい。
【０００９】上記接地平面は、Ｃｒ層／Ｃｕ層／Ａｕ層
の３層構造を有するものであり、該接地平面の形成は、
上記誘電体基板（２）の裏面に、Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕを順
次、重ねて蒸着することによりなされることが好まし
い。
の３層構造を有するものであり、該接地平面の形成は、
上記誘電体基板（２）の裏面に、Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕを順
次、重ねて蒸着することによりなされることが好まし
い。
【００１０】本発明の第２の態様としては、ＭｇＯ単結
晶またはＬａＡｌＯ3単結晶からなる誘電体基板（２）
と、上記誘電体基板（２）の表面側に形成された、高温
超伝導体ＹＢＣＯのエピタキシャル薄膜（５）からなる
平行結合線（１）と、上記誘電体基板（２）の表面側に
形成された、高温超伝導体ＹＢＣＯのエピタキシャル薄
膜（５）からなる連結線（４）と、上記誘電体基板
（２）の表面側に形成された、金からなる入出力端
（３）と、上記誘電体基板（２）の裏面側に形成され
た、Ｃｒ層／Ｃｕ層／Ａｕ層の３層構造からなる接地平
面と、を含んで構成されたことを特徴とする高温超伝導
マイクロ波帯域通過フィルターが提供される。
晶またはＬａＡｌＯ3単結晶からなる誘電体基板（２）
と、上記誘電体基板（２）の表面側に形成された、高温
超伝導体ＹＢＣＯのエピタキシャル薄膜（５）からなる
平行結合線（１）と、上記誘電体基板（２）の表面側に
形成された、高温超伝導体ＹＢＣＯのエピタキシャル薄
膜（５）からなる連結線（４）と、上記誘電体基板
（２）の表面側に形成された、金からなる入出力端
（３）と、上記誘電体基板（２）の裏面側に形成され
た、Ｃｒ層／Ｃｕ層／Ａｕ層の３層構造からなる接地平
面と、を含んで構成されたことを特徴とする高温超伝導
マイクロ波帯域通過フィルターが提供される。
【００１１】上記接地面を構成するＣｒ層の厚さ１０ｎ
ｍであり、Ｃｕ層の厚さは１μｍであり、Ａｕ層の厚さ
は２００ｎｍであることが好ましい。
ｍであり、Ｃｕ層の厚さは１μｍであり、Ａｕ層の厚さ
は２００ｎｍであることが好ましい。
【００１２】
【作用】第１段階において、マイクロ波フィルター設計
理論とマイクロ波部品開発用ソフトウエアを利用し、誘
電体基板の種類および基板の厚さを考慮して設計及び最
適化する。
理論とマイクロ波部品開発用ソフトウエアを利用し、誘
電体基板の種類および基板の厚さを考慮して設計及び最
適化する。
【００１３】多成分体である高温超伝導体を利用して超
伝導電子素子を製作するには、良質のエピタキシャル薄
膜を製造することが必要となる。そこで、第２段階にお
いては、パルスレーザ蒸着（ＰＬＤ）システムを使用す
ることで、高温超伝導体（例えば、ＹＢＣＯ）の良質な
エピタキシャル薄膜を得ている。膜製造用基板として
は、誘電体であるＭｇＯ単結晶、あるいは、ＡＢＯ3誘
電体であるＬａＡｌＯ3単結晶を使用している。
伝導電子素子を製作するには、良質のエピタキシャル薄
膜を製造することが必要となる。そこで、第２段階にお
いては、パルスレーザ蒸着（ＰＬＤ）システムを使用す
ることで、高温超伝導体（例えば、ＹＢＣＯ）の良質な
エピタキシャル薄膜を得ている。膜製造用基板として
は、誘電体であるＭｇＯ単結晶、あるいは、ＡＢＯ3誘
電体であるＬａＡｌＯ3単結晶を使用している。
【００１４】上記高温超伝導体ＹＢＣＯのエピタキシャ
ル薄膜（５）を蒸着する前に、誘電体基板（２）の被蒸
着面の平滑化処理を行うようにしてもよい。この平滑化
処理をＥＣＲイオンミリング装置によって行う場合に
は、１ｍＡ／ｃｍ2のイオンビーム電流で、１０分間処
理を行う。
ル薄膜（５）を蒸着する前に、誘電体基板（２）の被蒸
着面の平滑化処理を行うようにしてもよい。この平滑化
処理をＥＣＲイオンミリング装置によって行う場合に
は、１ｍＡ／ｃｍ2のイオンビーム電流で、１０分間処
理を行う。
【００１５】第３段階においては、高温超伝導体ＹＢＣ
Ｏからなる平行結合線（１）と、金の入出力端（３）
と、高温超伝導体ＹＢＣＯからなる連結線（４）とを、
第１段階で設計された回路パターンに従って形成する。
Ｏからなる平行結合線（１）と、金の入出力端（３）
と、高温超伝導体ＹＢＣＯからなる連結線（４）とを、
第１段階で設計された回路パターンに従って形成する。
【００１６】マイクロ波帯域通過フィルタでは、平行結
合線（ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｕｐｌｅｄ ｌｉｎｅ
ｓ）即ち信号伝播用チャンネルの長さが正確でなければ
ならない。平行結合線（１）および連結線（４）につい
ては、半導体製造技術（例えば、電子線マスクを使用し
たフォトリソグラフィ技術、混合蝕刻を利用することで
正確に形成することができる。
合線（ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｕｐｌｅｄ ｌｉｎｅ
ｓ）即ち信号伝播用チャンネルの長さが正確でなければ
ならない。平行結合線（１）および連結線（４）につい
ては、半導体製造技術（例えば、電子線マスクを使用し
たフォトリソグラフィ技術、混合蝕刻を利用することで
正確に形成することができる。
【００１７】入出力端子（３）も、シャドーマスク（ｓ
ｈａｄｏｗ ｍａｓｋ）を用いた蒸着によって、正確に
形成できる。
ｈａｄｏｗ ｍａｓｋ）を用いた蒸着によって、正確に
形成できる。
【００１８】第４段階では、誘電体基板（２）の裏面
に、複数の金属層からなる接地平面を形成する。接地平
面を、例えば、Ｃｒ層／Ｃｕ層／Ａｕ層の３層構造とす
る場合には、Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕを順次、重ねて蒸着する
ことで形成できる。Ｃｒ層の厚さ１０ｎｍ、Ｃｕ層の厚
さは１μｍ、Ａｕ層の厚さは２００ｎｍとするのが良
い。
に、複数の金属層からなる接地平面を形成する。接地平
面を、例えば、Ｃｒ層／Ｃｕ層／Ａｕ層の３層構造とす
る場合には、Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕを順次、重ねて蒸着する
ことで形成できる。Ｃｒ層の厚さ１０ｎｍ、Ｃｕ層の厚
さは１μｍ、Ａｕ層の厚さは２００ｎｍとするのが良
い。
【００１９】
【実施例】以下図面を参照しながら本発明の実施例を説
明する。
明する。
【００２０】本明細書においては、高温超伝導体
【００２１】を、”ＹＢＣＯ”と略記する。
【００２２】以下において述べる実施例では、ＥＥｓｏ
ｆ，ＭＤＳ等の高周波部分品開発用ソフトウエア（ｓｏ
ｆｔｗａｒｅ）を利用して、回路パターンの設計を行っ
た。この様なソフトウエアを利用して設計を行えば、設
計した素子を実際に製造してみなくても、部品としての
適合性をあらかじめ点検して最適な設計を行うことが出
来る。例えば、設計時に考慮しなければならない多くの
工程変数（例えば、結合線の線幅及び厚さ、使用する基
板の誘電常数及び厚さ、導体の線幅と厚さ及び伝導度
等）を変更しながら、回路の理論的高周波応答等をあら
かじめ察することが出来る。そのため、実際の製造工程
での試行錯誤を大きく減らすことが出来る。
ｆ，ＭＤＳ等の高周波部分品開発用ソフトウエア（ｓｏ
ｆｔｗａｒｅ）を利用して、回路パターンの設計を行っ
た。この様なソフトウエアを利用して設計を行えば、設
計した素子を実際に製造してみなくても、部品としての
適合性をあらかじめ点検して最適な設計を行うことが出
来る。例えば、設計時に考慮しなければならない多くの
工程変数（例えば、結合線の線幅及び厚さ、使用する基
板の誘電常数及び厚さ、導体の線幅と厚さ及び伝導度
等）を変更しながら、回路の理論的高周波応答等をあら
かじめ察することが出来る。そのため、実際の製造工程
での試行錯誤を大きく減らすことが出来る。
【００２３】本発明の第１の実施例を図１、図２を用い
て説明する。
て説明する。
【００２４】図１は以上の方式に依って設計されたマイ
クロ波素子の回路パターンを示したものである。図１
（Ａ）は、ＭｇＯ単結晶基板の厚さが０．５ｍｍの場合
の最適回路パターン、図１（Ｂ）は、ＭｇＯ単結晶基板
の厚さが１．０ｍｍの場合の最適回路パターンである。
図１において、参照番号１を付したのは平行結合線（pa
ralled coupled line）である。同様に、参照番号２は
ＭｇＯ単結晶基板、３は入出力端、４は上記ＭｇＯ単結
晶基板（２）と上記入出力端（３）とを連結する連結線
（matching network）である。
クロ波素子の回路パターンを示したものである。図１
（Ａ）は、ＭｇＯ単結晶基板の厚さが０．５ｍｍの場合
の最適回路パターン、図１（Ｂ）は、ＭｇＯ単結晶基板
の厚さが１．０ｍｍの場合の最適回路パターンである。
図１において、参照番号１を付したのは平行結合線（pa
ralled coupled line）である。同様に、参照番号２は
ＭｇＯ単結晶基板、３は入出力端、４は上記ＭｇＯ単結
晶基板（２）と上記入出力端（３）とを連結する連結線
（matching network）である。
【００２５】マイクロ波帯域通過フィルタは、基本的
に、入出力端と、λ／２（λ：入射信号の波長）の平行
結合線共振器（ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）と、で構成され
る。この場合、特に平行結合線を設計通りに正確に製作
するのがもっとも重要である。この様な点を考慮して設
計した本発明によるマイクロ波帯域通過フィルタの回路
パターン特徴は以下のとおりである。
に、入出力端と、λ／２（λ：入射信号の波長）の平行
結合線共振器（ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）と、で構成され
る。この場合、特に平行結合線を設計通りに正確に製作
するのがもっとも重要である。この様な点を考慮して設
計した本発明によるマイクロ波帯域通過フィルタの回路
パターン特徴は以下のとおりである。
【００２６】 回路パターンにおける最小線幅は、基
板の厚さに従って異なる。ＭｇＯ基板の厚さが０．５ｍ
ｍの場合の最小線幅は０．０６６ｍｍとした。基板の厚
さが１．０ｍｍの場合には、最小線幅を０．０６９ｍｍ
とした。
板の厚さに従って異なる。ＭｇＯ基板の厚さが０．５ｍ
ｍの場合の最小線幅は０．０６６ｍｍとした。基板の厚
さが１．０ｍｍの場合には、最小線幅を０．０６９ｍｍ
とした。
【００２７】 平行結合線から成るマイクロ波帯域通
過フィルタは、２極帯域通過フィルタとした。
過フィルタは、２極帯域通過フィルタとした。
【００２８】 入出力端（３）および連結線（４）の
線幅を、平行結合線（１）より広くした。これは、高周
波ハウジング（図示されない）に付着されたＳＭＡコネ
クターピンと平行結合線（１）との整合を良くするため
である。
線幅を、平行結合線（１）より広くした。これは、高周
波ハウジング（図示されない）に付着されたＳＭＡコネ
クターピンと平行結合線（１）との整合を良くするため
である。
【００２９】 回路パターンの高周波応答は、中心周
波数を１０ＧＨｚとし、信号が通過する帯域幅は８００
ＭＨｚ（８％）となるように設計した。これは、高周波
ハウジングの応答特性まで考慮したためである。回路パ
ターンは、薄板製造用単結晶基板の種類と、基板の厚さ
とに応じて、少しずつ異なるように設計した。
波数を１０ＧＨｚとし、信号が通過する帯域幅は８００
ＭＨｚ（８％）となるように設計した。これは、高周波
ハウジングの応答特性まで考慮したためである。回路パ
ターンは、薄板製造用単結晶基板の種類と、基板の厚さ
とに応じて、少しずつ異なるように設計した。
【００３０】以上の様に設計された本発明のマイクロ波
用高温超伝導帯域通過フィルタの製造方法を、図２を用
いて説明する。
用高温超伝導帯域通過フィルタの製造方法を、図２を用
いて説明する。
【００３１】ここでは、誘電常数（ε）とが９．６であ
るＭｇＯ基板（２）を用いた。
るＭｇＯ基板（２）を用いた。
【００３２】［工程 １］先ず、ＥＣＲ蝕刻装置によっ
て、市販のＭｇＯ基板をミリング（ｍｉｌｌｉｎｇ）す
ることで、その表面をより平滑にした。具体的には、約
１ｍＡ／ｃｍ2のイオンビ−ム電流で約１０分間程度処
理した。このような処理を行うのは、予め基板表面を平
滑にしておくことで、より良質の高温超伝導薄膜を得ら
れるからである。なお、ＥＣＲイオンミリング装置を使
用しても、同様の処理を行うことができる。
て、市販のＭｇＯ基板をミリング（ｍｉｌｌｉｎｇ）す
ることで、その表面をより平滑にした。具体的には、約
１ｍＡ／ｃｍ2のイオンビ−ム電流で約１０分間程度処
理した。このような処理を行うのは、予め基板表面を平
滑にしておくことで、より良質の高温超伝導薄膜を得ら
れるからである。なお、ＥＣＲイオンミリング装置を使
用しても、同様の処理を行うことができる。
【００３３】［工程 ２］次に、表面処理が完了したＭ
ｇＯ基板の上に、ＰＬＤ（ｐｕｌｓｅｄ ｌａｓｅｒ
ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって、高温超伝導エピタ
キシャル薄膜（５）を形成する。高温超伝導体として
は、上述のＹＢＣＯを用いた。薄膜（５）の厚さは、３
５０ｍｍ程度である。
ｇＯ基板の上に、ＰＬＤ（ｐｕｌｓｅｄ ｌａｓｅｒ
ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって、高温超伝導エピタ
キシャル薄膜（５）を形成する。高温超伝導体として
は、上述のＹＢＣＯを用いた。薄膜（５）の厚さは、３
５０ｍｍ程度である。
【００３４】［工程 ３］フォトリソグラフィック（ｐ
ｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ）技術を用いて、電
子線マスクに形成されているパターンの回路を上記の高
温超伝導薄膜（５）の上に作成する。
ｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ）技術を用いて、電
子線マスクに形成されているパターンの回路を上記の高
温超伝導薄膜（５）の上に作成する。
【００３５】電子線マスクには、上述のソフトウエアに
よって得られた回路パターン（図２（Ｂ）参照）が転写
されているものを使用した。フォトレジストとしては、
ＡＺ４５２１を使用した。上記高温超伝導薄膜へのフォ
トレジストの塗布は、回転塗布（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉ
ｎｇ）方式によって（ここでは、回転速度４０００ＲＰ
Ｍ、約３０秒間）、均一になるように行った。フォトレ
ジストを塗布した試料を、紫外線に約５分間程度さらす
ことで露光した。該露光後、Ａ２ ３５０現像液（ｄｅ
ｖｅｌｏｐｅｒ）に１０秒間程度入れて、塗布したフォ
トレジストを現像した。その後、約５分間ハードベイキ
ング（ｈａｒｄ ｂａｋｉｎｇ）した。
よって得られた回路パターン（図２（Ｂ）参照）が転写
されているものを使用した。フォトレジストとしては、
ＡＺ４５２１を使用した。上記高温超伝導薄膜へのフォ
トレジストの塗布は、回転塗布（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉ
ｎｇ）方式によって（ここでは、回転速度４０００ＲＰ
Ｍ、約３０秒間）、均一になるように行った。フォトレ
ジストを塗布した試料を、紫外線に約５分間程度さらす
ことで露光した。該露光後、Ａ２ ３５０現像液（ｄｅ
ｖｅｌｏｐｅｒ）に１０秒間程度入れて、塗布したフォ
トレジストを現像した。その後、約５分間ハードベイキ
ング（ｈａｒｄ ｂａｋｉｎｇ）した。
【００３６】［工程４］ＥＣＲ蝕刻装置によって、現れ
た超伝導薄膜と、フォトレジストとを、約３０分間ミリ
ングすることで大体的な回路パターンを形成した。これ
により、１次的回路パターンが形状化される。
た超伝導薄膜と、フォトレジストとを、約３０分間ミリ
ングすることで大体的な回路パターンを形成した。これ
により、１次的回路パターンが形状化される。
【００３７】［工程５］ＥＤＴＡ溶液の混式蝕刻によっ
て、回路パターンの鋭利度（ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）を高
めた。
て、回路パターンの鋭利度（ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）を高
めた。
【００３８】［工程６］さらに、残りのフォトレジスト
を完全に除去するために試料をアセトン溶液の中に入れ
た。
を完全に除去するために試料をアセトン溶液の中に入れ
た。
【００３９】［工程７］試料表面の有機物またはその他
の不純物を除去するために、高純度のアセトンで試料を
洗浄した。以上の工程１〜工程７により図２（Ａ）の高
温超伝導マイクロ波帯域通過フィルターのパターンの薄
膜（５）が得られた。
の不純物を除去するために、高純度のアセトンで試料を
洗浄した。以上の工程１〜工程７により図２（Ａ）の高
温超伝導マイクロ波帯域通過フィルターのパターンの薄
膜（５）が得られた。
【００４０】［工程８］高温超伝導薄膜（５）を蒸着す
る際に、基板（２）を固定するために使用した基板背面
の銀ペースト（Ａｇ−ｐａｓｔｅ）を除去した。
る際に、基板（２）を固定するために使用した基板背面
の銀ペースト（Ａｇ−ｐａｓｔｅ）を除去した。
【００４１】［工程９］基板（２）の裏面（接地平面が
形成される側の面）をポリシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎ
ｇ）する。
形成される側の面）をポリシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎ
ｇ）する。
【００４２】ポリシングには、電磁場の拡散および漏え
い電流（ｌｅａｋａｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ）を極小化す
るために特別製作された固定具を利用して行った。な
お、ポリシングは、基板（２）の前面に形成されたパタ
ーンが損傷されない様に細心な注意を払いながら行うこ
とが必要である。
い電流（ｌｅａｋａｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ）を極小化す
るために特別製作された固定具を利用して行った。な
お、ポリシングは、基板（２）の前面に形成されたパタ
ーンが損傷されない様に細心な注意を払いながら行うこ
とが必要である。
【００４３】［工程１０］接地平面を形成する。
【００４４】接地平面は、基板（２）のポリシングされ
た背面に、金属（Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕ）の膜を順次蒸着す
ることで形成した（図２（Ａ）参照）。Ｃｒ膜（６）の
厚さは約１０ｎｍ程度、Ｃｕ膜（７）の厚さは１μｍ程
度、Ａｕ膜（８）の厚さは２０ｎｍ程度とした。
た背面に、金属（Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕ）の膜を順次蒸着す
ることで形成した（図２（Ａ）参照）。Ｃｒ膜（６）の
厚さは約１０ｎｍ程度、Ｃｕ膜（７）の厚さは１μｍ程
度、Ａｕ膜（８）の厚さは２０ｎｍ程度とした。
【００４５】この様に、金属膜（Ｃｒ膜（６）、Ｃｕ膜
（７）、Ａｕ膜（８））を多層に蒸着する理由は次の通
りである。金（Ａｕ）は高周波特性が優秀であり、ま
た、Ａｕめっきされた高周波ハウジング（図示されな
い）底との良好な接続および整合を得るためには、接地
平面もＡｕで形成することが好ましい。しかし、Ａｕは
高価である。そのため、Ｃｕ膜（７）を下地として形成
することで、Ａｕの使用量は少なくしている。また、Ｃ
ｕ膜（７）を形成することで、低温高周波を測定する際
の、熱の分散を良くすることができる。Ｃｒ膜（６）
は、ＭｇＯ基板（２）とＣｕ膜（７）の接着を良くし、
基板（２）背面の平滑度を高めるために蒸着されるもの
である。
（７）、Ａｕ膜（８））を多層に蒸着する理由は次の通
りである。金（Ａｕ）は高周波特性が優秀であり、ま
た、Ａｕめっきされた高周波ハウジング（図示されな
い）底との良好な接続および整合を得るためには、接地
平面もＡｕで形成することが好ましい。しかし、Ａｕは
高価である。そのため、Ｃｕ膜（７）を下地として形成
することで、Ａｕの使用量は少なくしている。また、Ｃ
ｕ膜（７）を形成することで、低温高周波を測定する際
の、熱の分散を良くすることができる。Ｃｒ膜（６）
は、ＭｇＯ基板（２）とＣｕ膜（７）の接着を良くし、
基板（２）背面の平滑度を高めるために蒸着されるもの
である。
【００４６】［工程１０］入出力端（３）を形成する。
【００４７】入出力端（３）は、ｓｈａｄｏｗ ｍａｓ
ｋを使用して電子線蒸着器によって形成した。入出力端
（３）を形成した位置は、連結線（４）の縁である。ま
た、入出力端（３）を構成する材料には、Ａｕを使用し
た。Ａｕを使用したのは、高周波ハウジングのＳＭＡ型
コネクターピンと連結線（４）との優秀な接触及び整合
を得るためである。これにより高周波特性の精密測定が
可能となる。なお、Ａｕを蒸着する際には、既に形成さ
れた回路パターンが損傷されないように細心の注意が必
要である。
ｋを使用して電子線蒸着器によって形成した。入出力端
（３）を形成した位置は、連結線（４）の縁である。ま
た、入出力端（３）を構成する材料には、Ａｕを使用し
た。Ａｕを使用したのは、高周波ハウジングのＳＭＡ型
コネクターピンと連結線（４）との優秀な接触及び整合
を得るためである。これにより高周波特性の精密測定が
可能となる。なお、Ａｕを蒸着する際には、既に形成さ
れた回路パターンが損傷されないように細心の注意が必
要である。
【００４８】以上述べた工程１〜工程１０によって、回
路パターンの鋭利度が高いマイクロ波（１０ＧＨｚ）用
高温超伝導帯域通過フィルタが製造される。
路パターンの鋭利度が高いマイクロ波（１０ＧＨｚ）用
高温超伝導帯域通過フィルタが製造される。
【００４９】次に第２の実施例を説明する。
【００５０】この実施例２では、単結晶基板（２’）の
材料として、誘電常数（ε）がｇ４であるＬａＡｌＯ3
単結晶基板を用いている。該実施例２のマイクロ波素子
の回路パターンを図３に示した。図３（Ａ）は、ＬａＡ
ｌＯ3単結晶基板の厚さが０．５ｍｍである場合の最適
回路パターンを、図３（Ｂ）は、ＬａＡｌＯ3単結晶基
板の厚さが１．０ｍｍである場合の最適回路パターンで
ある。また、該設計に基づいて作成された、マイクロ波
用高温超伝導帯域通過フィルタの平面図及び断面図を図
４に示した。
材料として、誘電常数（ε）がｇ４であるＬａＡｌＯ3
単結晶基板を用いている。該実施例２のマイクロ波素子
の回路パターンを図３に示した。図３（Ａ）は、ＬａＡ
ｌＯ3単結晶基板の厚さが０．５ｍｍである場合の最適
回路パターンを、図３（Ｂ）は、ＬａＡｌＯ3単結晶基
板の厚さが１．０ｍｍである場合の最適回路パターンで
ある。また、該設計に基づいて作成された、マイクロ波
用高温超伝導帯域通過フィルタの平面図及び断面図を図
４に示した。
【００５１】回路パターンにおける最小線幅は、基板の
厚さに準じて異なる。ＬａＡｌＯ3基板の厚さが０．５
ｍｍの場合の最小線幅は０．０９７ｍｍとなるように設
計している。基板の厚さが１．０ｍｍの場合は０．１０
３ｍｍとなるように設計した。これ以外の諸事項は第１
実施例と同一である。製造方法も、実施例１と同様であ
る。
厚さに準じて異なる。ＬａＡｌＯ3基板の厚さが０．５
ｍｍの場合の最小線幅は０．０９７ｍｍとなるように設
計している。基板の厚さが１．０ｍｍの場合は０．１０
３ｍｍとなるように設計した。これ以外の諸事項は第１
実施例と同一である。製造方法も、実施例１と同様であ
る。
【００５２】実施例１，２で製作したマイクロ波素子の
高周波特性を測定した結果、低温（７７Ｋ近方）では既
存の金属薄膜型高周波受動素子より性能が優秀であるこ
とが確認された。
高周波特性を測定した結果、低温（７７Ｋ近方）では既
存の金属薄膜型高周波受動素子より性能が優秀であるこ
とが確認された。
【００５３】以上説明した実施例１，２によれば、高温
超伝導体の良質なエピタキシャル薄膜を得ることができ
るため、高温超伝導体を含んで構成される、高周波受動
素子および高周波能動素子を製造することが出来る。高
温超伝導薄膜で製作した高周波部分品は、従来の高周波
部分品に比べて、信号対雑音比のみならず大きさ、重さ
及び性能面ではるかに優れる。従って、上述の実施例で
製作された高温超伝導マイクロ波帯域通過フィルタを情
報通信用送受信システムに適用すれば、特定高周波領域
の狭帯域で大容量の情報を、損失と雑音なく高速に通信
することが可能となる。本発明では、酸化物高温超伝導
体および誘電体基板に、従来使用されたことのなかった
材料を使用したことで特にその性能が優れている。
超伝導体の良質なエピタキシャル薄膜を得ることができ
るため、高温超伝導体を含んで構成される、高周波受動
素子および高周波能動素子を製造することが出来る。高
温超伝導薄膜で製作した高周波部分品は、従来の高周波
部分品に比べて、信号対雑音比のみならず大きさ、重さ
及び性能面ではるかに優れる。従って、上述の実施例で
製作された高温超伝導マイクロ波帯域通過フィルタを情
報通信用送受信システムに適用すれば、特定高周波領域
の狭帯域で大容量の情報を、損失と雑音なく高速に通信
することが可能となる。本発明では、酸化物高温超伝導
体および誘電体基板に、従来使用されたことのなかった
材料を使用したことで特にその性能が優れている。
【００５４】本発明は、上述の実施例で示したフィルタ
の回路パターンの形状、大きさ等に限定されるものでは
ない。
の回路パターンの形状、大きさ等に限定されるものでは
ない。
【００５５】さらには、このような製造工程と関連した
装置（例えば蝕刻装置）と素材産業（例えば蝕刻用ガ
ス、基板材料等）の活性化も期待される。
装置（例えば蝕刻装置）と素材産業（例えば蝕刻用ガ
ス、基板材料等）の活性化も期待される。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したとおり本発明によれば、高
温超伝導体を含んで構成される高周波素子素子を製造す
ることが出来る。本発明における高温超伝導薄膜で製作
した高周波部分品は、従来の高周波部分品に比べて、信
号対雑音比のみならず大きさ、重さ及び性能面ではるか
に優れる。従って、情報通信産業、特に、移動体通信等
の分野の発達に寄与すると思われる。例えば、本発明に
よって製作された高温超伝導マイクロ波帯域通過フィル
タを情報通信用送受信システムに適用すれば、特定高周
波領域の狭帯域で大容量の情報を、損失と雑音なく高速
に通信することが可能となる。
温超伝導体を含んで構成される高周波素子素子を製造す
ることが出来る。本発明における高温超伝導薄膜で製作
した高周波部分品は、従来の高周波部分品に比べて、信
号対雑音比のみならず大きさ、重さ及び性能面ではるか
に優れる。従って、情報通信産業、特に、移動体通信等
の分野の発達に寄与すると思われる。例えば、本発明に
よって製作された高温超伝導マイクロ波帯域通過フィル
タを情報通信用送受信システムに適用すれば、特定高周
波領域の狭帯域で大容量の情報を、損失と雑音なく高速
に通信することが可能となる。
【００５７】また、本発明を基礎として新しい超伝導素
子製造工程を開発することができる。高温超伝導体が持
つ半導体、金属及び絶縁体との優秀な接合特性等を考慮
すると、次世代の高性能ハイブリットＭＭＩＣ（例えば
混合機、発振機等）の開発においても、本発明は大きな
役割を果たすものと期待される。
子製造工程を開発することができる。高温超伝導体が持
つ半導体、金属及び絶縁体との優秀な接合特性等を考慮
すると、次世代の高性能ハイブリットＭＭＩＣ（例えば
混合機、発振機等）の開発においても、本発明は大きな
役割を果たすものと期待される。
【００５８】さらには、このような製造工程と関連した
装置（例えば蝕刻装置）と素材産業（例えば蝕刻用ガ
ス、基板材料等）の活性化も期待される。
装置（例えば蝕刻装置）と素材産業（例えば蝕刻用ガ
ス、基板材料等）の活性化も期待される。
【図１】本発明の第１実施例である高温超伝導帯域通過
フィルタの回路パターンを示すずである。
フィルタの回路パターンを示すずである。
【図２】第１の実施例のマイクロ波用帯域通過フィルタ
の、（Ａ）断面図，（Ｂ）平面図である。
の、（Ａ）断面図，（Ｂ）平面図である。
【図３】本発明の第２実施例である高温超伝導帯域通過
フィルタの回路パターンを示す図である。
フィルタの回路パターンを示す図である。
【図４】第２の実施例のマイクロ波用帯域通過フィルタ
の、（Ａ）断面図，（Ｂ）平面図である。
の、（Ａ）断面図，（Ｂ）平面図である。
１ … 平行結合線 ２ … 単結晶基板（ＭｇＯ） ２′… 単結晶基板（ＬａＡｌＯ3） ３ … 入出力端 ４ … 連結線 ５ … 高温超伝導体ＹＢＣＯの薄膜 ６ … Ｃｒ薄膜 ７ … Ｃｕ薄膜 ８ … Ａｕ薄膜
Claims (8)
- 【請求項１】平行結合線（１）と、該平行結合線（１）
を外部回路に接続するための入出力端（３）と、上記平
行結合線（１）よりも線幅の広い連結線（４）とを、含
んで構成される平行結合線方式のマイクロ波帯域通過フ
ィルターの回路パターンを、マイクロ波フィルター設計
理論とマイクロ波部品開発用ソフトウエアを利用し、誘
電体基板の種類および基板の厚さを考慮して設計及び最
適化する第１の段階と、 所定の誘電体基板（２）の上に、高温超伝導体ＹＢＣＯ
のエピタキシャル薄膜（５）をパルスレーザ蒸着法を利
用して蒸着する第２の段階と、 上記平行結合線（１）と、上記入出力端（３）と、上記
連結線（４）とを、上記設計された回路パターンに従っ
て上記蒸着された高温超伝導体ＹＢＣＯのエピタキシャ
ル薄膜（５）の上に形成する第３の段階と、 上記誘電体基板（２）の裏面に、複数の金属層からなる
接地平面を形成する第４の段階と、 を含んで構成される高温超伝導マイクロ波帯域通過フィ
ルターの製造方法。 - 【請求項２】請求項１記載の高温超伝導マイクロ波帯域
通過フィルターの製造方法において、 上記誘電体基板（２）は、ＭｇＯ単結晶またはＬａＡｌ
Ｏ3単結晶からなるものであること、 を特徴とする高温超伝導マイクロ波帯域通過フィルター
の製造方法。 - 【請求項３】請求項１記載の高温超伝導マイクロ波帯域
通過フィルターの製造方法において、 上記誘電体基板（２）上に上記高温超伝導体ＹＢＣＯの
エピタキシャル薄膜（５）を蒸着する前に、上記誘電体
基板（２）の被蒸着面の平滑化処理を行うこと、 を特徴とする高温超伝導マイクロ波帯域通過フィルター
の製造方法。 - 【請求項４】請求項３記載の高温超伝導マイクロ波帯域
通過フィルターの製造方法において、 上記平滑化処理は、ＥＣＲイオンミリング装置を用いて
行うこと、 を特徴とする高温超伝導マイクロ波帯域通過フィルター
の製造方法。 - 【請求項５】請求項４記載の高温超伝導マイクロ波帯域
通過フィルターの製造方法において、 上記ＥＣＲイオンミリング装置による上記平滑化処理
は、１ｍＡ／ｃｍ2のイオンビーム電流で、１０分間処
理を行うものであること、 を特徴とする高温超伝導マイクロ波帯域通過フィルター
の製造方法。 - 【請求項６】請求項１記載の高温超伝導マイクロ波帯域
通過フィルターの製造方法において、 上記接地平面
は、Ｃｒ層／Ｃｕ層／Ａｕ層の３層構造を有するもので
あり、該接地平面の形成は、上記誘電体基板（２）の裏
面に、Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕを順次、重ねて蒸着することに
よりなされること、 を特徴とする高温超伝導マイクロ波帯域通過フィルター
の製造方法。 - 【請求項７】ＭｇＯ単結晶またはＬａＡｌＯ3単結晶か
らなる誘電体基板（２）と、 上記誘電体基板（２）の表面側に形成された、高温超伝
導体ＹＢＣＯのエピタキシャル薄膜（５）からなる平行
結合線（１）と、 上記誘電体基板（２）の表面側に形成された、高温超伝
導体ＹＢＣＯのエピタキシャル薄膜（５）からなる連結
線（４）と、 上記誘電体基板（２）の表面側に形成された、金からな
る入出力端（３）と、 上記誘電体基板（２）の裏面側に形成された、Ｃｒ層／
Ｃｕ層／Ａｕ層の３層構造からなる接地平面と、 を含んで構成されたことを特徴とする高温超伝導マイク
ロ波帯域通過フィルター。 - 【請求項８】請求項７記載の高温超伝導マイクロ波帯域
通過フィルターにおいて、 上記接地面を構成するＣｒ層の厚さ１０ｎｍであり、Ｃ
ｕ層の厚さは１μｍであり、Ａｕ層の厚さは２００ｎｍ
であること、 を特徴とする高温超伝導マイクロ波帯域通過フィルタ
ー。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR93-24331 | 1993-11-16 | ||
| KR93-24332 | 1993-11-16 | ||
| KR1019930024331A KR0125293B1 (ko) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 고온초전도 박막을 이용한 마이크로파 대역통과필터의 제조방법 |
| KR1019930024332A KR950015838A (ko) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 마이크로파용 고온초전도 대역통과필터의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202533A true JPH07202533A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=26629990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28096994A Pending JPH07202533A (ja) | 1993-11-16 | 1994-11-15 | 高温超伝導マイクロ波帯域通過フィルタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07202533A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001056107A1 (fr) * | 2000-01-28 | 2001-08-02 | Fujitsu Limited | Filtre a microrubans supraconducteurs |
| CN103985929A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-08-13 | 南京理工大学 | 一种高抑制模块化微型带通滤波器 |
| JP2017216589A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | キヤノン株式会社 | フィルタ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04147681A (ja) * | 1990-10-11 | 1992-05-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導接合 |
| JPH04246902A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-02 | Nec Eng Ltd | マイクロ波ストリップライン回路 |
| JPH05299914A (ja) * | 1992-04-21 | 1993-11-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超伝導高周波共振器およびフィルター |
-
1994
- 1994-11-15 JP JP28096994A patent/JPH07202533A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04147681A (ja) * | 1990-10-11 | 1992-05-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導接合 |
| JPH04246902A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-02 | Nec Eng Ltd | マイクロ波ストリップライン回路 |
| JPH05299914A (ja) * | 1992-04-21 | 1993-11-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超伝導高周波共振器およびフィルター |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001056107A1 (fr) * | 2000-01-28 | 2001-08-02 | Fujitsu Limited | Filtre a microrubans supraconducteurs |
| CN103985929A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-08-13 | 南京理工大学 | 一种高抑制模块化微型带通滤波器 |
| CN103985929B (zh) * | 2014-05-09 | 2016-08-17 | 南京理工大学 | 一种高抑制模块化微型带通滤波器 |
| JP2017216589A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | キヤノン株式会社 | フィルタ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970304 |