JPH07263767A - イオンインプランテーションを用いたプレーナ型の高温超伝導集積回路 - Google Patents
イオンインプランテーションを用いたプレーナ型の高温超伝導集積回路Info
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- JPH07263767A JPH07263767A JP7002003A JP200395A JPH07263767A JP H07263767 A JPH07263767 A JP H07263767A JP 7002003 A JP7002003 A JP 7002003A JP 200395 A JP200395 A JP 200395A JP H07263767 A JPH07263767 A JP H07263767A
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- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
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- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
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- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Abstract
(57)【要約】
【目的】 イオンインプランテーションを用いて製造し
たプレーナ型高温超伝導集積回路を提供する。 【構成】 高温超伝導（ＨＴＳ）集積回路は、本発明に
よる３つの方法で製造できる。第１に、多数のＨＴＳ層
を用いてプレーナ型多層ＨＴＳ集積回路が形成される。
これらの層は、格子構造を遮断することなく超伝導性を
破壊するようにイオンインプランテーションを用いて衝
撃された変更された領域を含む。第２に、プレーナ型多
層ＨＴＳ集積回路は、各々中央領域及び対向領域を含む
上部及び下部のＨＴＳ層を備えている。第１のインプラ
ントエネルギーを用いて、格子構造を遮断することなく
下部のＨＴＳ層の対向領域の超伝導特性が破壊される。
第２のインプラントエネルギーを用いて、中央領域の上
部の超伝導特性が破壊され、接点が画成される。第３
に、ＨＴＳ集積回路は、３つのイオンインプランテーシ
ョン段階と、第１、第２及び第３のエネルギー及び範囲
を有するイオンとを用いて、単一のＨＴＳ層から形成さ
れる。
たプレーナ型高温超伝導集積回路を提供する。 【構成】 高温超伝導（ＨＴＳ）集積回路は、本発明に
よる３つの方法で製造できる。第１に、多数のＨＴＳ層
を用いてプレーナ型多層ＨＴＳ集積回路が形成される。
これらの層は、格子構造を遮断することなく超伝導性を
破壊するようにイオンインプランテーションを用いて衝
撃された変更された領域を含む。第２に、プレーナ型多
層ＨＴＳ集積回路は、各々中央領域及び対向領域を含む
上部及び下部のＨＴＳ層を備えている。第１のインプラ
ントエネルギーを用いて、格子構造を遮断することなく
下部のＨＴＳ層の対向領域の超伝導特性が破壊される。
第２のインプラントエネルギーを用いて、中央領域の上
部の超伝導特性が破壊され、接点が画成される。第３
に、ＨＴＳ集積回路は、３つのイオンインプランテーシ
ョン段階と、第１、第２及び第３のエネルギー及び範囲
を有するイオンとを用いて、単一のＨＴＳ層から形成さ
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温超伝導集積回路に
係り、より詳細には、イオンインプランテーションを用
いて製造されたプレーナ型の高温超伝導集積回路に係
る。
係り、より詳細には、イオンインプランテーションを用
いて製造されたプレーナ型の高温超伝導集積回路に係
る。
【０００２】
【従来の技術】高温超伝導（ＨＴＳ）集積回路は、典型
的に、ホトリソグラフィを用いて基体上にパターン化及
び付着された第１のＨＴＳ層を備えている。第１のＨＴ
Ｓ層の不所望な部分は、例えば、イオンミリング、反応
性イオンエッチング、プラズマエッチング及び湿式エッ
チングのような種々の技術を用いて物理的にエッチング
除去される。ＨＴＳ層の上には絶縁性誘電体層が形成さ
れる。次いで、第２のＨＴＳ層がパターン化され付着さ
れる。この第２のＨＴＳ層の上に更に別の誘電体層及び
ＨＴＳ層を交互に形成することができる。
的に、ホトリソグラフィを用いて基体上にパターン化及
び付着された第１のＨＴＳ層を備えている。第１のＨＴ
Ｓ層の不所望な部分は、例えば、イオンミリング、反応
性イオンエッチング、プラズマエッチング及び湿式エッ
チングのような種々の技術を用いて物理的にエッチング
除去される。ＨＴＳ層の上には絶縁性誘電体層が形成さ
れる。次いで、第２のＨＴＳ層がパターン化され付着さ
れる。この第２のＨＴＳ層の上に更に別の誘電体層及び
ＨＴＳ層を交互に形成することができる。
【０００３】第２のＨＴＳ層を効果的に成長するため
に、その下の誘電体層は、単結晶即ち高度に配向されね
ばならない（多結晶又はアモルファスとは対照的に）。
しかしながら、パターン化された第１のＨＴＳ層の上に
エピタキシャル誘電体層を成長することは非常に困難で
ある。というのは、誘電体層と２つの個別の異なる表面
との間、基体層と２つの個別の異なる表面との間、そし
て基体と第１のＨＴＳ層との間に格子の一致が必要とさ
れるからである。この格子の一致を与えるのに加えて、
第１のＨＴＳ層のエッジに形成されたアングル部分によ
り適切な結晶成長を維持しなければならない。
に、その下の誘電体層は、単結晶即ち高度に配向されね
ばならない（多結晶又はアモルファスとは対照的に）。
しかしながら、パターン化された第１のＨＴＳ層の上に
エピタキシャル誘電体層を成長することは非常に困難で
ある。というのは、誘電体層と２つの個別の異なる表面
との間、基体層と２つの個別の異なる表面との間、そし
て基体と第１のＨＴＳ層との間に格子の一致が必要とさ
れるからである。この格子の一致を与えるのに加えて、
第１のＨＴＳ層のエッジに形成されたアングル部分によ
り適切な結晶成長を維持しなければならない。
【０００４】誘電体層の応力、厚み、均一性及び適合性
も考慮しなければならない。第１と第２のＨＴＳ層間に
第１層のエッジ付近で誘電体層を介して短絡が生じるこ
とがある。更に、第２のＨＴＳ層は平坦でない誘電体層
の上に付着される（主として第２のＨＴＳ層が第１のＨ
ＴＳ層に交差する場所で）ので、第２のＨＴＳ層は、切
断を生じたり、線の不連続を生じたり、及び／又は超電
流搬送能力（Ｊｃ）の著しい低下に遭遇したりすること
がある。これは、第１層のエッジの付近の結晶配向の破
壊及び／又は非均一な結晶厚み（例えば、結晶が薄過ぎ
る）によるものである。上記問題は、付加的な誘電体層
及びＨＴＳ層が形成されるにつれて増大する。
も考慮しなければならない。第１と第２のＨＴＳ層間に
第１層のエッジ付近で誘電体層を介して短絡が生じるこ
とがある。更に、第２のＨＴＳ層は平坦でない誘電体層
の上に付着される（主として第２のＨＴＳ層が第１のＨ
ＴＳ層に交差する場所で）ので、第２のＨＴＳ層は、切
断を生じたり、線の不連続を生じたり、及び／又は超電
流搬送能力（Ｊｃ）の著しい低下に遭遇したりすること
がある。これは、第１層のエッジの付近の結晶配向の破
壊及び／又は非均一な結晶厚み（例えば、結晶が薄過ぎ
る）によるものである。上記問題は、付加的な誘電体層
及びＨＴＳ層が形成されるにつれて増大する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】それ故、上記問題に対
処する高温超伝導集積回路が所望される。
処する高温超伝導集積回路が所望される。
【０００６】第１のＨＴＳ層、誘電体層及び第２のＨＴ
Ｓ層が個別の段階で付着されるときには、誘電体層の接
点穴を介して第１と第２のＨＴＳ層間に接点を形成する
ことができる。第２のＨＴＳ層をパターン化して付着す
る前に第１のＨＴＳ層の上部界面が典型的に化学エッチ
ング又はイオン清掃を用いて清掃される。このような清
掃は、第１のＨＴＳ層の上部界面にダメージや変化を生
じさせると共に、薄い非超伝導層を形成して、低い超電
流搬送能力（Ｊｃ）又は非超伝導性を生じさせることが
ある。
Ｓ層が個別の段階で付着されるときには、誘電体層の接
点穴を介して第１と第２のＨＴＳ層間に接点を形成する
ことができる。第２のＨＴＳ層をパターン化して付着す
る前に第１のＨＴＳ層の上部界面が典型的に化学エッチ
ング又はイオン清掃を用いて清掃される。このような清
掃は、第１のＨＴＳ層の上部界面にダメージや変化を生
じさせると共に、薄い非超伝導層を形成して、低い超電
流搬送能力（Ｊｃ）又は非超伝導性を生じさせることが
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】基体上に形成された多層
プレーナ型の高温超伝導集積回路は、基体上に付着及び
パターン化された第１の平らな高温超伝導（ＨＴＳ）層
を備え、該層は、中央領域と、該中央領域に当接する２
つの対向領域とを含んでいる。イオンインプランテーシ
ョンを用いて、これら対向領域の格子構造を遮断するこ
となく、これら対向領域の超伝導性が破壊される。第１
のＨＴＳ層の上に第２の平らなＨＴＳ層が付着及びパタ
ーン化され、該第２の層は、中央領域と、該中央領域に
当接する２つの対向領域とを含んでいる。イオンインプ
ランテーションを用いて、これら対向領域の格子構造を
遮断することなく、これら対向領域の超伝導性が破壊さ
れる。第２のＨＴＳ層の上に第３の平らなＨＴＳ層が付
着及びパターン化される。
プレーナ型の高温超伝導集積回路は、基体上に付着及び
パターン化された第１の平らな高温超伝導（ＨＴＳ）層
を備え、該層は、中央領域と、該中央領域に当接する２
つの対向領域とを含んでいる。イオンインプランテーシ
ョンを用いて、これら対向領域の格子構造を遮断するこ
となく、これら対向領域の超伝導性が破壊される。第１
のＨＴＳ層の上に第２の平らなＨＴＳ層が付着及びパタ
ーン化され、該第２の層は、中央領域と、該中央領域に
当接する２つの対向領域とを含んでいる。イオンインプ
ランテーションを用いて、これら対向領域の格子構造を
遮断することなく、これら対向領域の超伝導性が破壊さ
れる。第２のＨＴＳ層の上に第３の平らなＨＴＳ層が付
着及びパターン化される。
【０００８】本発明の別の実施例によれば、基体上に多
層プレーナ型の高温超伝導集積回路が形成され、該集積
回路は、基体上に付着及びパターン化された第１の平ら
な高温超伝導（ＨＴＳ）層を備え、該層は、中央領域
と、該中央領域に当接する２つの対向領域とを含んでい
る。第１のインプラントエネルギーレベルのイオンイン
プランテーションを用いて、上記対向領域の格子構造イ
オンを遮断することなくこれら対向領域の超伝導性が破
壊される。第１のインプラントエネルギーレベルより低
い第２のエネルギーレベルのイオンインプランテーショ
ンを用いて、中央領域の上部の格子構造を破壊すること
なく中央領域の上部の超伝導性が破壊されそして接点が
形成される。第１のＨＴＳ層の上に第２のＨＴＳ層が付
着及びパターン化され、該第２層は、第１層の対向領
域、接点及び上部に当接する。
層プレーナ型の高温超伝導集積回路が形成され、該集積
回路は、基体上に付着及びパターン化された第１の平ら
な高温超伝導（ＨＴＳ）層を備え、該層は、中央領域
と、該中央領域に当接する２つの対向領域とを含んでい
る。第１のインプラントエネルギーレベルのイオンイン
プランテーションを用いて、上記対向領域の格子構造イ
オンを遮断することなくこれら対向領域の超伝導性が破
壊される。第１のインプラントエネルギーレベルより低
い第２のエネルギーレベルのイオンインプランテーショ
ンを用いて、中央領域の上部の格子構造を破壊すること
なく中央領域の上部の超伝導性が破壊されそして接点が
形成される。第１のＨＴＳ層の上に第２のＨＴＳ層が付
着及びパターン化され、該第２層は、第１層の対向領
域、接点及び上部に当接する。
【０００９】本発明の更に別の実施例によれば、基体上
にプレーナ型の高温超伝導集積回路が形成され、該集積
回路は、基体上に付着及びパターン化された第１の高温
超伝導（ＨＴＳ）層を備えている。このＨＴＳ層は、中
央領域に当接する対向領域を有する下部を備えている。
対向領域は、高エネルギーの深い範囲のイオンを伴うイ
オンインプランテーションを用いて衝撃され、下部の対
向領域の超伝導性が破壊される。中間部分は、中央領域
に当接する対向領域を有する。これら対向領域は、中間
エネルギーの中間範囲のイオンを伴うイオンインプラン
テーションを用いて衝撃され、中間領域の対向領域の超
伝導性が破壊される。上部は、中央の超伝導領域を備え
ている。
にプレーナ型の高温超伝導集積回路が形成され、該集積
回路は、基体上に付着及びパターン化された第１の高温
超伝導（ＨＴＳ）層を備えている。このＨＴＳ層は、中
央領域に当接する対向領域を有する下部を備えている。
対向領域は、高エネルギーの深い範囲のイオンを伴うイ
オンインプランテーションを用いて衝撃され、下部の対
向領域の超伝導性が破壊される。中間部分は、中央領域
に当接する対向領域を有する。これら対向領域は、中間
エネルギーの中間範囲のイオンを伴うイオンインプラン
テーションを用いて衝撃され、中間領域の対向領域の超
伝導性が破壊される。上部は、中央の超伝導領域を備え
ている。
【００１０】本発明の他の目的、特徴及び効果は、容易
に明らかであろう。又、本発明の種々の効果は、添付図
面を参照した以下の詳細な説明より、当業者に容易に明
らかとなろう。
に明らかであろう。又、本発明の種々の効果は、添付図
面を参照した以下の詳細な説明より、当業者に容易に明
らかとなろう。
【００１１】
【実施例】図１を参照すれば、公知技術による高温超伝
導（ＨＴＳ）集積回路１０は、例えば、ホトリソグラフ
ィを用いて基体１９上に付着及びパターン化された第１
のＨＴＳ層１８を備えている。このＨＴＳ層は、イット
リウム−バリウム−銅−酸素（Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ）、
ビスマス−ストロンチウム−カルシウム−銅−酸素（Ｂ
ｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ）、及びタリウム−バリウム
−カルシウム−銅−酸素（Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ）で形成することができる。他の材料も容易に明らか
であろう。
導（ＨＴＳ）集積回路１０は、例えば、ホトリソグラフ
ィを用いて基体１９上に付着及びパターン化された第１
のＨＴＳ層１８を備えている。このＨＴＳ層は、イット
リウム−バリウム−銅−酸素（Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ）、
ビスマス−ストロンチウム−カルシウム−銅−酸素（Ｂ
ｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ）、及びタリウム−バリウム
−カルシウム−銅−酸素（Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ）で形成することができる。他の材料も容易に明らか
であろう。
【００１２】ＨＴＳ層１８の不所望な部分は、種々の技
術、例えば、イオンミリング、反応性イオンエッチン
グ、プラズマエッチング及び湿式エッチングを用いて物
理的にエッチングされる。他のエッチング及びリフトオ
フ技術も使用できることが明らかであろう。第１のＨＴ
Ｓ層１８の上に絶縁性の誘電体層２２が付着及びパター
ン化される。この誘電体層２２は、ＳｒＴｉＯ3 及びＬ
ａＡｌＯ3 を用いて形成することができる。他の材料も
容易に明らかであろう。次いで、誘電体層２２上に第２
のＨＴＳ層２６が付着及びパターン化される。図１から
明らかなように、第２のＨＴＳ層２６は、第１のＨＴＳ
層１８の上面に沿って第１のＨＴＳ層１８に接触する。
もし所望ならば、上記のようにして、第２のＨＴＳ層２
６上に更に別の誘電体層及びＨＴＳ層を交互に形成する
ことができる。
術、例えば、イオンミリング、反応性イオンエッチン
グ、プラズマエッチング及び湿式エッチングを用いて物
理的にエッチングされる。他のエッチング及びリフトオ
フ技術も使用できることが明らかであろう。第１のＨＴ
Ｓ層１８の上に絶縁性の誘電体層２２が付着及びパター
ン化される。この誘電体層２２は、ＳｒＴｉＯ3 及びＬ
ａＡｌＯ3 を用いて形成することができる。他の材料も
容易に明らかであろう。次いで、誘電体層２２上に第２
のＨＴＳ層２６が付着及びパターン化される。図１から
明らかなように、第２のＨＴＳ層２６は、第１のＨＴＳ
層１８の上面に沿って第１のＨＴＳ層１８に接触する。
もし所望ならば、上記のようにして、第２のＨＴＳ層２
６上に更に別の誘電体層及びＨＴＳ層を交互に形成する
ことができる。
【００１３】第２のＨＴＳ層２６を効率的に成長させる
ために、その下の誘電体層２２は、エピタキシャルでな
ければならず、換言すれば、単結晶即ち高度に配向され
ねばならない（多結晶又はアモルファスとは対照的
に）。しかしながら、第１のＨＴＳ層１８の上にエピタ
キシャルな誘電体層２２を成長させることは非常に困難
である。というのは、誘電体層２２と、２つの個別の異
なる表面、即ち基体１９及び第１のＨＴＳ層１８との間
に格子の一致が必要とされるからである。この格子一致
を与えるのに加えて、第１のＨＴＳ層１８のエッジ３０
及び３２に適切な結晶性長を維持しなければならない。
ために、その下の誘電体層２２は、エピタキシャルでな
ければならず、換言すれば、単結晶即ち高度に配向され
ねばならない（多結晶又はアモルファスとは対照的
に）。しかしながら、第１のＨＴＳ層１８の上にエピタ
キシャルな誘電体層２２を成長させることは非常に困難
である。というのは、誘電体層２２と、２つの個別の異
なる表面、即ち基体１９及び第１のＨＴＳ層１８との間
に格子の一致が必要とされるからである。この格子一致
を与えるのに加えて、第１のＨＴＳ層１８のエッジ３０
及び３２に適切な結晶性長を維持しなければならない。
【００１４】又、誘電体層２２の応力、厚み、均一性、
及び適合性も考慮しなければならない。第１層１８のエ
ッジ３０及び３２の付近で誘電体層２２を介して第１の
ＨＴＳ層１８と第２のＨＴＳ層２６との間に短絡が生じ
て、ＨＴＳ集積回路１０の性能を低下することもある。
更に、第２のＨＴＳ層２６は、平らでない誘電体層２２
の上に付着及びパターン化される（主として第２のＨＴ
Ｓ層２６が第１のＨＴＳ層１８に交差する場所で）の
で、第２のＨＴＳ層２６は、切断を生じたり、線の不連
続を生じたり、及び／又は超電流搬送能力（Ｊｃ）の著
しい低下に遭遇したりすることがある。これは、結晶配
向の破壊及び／又は非均一な結晶厚み（結晶が薄くな
る）によるものである。上記問題は、付加的な誘電体層
及びＨＴＳ層が形成されるにつれて増大する。
及び適合性も考慮しなければならない。第１層１８のエ
ッジ３０及び３２の付近で誘電体層２２を介して第１の
ＨＴＳ層１８と第２のＨＴＳ層２６との間に短絡が生じ
て、ＨＴＳ集積回路１０の性能を低下することもある。
更に、第２のＨＴＳ層２６は、平らでない誘電体層２２
の上に付着及びパターン化される（主として第２のＨＴ
Ｓ層２６が第１のＨＴＳ層１８に交差する場所で）の
で、第２のＨＴＳ層２６は、切断を生じたり、線の不連
続を生じたり、及び／又は超電流搬送能力（Ｊｃ）の著
しい低下に遭遇したりすることがある。これは、結晶配
向の破壊及び／又は非均一な結晶厚み（結晶が薄くな
る）によるものである。上記問題は、付加的な誘電体層
及びＨＴＳ層が形成されるにつれて増大する。
【００１５】第１のＨＴＳ層１８、誘電体層２２及び第
２のＨＴＳ層２６が個別の段階において付着及びパター
ン化されるときには、誘電体層２２の接点穴を介して第
１と第２のＨＴＳ層１８と２６との間に接点が形成され
る。第１のＨＴＳ層１８の上部界面は、典型的に、第２
のＨＴＳ層２６が付着及びパターン化される前に、化学
的エッチング又はイオン清掃を用いて清掃される。この
ような清掃は、第１のＨＴＳ層の上部界面にダメージや
変化を生じさせると共に、薄い非超伝導層を形成するこ
とがある。薄い非超伝導層は、非超伝導接点を生じたり
又は低い超電流搬送能力（Ｊｃ）をもつ超伝導接点を生
じたりする。
２のＨＴＳ層２６が個別の段階において付着及びパター
ン化されるときには、誘電体層２２の接点穴を介して第
１と第２のＨＴＳ層１８と２６との間に接点が形成され
る。第１のＨＴＳ層１８の上部界面は、典型的に、第２
のＨＴＳ層２６が付着及びパターン化される前に、化学
的エッチング又はイオン清掃を用いて清掃される。この
ような清掃は、第１のＨＴＳ層の上部界面にダメージや
変化を生じさせると共に、薄い非超伝導層を形成するこ
とがある。薄い非超伝導層は、非超伝導接点を生じたり
又は低い超電流搬送能力（Ｊｃ）をもつ超伝導接点を生
じたりする。
【００１６】図２を参照すれば、本発明による第１のＨ
ＴＳ集積回路５０は、基体５４と、非変更のＨＴＳ領域
６０及び変更されたＨＴＳ領域６２、６４を含む第１の
ＨＴＳ層５８と、非変更のＨＴＳ領域６９及び変更され
たＨＴＳ領域７０、７１を含む第２のＨＴＳ即ち誘電体
／接点層６８と、第３のＨＴＳ層７２とを備えている。
第１のＨＴＳ層５８は、例えば、上記のホトリソグラフ
ィ技術を用いて最初に付着及びパターン化することがで
きる。他の技術も容易に明らかである。第１のＨＴＳ層
５８の領域６２及び６４は、イオンインプランテーショ
ンを用いて露出され、領域６２及び６４の超伝導特性が
変更されて、変更ＨＴＳ領域６２及び６４が形成される
一方、非変更のＨＴＳ領域６０は、超伝導特性を保持す
る。
ＴＳ集積回路５０は、基体５４と、非変更のＨＴＳ領域
６０及び変更されたＨＴＳ領域６２、６４を含む第１の
ＨＴＳ層５８と、非変更のＨＴＳ領域６９及び変更され
たＨＴＳ領域７０、７１を含む第２のＨＴＳ即ち誘電体
／接点層６８と、第３のＨＴＳ層７２とを備えている。
第１のＨＴＳ層５８は、例えば、上記のホトリソグラフ
ィ技術を用いて最初に付着及びパターン化することがで
きる。他の技術も容易に明らかである。第１のＨＴＳ層
５８の領域６２及び６４は、イオンインプランテーショ
ンを用いて露出され、領域６２及び６４の超伝導特性が
変更されて、変更ＨＴＳ領域６２及び６４が形成される
一方、非変更のＨＴＳ領域６０は、超伝導特性を保持す
る。
【００１７】第２のＨＴＳ層６８も、ホトリソグラフィ
技術を用いて付着及びパターン化することができる。領
域７０及び７１は、イオンインプランテーションに曝さ
れて領域７０及び７１の超伝導特性が変更される一方、
非変更の領域６９は、超伝導特性を保持する。非変更の
領域６９は接点として働き、変更された領域７０及び７
２は誘電体として働く。
技術を用いて付着及びパターン化することができる。領
域７０及び７１は、イオンインプランテーションに曝さ
れて領域７０及び７１の超伝導特性が変更される一方、
非変更の領域６９は、超伝導特性を保持する。非変更の
領域６９は接点として働き、変更された領域７０及び７
２は誘電体として働く。
【００１８】次いで、第３のＨＴＳ層７２が平らな誘電
体／接点層６８上に付着及びパターン化されて、第１の
ＨＴＳ集積回路５０を完成する。付加的な層が所望され
る場合には、平らな誘電体層６８の上に付加的な誘電体
層及びＨＴＳ層を付着及びパターン化することができ
る。又、もし所望ならば、上記の第１のＨＴＳ層５８と
同様に、第３のＨＴＳ層７２にイオンインプランテーシ
ョンを使用して、変更された領域７５、７６及び非変更
の領域７８を形成することができる。第３のＨＴＳ層７
２をインプランテーションするのではなくて、もし所望
ならば、湿式又は乾式のエッチング段階（例えば、反応
性イオンエッチング、イオンミリング等）を用いて領域
７５及び７６を除去することもできる。
体／接点層６８上に付着及びパターン化されて、第１の
ＨＴＳ集積回路５０を完成する。付加的な層が所望され
る場合には、平らな誘電体層６８の上に付加的な誘電体
層及びＨＴＳ層を付着及びパターン化することができ
る。又、もし所望ならば、上記の第１のＨＴＳ層５８と
同様に、第３のＨＴＳ層７２にイオンインプランテーシ
ョンを使用して、変更された領域７５、７６及び非変更
の領域７８を形成することができる。第３のＨＴＳ層７
２をインプランテーションするのではなくて、もし所望
ならば、湿式又は乾式のエッチング段階（例えば、反応
性イオンエッチング、イオンミリング等）を用いて領域
７５及び７６を除去することもできる。
【００１９】明らかなように、イオンインプランテーシ
ョン中に、ホトレジスト／マスクを用いて、変更及び非
変更領域を境界定めすることができる。他の技術も使用
できる。平らなＨＴＳ層５８の上に平らな誘電体／接点
層６８を付着及びパターン化するか、或いは第３のＨＴ
Ｓ層７２を付着及びパターン化する前に、第１のＨＴＳ
層５８及び／又は第２のＨＴＳ（又は誘電体／接点）層
６８にアニール段階を実行して、イオンインプラントダ
メージをアニール除去し、変更されたＨＴＳ領域におい
てインプラント種と酸素との間の化学的結合を活性化
し、そしてインプラントされたドープ剤が変更されたＨ
ＴＳ領域から非変更のＨＴＳ領域へ外部拡散するのを最
小にすることができる。
ョン中に、ホトレジスト／マスクを用いて、変更及び非
変更領域を境界定めすることができる。他の技術も使用
できる。平らなＨＴＳ層５８の上に平らな誘電体／接点
層６８を付着及びパターン化するか、或いは第３のＨＴ
Ｓ層７２を付着及びパターン化する前に、第１のＨＴＳ
層５８及び／又は第２のＨＴＳ（又は誘電体／接点）層
６８にアニール段階を実行して、イオンインプラントダ
メージをアニール除去し、変更されたＨＴＳ領域におい
てインプラント種と酸素との間の化学的結合を活性化
し、そしてインプラントされたドープ剤が変更されたＨ
ＴＳ領域から非変更のＨＴＳ領域へ外部拡散するのを最
小にすることができる。
【００２０】第１のＨＴＳ集積回路５０は、エッチング
やリフトオフ技術を用いて領域を物理的に除去するので
はなくて、イオンインプランテーション技術を用いて平
らなＨＴＳ領域の超伝導特性を変更するものである。そ
の結果、その後の層として平らな表面が与えられる。格
子構造を遮断せずに変更されるべき領域の化学的及び電
気的特性を変更するようにイオンインプラント種が選択
される。格子構造を破壊することのないこのようなイオ
ンインプランテーションは、参考としてここに取り上げ
るシガ氏等の米国特許第５，１９４，４１９号に開示さ
れている。
やリフトオフ技術を用いて領域を物理的に除去するので
はなくて、イオンインプランテーション技術を用いて平
らなＨＴＳ領域の超伝導特性を変更するものである。そ
の結果、その後の層として平らな表面が与えられる。格
子構造を遮断せずに変更されるべき領域の化学的及び電
気的特性を変更するようにイオンインプラント種が選択
される。格子構造を破壊することのないこのようなイオ
ンインプランテーションは、参考としてここに取り上げ
るシガ氏等の米国特許第５，１９４，４１９号に開示さ
れている。
【００２１】例えば、インプラント種は、ＨＴＳペロブ
スカイトの銅−酸化物平面において酸素原子との安定な
化学的結合を形成するように選択することができ、これ
により、インプラントされた領域の伝導特性を非超伝導
に変換するためにペロブスカイト単位セルに使用できる
酸素原子の数を減少することができる。結晶格子にダメ
ージを与えるイオンインプランテーションを用いて変更
領域を非超伝導性に変換することは、受け入れられな
い。というのは、変更領域の結晶格子構造を、その上に
付加的なＨＴＳ層を付着及びパターン化できるように維
持しなければならないからである。
スカイトの銅−酸化物平面において酸素原子との安定な
化学的結合を形成するように選択することができ、これ
により、インプラントされた領域の伝導特性を非超伝導
に変換するためにペロブスカイト単位セルに使用できる
酸素原子の数を減少することができる。結晶格子にダメ
ージを与えるイオンインプランテーションを用いて変更
領域を非超伝導性に変換することは、受け入れられな
い。というのは、変更領域の結晶格子構造を、その上に
付加的なＨＴＳ層を付着及びパターン化できるように維
持しなければならないからである。
【００２２】図３には、本発明による第２のＨＴＳ集積
回路１００が示されている。ホトリソグラフィを用いて
基体１０８上に第１のＨＴＳ層１０４が付着及びパター
ン化される。第１のマスクを用いて、第１のＨＴＳ層１
０４の第１及び第２の領域１１２及び１１４がイオンイ
ンプランテーションに曝され（第１のインプラントエネ
ルギーを用いて）、その超伝導特性が中性化される。第
２のマスクを使用し、変更されたＨＴＳ領域１１２及び
１１４に対して使用された第１のインプラントエネルギ
ーよりも低い第２のインプラントエネルギーを用いて領
域１１６の上部がインプラントされ、変更された部分１
１８、１２０及び接点１２１が画成される。イオンは、
第２の低いインプラントエネルギーでインプラントされ
るので、イオンは、ＨＴＳ層１０４の厚み「Ｄ」の部分
のみを貫通する。変更された部分１１８及び１２０は、
誘電体即ち高抵抗の非超伝導層に変換される。平らな第
１の層１０４上に第２のＨＴＳ層１２２が付着及びパタ
ーン化される。第２のＨＴＳ層１２２を形成する前にア
ニールを行うことができる。
回路１００が示されている。ホトリソグラフィを用いて
基体１０８上に第１のＨＴＳ層１０４が付着及びパター
ン化される。第１のマスクを用いて、第１のＨＴＳ層１
０４の第１及び第２の領域１１２及び１１４がイオンイ
ンプランテーションに曝され（第１のインプラントエネ
ルギーを用いて）、その超伝導特性が中性化される。第
２のマスクを使用し、変更されたＨＴＳ領域１１２及び
１１４に対して使用された第１のインプラントエネルギ
ーよりも低い第２のインプラントエネルギーを用いて領
域１１６の上部がインプラントされ、変更された部分１
１８、１２０及び接点１２１が画成される。イオンは、
第２の低いインプラントエネルギーでインプラントされ
るので、イオンは、ＨＴＳ層１０４の厚み「Ｄ」の部分
のみを貫通する。変更された部分１１８及び１２０は、
誘電体即ち高抵抗の非超伝導層に変換される。平らな第
１の層１０４上に第２のＨＴＳ層１２２が付着及びパタ
ーン化される。第２のＨＴＳ層１２２を形成する前にア
ニールを行うことができる。
【００２３】変更された領域１２４及び１２６と、非変
更の領域１２８は、図２のＨＴＳ層７２に関連して既に
述べたように、第２のＨＴＳ層１２２に形成することが
できる。或いは又、湿式又は乾式エッチングを用いてＨ
ＴＳ層１２２の領域１２４及び１２６を除去することも
できる。第１及び第２のＨＴＳ集積回路５０及び１００
に使用されるインプラント種は、ＨＴＳ層に選択された
材料において低い拡散長さを有するものでなければなら
ない。というのは、その後の誘電体及び／又はＨＴＳ層
の形成中に６００ないし８００℃の温度サイクルが生じ
るからである。明らかなように、プレーナ型のＨＴＳ集
積回路５０及び１００は、短絡、線の不連続性、切断、
及び超伝導搬送能力（Ｊｃ）の減少のおそれを従来のＨ
ＴＳ集積回路以上に低減する。
更の領域１２８は、図２のＨＴＳ層７２に関連して既に
述べたように、第２のＨＴＳ層１２２に形成することが
できる。或いは又、湿式又は乾式エッチングを用いてＨ
ＴＳ層１２２の領域１２４及び１２６を除去することも
できる。第１及び第２のＨＴＳ集積回路５０及び１００
に使用されるインプラント種は、ＨＴＳ層に選択された
材料において低い拡散長さを有するものでなければなら
ない。というのは、その後の誘電体及び／又はＨＴＳ層
の形成中に６００ないし８００℃の温度サイクルが生じ
るからである。明らかなように、プレーナ型のＨＴＳ集
積回路５０及び１００は、短絡、線の不連続性、切断、
及び超伝導搬送能力（Ｊｃ）の減少のおそれを従来のＨ
ＴＳ集積回路以上に低減する。
【００２４】図４を参照すれば、本発明による第３のＨ
ＴＳ集積回路２５０は、基体２５２上にパターン化及び
付着された単一のＨＴＳフィルム、即ち層２５１を備え
ている。第１のホトレジスト／マスクを用いた第１のイ
ンプランテーション段階において、高エネルギーの深い
範囲のイオンが領域２５３及び２５４にインプラントさ
れ、基体２５２に隣接して、ＨＴＳフィルム即ち層２５
１の下部２５８に厚み「Ａ」の第１のＨＴＳ領域２５６
が輪郭定めされる。領域２５３及び２５４は、イオンイ
ンプランテーション中に、比較的高抵抗の非超伝導領域
即ち誘電体に変換される。
ＴＳ集積回路２５０は、基体２５２上にパターン化及び
付着された単一のＨＴＳフィルム、即ち層２５１を備え
ている。第１のホトレジスト／マスクを用いた第１のイ
ンプランテーション段階において、高エネルギーの深い
範囲のイオンが領域２５３及び２５４にインプラントさ
れ、基体２５２に隣接して、ＨＴＳフィルム即ち層２５
１の下部２５８に厚み「Ａ」の第１のＨＴＳ領域２５６
が輪郭定めされる。領域２５３及び２５４は、イオンイ
ンプランテーション中に、比較的高抵抗の非超伝導領域
即ち誘電体に変換される。
【００２５】第２のホトレジスト／マスクを用いた第２
のインプランテーション段階中に、中間エネルギーの中
間範囲のイオンがインプラントされ、単一のＨＴＳフィ
ルム即ち層２５１の中間部分２６４（厚み「Ｂ」を有す
る）に非超伝導の誘電体領域２６０及び２６２を形成す
る。接点領域２６８は、中間エネルギーの中間範囲の
（即ち、第２の）イオンインプランテーション段階によ
り、不変（超伝導）のままである。
のインプランテーション段階中に、中間エネルギーの中
間範囲のイオンがインプラントされ、単一のＨＴＳフィ
ルム即ち層２５１の中間部分２６４（厚み「Ｂ」を有す
る）に非超伝導の誘電体領域２６０及び２６２を形成す
る。接点領域２６８は、中間エネルギーの中間範囲の
（即ち、第２の）イオンインプランテーション段階によ
り、不変（超伝導）のままである。
【００２６】第３のホトレジスト／マスクを用いた第３
のインプランテーション段階中に、低エネルギーの低範
囲のイオンが上部２７２（厚み「Ｃ」を有する）にイン
プラントされ、誘電体即ち高抵抗の非超伝導領域２７４
及び２７６が形成され、第２の非変更ＨＴＳ領域２８０
が画成される。或いは又、第３のインプランテーション
段階に代わって、もし所望ならば、湿式又は乾式エッチ
ング段階（例えば、反応性イオンエッチング、イオンミ
リング等）を用いて、領域２７４及び２７６を除去して
もよい。
のインプランテーション段階中に、低エネルギーの低範
囲のイオンが上部２７２（厚み「Ｃ」を有する）にイン
プラントされ、誘電体即ち高抵抗の非超伝導領域２７４
及び２７６が形成され、第２の非変更ＨＴＳ領域２８０
が画成される。或いは又、第３のインプランテーション
段階に代わって、もし所望ならば、湿式又は乾式エッチ
ング段階（例えば、反応性イオンエッチング、イオンミ
リング等）を用いて、領域２７４及び２７６を除去して
もよい。
【００２７】図４から明らかなように、第１のＨＴＳ領
域２５６は、接点領域２６８よりも一般に広い。それ
故、領域２５３及び２５４を変更するために第１のイン
プランテーション段階で使用される深い範囲のイオンが
接点領域２６８にダメージを及ぼすことはない。領域２
５３及び２５４にインプラントされる高エネルギーの深
い範囲のイオンにより中間部分２６４の領域２６０及び
２６２にある程度のダメージが生じる。同様に、高エネ
ルギーの深い範囲のイオン及び中間エネルギーの中間範
囲のイオンにより第２のＨＴＳ領域２８０及び領域２７
４、２７６にある程度の物理的なダメージが生じる。し
かしながら、第１のＨＴＳ領域２５６及び接点２６８は
「純潔」のままである。もし所望ならば、アニール動作
を用いて、第２のＨＴＳ領域２８０の超伝導特性を回復
することができる。
域２５６は、接点領域２６８よりも一般に広い。それ
故、領域２５３及び２５４を変更するために第１のイン
プランテーション段階で使用される深い範囲のイオンが
接点領域２６８にダメージを及ぼすことはない。領域２
５３及び２５４にインプラントされる高エネルギーの深
い範囲のイオンにより中間部分２６４の領域２６０及び
２６２にある程度のダメージが生じる。同様に、高エネ
ルギーの深い範囲のイオン及び中間エネルギーの中間範
囲のイオンにより第２のＨＴＳ領域２８０及び領域２７
４、２７６にある程度の物理的なダメージが生じる。し
かしながら、第１のＨＴＳ領域２５６及び接点２６８は
「純潔」のままである。もし所望ならば、アニール動作
を用いて、第２のＨＴＳ領域２８０の超伝導特性を回復
することができる。
【００２８】図５には、第１、第２及び第３のインプラ
ンテーション段階のイオン密度各々３００、３０２及び
３０４が貫通深さの関数として示されている。明らかな
ように、インプラントされるイオンは、低い散在性即ち
分布（σ）を有するのが好ましい。Ａ、Ｂ及びＣは、下
部、中間部及び上部２５８、２６４及び２７２の厚みに
対応する。
ンテーション段階のイオン密度各々３００、３０２及び
３０４が貫通深さの関数として示されている。明らかな
ように、インプラントされるイオンは、低い散在性即ち
分布（σ）を有するのが好ましい。Ａ、Ｂ及びＣは、下
部、中間部及び上部２５８、２６４及び２７２の厚みに
対応する。
【００２９】イオンインプランテーション段階１ないし
３の間にインプラントするのに使用されるイオンの種
は、特に第２のＨＴＳ領域２８０を輪郭定めすべき場所
でＨＴＳフィルム即ち層２５１の上部への物理的なダメ
ージを最小にするように選択しなければならない。物理
的なダメージを最小にすることは、第２のＨＴＳ領域２
８０の超伝導特性を回復するのに必要なアニール処理を
減少又は排除する。
３の間にインプラントするのに使用されるイオンの種
は、特に第２のＨＴＳ領域２８０を輪郭定めすべき場所
でＨＴＳフィルム即ち層２５１の上部への物理的なダメ
ージを最小にするように選択しなければならない。物理
的なダメージを最小にすることは、第２のＨＴＳ領域２
８０の超伝導特性を回復するのに必要なアニール処理を
減少又は排除する。
【００３０】本発明による多層及び単層のプレーナ型Ｈ
ＴＳ集積回路は、短絡、線の不連続性、切断、及び超伝
導搬送能力（Ｊｃ）の減少のおそれを従来のＨＴＳ集積
回路以上に低減することが明らかであろう。更に、図４
に関連して上記のように単一のＨＴＳ層２５１をインプ
ラントすることは、公知技術によるＨＴＳ集積回路１０
の誘電体層２２と第１のＨＴＳ層１８との上部界面の化
学的エッチング及び／又はイオン清掃に関連した問題を
解消する。
ＴＳ集積回路は、短絡、線の不連続性、切断、及び超伝
導搬送能力（Ｊｃ）の減少のおそれを従来のＨＴＳ集積
回路以上に低減することが明らかであろう。更に、図４
に関連して上記のように単一のＨＴＳ層２５１をインプ
ラントすることは、公知技術によるＨＴＳ集積回路１０
の誘電体層２２と第１のＨＴＳ層１８との上部界面の化
学的エッチング及び／又はイオン清掃に関連した問題を
解消する。
【００３１】ＨＴＳ集積回路２５０は、ＨＴＳ集積回路
の製造を簡単化する。ＨＴＳフィルム２５１の厚い層の
みが最初に付着及びパターン化される。このように、結
晶格子の不一致及び結晶成長の配向／界面の問題を回避
することができる。接点２６８は、超伝導性であり、第
１及び第２のＨＴＳ領域２５６及び２８０の厳密なＨＴ
Ｓフィルム特性を有する。接点２６８は、人為的に形成
された界面をもたない「純潔な領域」である。このよう
に、接点２６８は超伝導性であり、高い超伝導電流密度
を搬送することができる。
の製造を簡単化する。ＨＴＳフィルム２５１の厚い層の
みが最初に付着及びパターン化される。このように、結
晶格子の不一致及び結晶成長の配向／界面の問題を回避
することができる。接点２６８は、超伝導性であり、第
１及び第２のＨＴＳ領域２５６及び２８０の厳密なＨＴ
Ｓフィルム特性を有する。接点２６８は、人為的に形成
された界面をもたない「純潔な領域」である。このよう
に、接点２６８は超伝導性であり、高い超伝導電流密度
を搬送することができる。
【００３２】ＨＴＳ集積回路２５０の単一のＨＴＳ層２
５１は、１つの段階で付着及びパターン化することがで
きるので、第２のＨＴＳ領域２８０は、第１のＨＴＳ層
２５６とほぼ同一の特性を有する。薄膜付着技術を用い
るのではなく、中間部分２６４を均一にインプランテー
ションして、接点領域２６８と変更領域２６０及び２６
２とを形成することにより、中間部分２６４（又は誘電
体及び接点）は、誘電体フィルムの欠陥であるピンホー
ル及びクラックのような成長に関連した問題にあまり影
響されなくなる。このように、本発明によるＨＴＳ集積
回路は、簡単な製造方法、低い欠陥率、低いコスト、及
び優れた装置性能及び特性をもたらす。
５１は、１つの段階で付着及びパターン化することがで
きるので、第２のＨＴＳ領域２８０は、第１のＨＴＳ層
２５６とほぼ同一の特性を有する。薄膜付着技術を用い
るのではなく、中間部分２６４を均一にインプランテー
ションして、接点領域２６８と変更領域２６０及び２６
２とを形成することにより、中間部分２６４（又は誘電
体及び接点）は、誘電体フィルムの欠陥であるピンホー
ル及びクラックのような成長に関連した問題にあまり影
響されなくなる。このように、本発明によるＨＴＳ集積
回路は、簡単な製造方法、低い欠陥率、低いコスト、及
び優れた装置性能及び特性をもたらす。
【００３３】以上の説明及び特許請求の範囲から、本発
明の種々の効果が当業者に明らかであろう。
明の種々の効果が当業者に明らかであろう。
【図１】誘電体層によって形成された接点領域において
第１のＨＴＳ層が第２のＨＴＳ層に接触するような公知
技術による高温超伝導（ＨＴＳ）集積回路の断面図であ
る。
第１のＨＴＳ層が第２のＨＴＳ層に接触するような公知
技術による高温超伝導（ＨＴＳ）集積回路の断面図であ
る。
【図２】本発明による第１の多層プレーナ型ＨＴＳ集積
回路の断面図である。
回路の断面図である。
【図３】本発明による第２の多層プレーナ型ＨＴＳ集積
回路の断面図である。
回路の断面図である。
【図４】単一のＨＴＳ層から形成された本発明による高
温半導体集積回路の断面図である。
温半導体集積回路の断面図である。
【図５】図４のＨＴＳ集積回路の製造に用いられるイオ
ンのイオンエネルギーを示す図である。
ンのイオンエネルギーを示す図である。
５０ 第１のＨＴＳ集積回路 ５４ 基体 ５８ 第１のＨＴＳ層 ６０ 非変更のＨＴＳ領域 ６２、６４ 変更されたＨＴＳ領域 ６８ 第２のＨＴＳ層 ６９ 非変更のＨＴＳ領域 ７０、７１ 変更されたＨＴＳ領域 ７２ 第３のＨＴＳ層 １００ 第２のＨＴＳ集積回路 ２５０ 第３のＨＴＳ集積回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年３月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アーノルド エイチ シルヴァー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90274 ランチョー パロス ヴァーディ ス エディングヒル ドライヴ 6670
Claims (31)
- 【請求項１】 基体上に形成された多層プレーナ型の高
温超伝導集積回路において、 上記基体上に付着及びパターン化され、中央領域と、該
中央領域に当接する２つの対向領域とを含む第１の平ら
な高温超伝導（ＨＴＳ）層を備え、イオンインプランテ
ーションを用いて、上記対向領域の格子構造を遮断する
ことなく上記対向領域の超伝導性が破壊され、 上記第１のＨＴＳ層上に付着及びパターン化され、中央
領域と、該中央領域に当接する２つの対向領域とを含む
第２の平らなＨＴＳ層を更に備え、イオンインプランテ
ーションを用いて、上記対向領域の格子構造を遮断する
ことなく上記対向領域の超伝導性が破壊され、そして上
記第２のＨＴＳ層上に付着及びパターン化された第３の
ＨＴＳ層を更に備えたことを特徴とする高温超伝導集積
回路。 - 【請求項２】 上記第２のＨＴＳ層の上記中央領域は、
上記第１と第３のＨＴＳ層間に接点を形成する請求項１
に記載の多層プレーナ型の高温超伝導集積回路。 - 【請求項３】 上記第２のＨＴＳ層の上記対向領域は、
誘電体として働く請求項２に記載の多層プレーナ型の高
温超伝導集積回路。 - 【請求項４】 上記第３のＨＴＳ層は、平坦である請求
項１に記載の多層プレーナ型の高温超伝導集積回路。 - 【請求項５】 上記平らな第１のＨＴＳ層においてアニ
ールを行って、イオンインプラントダメージを修正し、
上記第１のＨＴＳ層の対向領域におけるインプラント種
と酸素との間の化学的接合を活性化し、そして上記対向
領域から中央領域へのインプラントされた種の外部拡散
を最小にする請求項１に記載の多層プレーナ型の高温超
伝導集積回路。 - 【請求項６】 上記平らな第２のＨＴＳ層においてアニ
ールを行う請求項５に記載の多層プレーナ型の高温超伝
導集積回路。 - 【請求項７】 上記第３のＨＴＳ層は、中央領域と、該
中央領域に当接する２つの対向領域とを備え、イオンイ
ンプランテーションを用いて、上記対向領域の格子構造
を遮断することなく上記対向領域の超伝導性を破壊する
請求項１に記載の多層プレーナ型の高温超伝導集積回
路。 - 【請求項８】 基体上に形成された多層プレーナ型の高
温超伝導集積回路において、 上記基体上に付着及びパターン化され、中央領域と、該
中央領域に当接する２つの対向領域とを含む第１の平ら
な高温超伝導（ＨＴＳ）層を備え、イオンインプランテ
ーションを用いて、上記対向領域の格子構造を遮断する
ことなく上記対向領域の超伝導性を破壊し、上記平らな
第１のＨＴＳ層においてアニールを行って、イオンイン
プラントダメージを修正し、上記第１のＨＴＳ層の対向
領域におけるインプラント種と酸素との間の化学的接合
を活性化し、そして上記対向領域から中央領域へのイン
プラントされた種の外部拡散を最小にし、 上記第１のＨＴＳ層上に付着及びパターン化され、中央
領域と、該中央領域に当接する２つの対向領域とを含む
第２の平らな高温超伝導（ＨＴＳ）層を更に備え、イオ
ンインプランテーションを用いて、上記対向領域の格子
構造を遮断することなく上記対向領域の超伝導性を破壊
し、上記第２のＨＴＳ層の上記対向領域は誘電体として
働き、そして上記第２のＨＴＳ層上に付着及びパターン
化され、中央領域と、該中央領域に当接する２つの対向
領域とを含む第３の平らなＨＴＳ層を更に備え、イオン
インプランテーションを用いて、上記対向領域の格子構
造を遮断することなく上記対向領域の超伝導性を破壊
し、そして上記第２のＨＴＳ層の上記中央領域は、上記
第１及び第３のＨＴＳ層の上記中央領域間に接点を形成
することを特徴とする高温超伝導集積回路。 - 【請求項９】 上記平らな第２のＨＴＳ層においてアニ
ールを行う請求項８に記載の多層プレーナ型の高温超伝
導集積回路。 - 【請求項１０】 基体上に多層プレーナ型の高温超伝導
集積回路を製造する方法において、 上記基体上に第１の平らな高温超伝導（ＨＴＳ）層を付
着及びパターン化し、 上記平らな第１のＨＴＳ層の中央領域と、該中央領域に
当接する２つの対向領域とをマスクし、 イオンインプランテーションを用いて、上記対向領域の
格子構造を遮断することなく上記対向領域の超伝導性を
破壊し、 上記平らな第１のＨＴＳ層に第２の平らなＨＴＳ層を付
着及びパターン化し、 上記平らな第２のＨＴＳ層の中央領域と、該中央領域に
当接する２つの対向領域とをマスクし、 イオンインプランテーションを用いて、上記第２の平ら
なＨＴＳ層の上記対向領域の格子構造を遮断することな
く上記対向領域の超伝導性を破壊し、そして上記第２の
ＨＴＳ層の上に第３のＨＴＳ層を付着及びパターン化す
る、という段階を備えたことを特徴とする方法。 - 【請求項１１】 上記平らな第２のＨＴＳ層と上記第３
のＨＴＳ層は、上記平らな第１のＨＴＳ層上にエピタキ
シャル付着される請求項１０に記載の多層プレーナ型の
高温超伝導集積回路を製造する方法。 - 【請求項１２】 上記第２のＨＴＳ層の上記中央領域
は、上記第１と第３のＨＴＳ層間に接点を形成する請求
項１０に記載の多層プレーナ型の高温超伝導集積回路を
製造する方法。 - 【請求項１３】 上記第３のＨＴＳ層は、平坦である請
求項１０に記載の多層プレーナ型の高温超伝導集積回路
を製造する方法。 - 【請求項１４】 上記平らな第１のＨＴＳ層をアニール
して、イオンインプラントダメージを修正し、上記第１
のＨＴＳ層の対向領域におけるインプラント種と酸素と
の間の化学的接合を活性化し、そして上記対向領域から
中央領域へのインプラントされた種の外部拡散を最小に
するという段階を更に備えた請求項１０に記載の多層プ
レーナ型の高温超伝導集積回路を製造する方法。 - 【請求項１５】 上記平らな第２のＨＴＳ層をアニール
する段階を更に備えた請求項１４に記載の多層プレーナ
型の高温超伝導集積回路を製造する方法。 - 【請求項１６】 基体上に形成された多層プレーナ型の
高温超伝導集積回路において、 上記基体上に付着及びパターン化され、中央領域と、該
中央領域に当接する２つの対向領域とを含む第１の平ら
な高温超伝導（ＨＴＳ）層を備え、第１のインプラント
エネルギーレベルのイオンインプランテーションを用い
て、上記対向領域の格子構造を遮断することなく上記対
向領域の超伝導性を破壊し、そして上記第１のインプラ
ントエネルギーレベルより低い第２のエネルギーレベル
のイオンインプランテーションを用いて、上記中央領域
の対向上部の格子構造を破壊することなく上記中央領域
の上部の超伝導性を破壊しそして接点を形成し、そして
上記第１のＨＴＳ層上に付着及びパターン化され、上記
対向領域、上記接点、及び上記上部に当接する第２のＨ
ＴＳ層を更に備えたことを特徴とする高温超伝導集積回
路。 - 【請求項１７】 上記第２の層は、中央領域と、該中央
領域に当接する２つの対向領域とを備え、イオンインプ
ランテーションを用いて、上記対向領域の格子構造を遮
断することなく上記対向領域の超伝導性を破壊する請求
項１６に記載の多層プレーナ型の高温超伝導集積回路。 - 【請求項１８】 上記第２の層は、平坦である請求項１
７に記載のプレーナ型の高温超伝導集積回路。 - 【請求項１９】 基体上にプレーナ型の高温超伝導集積
回路を製造する方法において、 上記基体上に第１の平らな高温超伝導（ＨＴＳ）層を付
着及びパターン化し、 中央領域と、該中央領域に当接する２つの対向領域とを
マスクし、 第１のインプラントエネルギーレベルのイオンインプラ
ンテーションを使用して、上記対向領域の格子構造を遮
断することなく上記対向領域の超伝導性を破壊し、 上記第１のインプラントエネルギーレベルより低い第２
のエネルギーレベルのイオンインプランテーションを用
いて、上記中央領域の上部の格子構造を破壊することな
く上記中央領域の対向上部の超伝導性を破壊して接点を
形成し、そして上記第１のＨＴＳ層上に、上記第１のＨ
ＴＳ層の上記対向領域、上記接点及び上記上部に当接す
るように第２のＨＴＳ層を付着及びパターン化する、と
いう段階を備えたことを特徴とする方法。 - 【請求項２０】 上記第２のＨＴＳ層において中央領域
及び該中央領域に当接する２つの対向領域をマスクし、
そして上記対向領域にイオンをインプランテーションし
て、上記対向領域の格子構造を遮断することなく上記対
向領域の超伝導性を破壊する、という段階を更に備えた
請求項１９に記載のプレーナ型の高温超伝導集積回路を
製造する方法。 - 【請求項２１】 上記第２の層は、平坦である請求項２
０に記載のプレーナ型の高温超伝導集積回路を製造する
方法。 - 【請求項２２】 基体上に形成されたプレーナ型の高温
超伝導集積回路において、 上記基体上に付着及びパターン化され、中央領域に当接
する対向領域を有する下部を含む第１の高温超伝導（Ｈ
ＴＳ）層を備え、上記対向領域は、高エネルギーの深い
範囲のイオンを伴うイオンインプランテーションを用い
て衝撃されて、上記下部の対向領域の超伝導性を破壊す
るようにしたことを特徴とする高温超伝導集積回路。 - 【請求項２３】 上記第１のＨＴＳ層は、中央領域に当
接する対向領域を有する中間部分を備え、上記対向領域
は、中間エネルギーの中間範囲のイオンを伴うイオンイ
ンプランテーションを用いて衝撃され、上記中間部分の
対向領域の超伝導性が破壊され、そして中央の超伝導領
域を有する上部を更に備えた請求項２２に記載のプレー
ナ型の高温超伝導集積回路。 - 【請求項２４】 上記上部は、上記中央領域に当接する
対向領域を有し、 上記対向領域は、低エネルギーの低範囲のイオンを伴う
イオンインプランテーションを用いて衝撃され、上記上
部の対向領域の超伝導性が破壊される請求項２３に記載
のプレーナ型の高温超伝導集積回路。 - 【請求項２５】 上記上部は、上記中央領域に当接する
対向領域を有し、 上記中央領域に当接する上記上部の対向領域は、エッチ
ングを用いて除去される請求項２２に記載のプレーナ型
の高温超伝導集積回路。 - 【請求項２６】 上記高エネルギーの高範囲のイオン及
び上記中間エネルギーの中間範囲のイオンは、散在性が
低い請求項２２に記載のプレーナ型の高温超伝導集積回
路。 - 【請求項２７】 基体上にプレーナ型の高温超伝導集積
回路を製造する方法において、 上記基体上に第１のＨＴＳ層を付着及びパターン化し、 ホトレジスト／マスクを用いて、上記第１のＨＴＳ層の
下部に対し中央領域と該中央領域に当接する対向領域と
を輪郭定めし、そして高エネルギーの深い範囲のイオン
を伴うイオンインプランテーションを用いて上記第１の
ＨＴＳ層を衝撃して、上記下部の対向領域の超伝導性を
破壊する、という段階を備えたことを特徴とする方法。 - 【請求項２８】 ホトレジスト／マスクを用いて、上記
第１のＨＴＳ層の中間部に対し中央領域と該中央領域に
当接する対向領域とを輪郭定めし、そして中間エネルギ
ーの中間範囲のイオンを伴うイオンインプランテーショ
ンを用いて上記第１のＨＴＳ層を衝撃して、上記中間部
の対向領域の超伝導性を破壊するという段階を更に備え
た請求項２７に記載のプレーナ型の高温超伝導集積回路
を製造する方法。 - 【請求項２９】 ホトレジスト／マスクを用いて、上記
第１のＨＴＳ層の上部に対し中央領域と該中央領域に当
接する対向領域とを輪郭定めするという段階を更に備え
た請求項２７に記載のプレーナ型の高温超伝導集積回路
を製造する方法。 - 【請求項３０】 低エネルギーの低範囲のイオンを伴う
イオンインプランテーションを用いて上記第１のＨＴＳ
層を衝撃して、上記上部の対向領域の超伝導性を破壊す
るという段階を更に備えた請求項２９に記載のプレーナ
型の高温超伝導集積回路を製造する方法。 - 【請求項３１】 上記中央領域に当接する上記上部の上
記対向領域をエッチングするという段階を更に備えた請
求項２９に記載のプレーナ型の高温超伝導集積回路を製
造する方法。
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|---|---|---|---|
| US18309794A | 1994-01-14 | 1994-01-14 | |
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| JPH07263767A true JPH07263767A (ja) | 1995-10-13 |
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|---|---|---|---|
| JP7002003A Pending JPH07263767A (ja) | 1994-01-14 | 1995-01-10 | イオンインプランテーションを用いたプレーナ型の高温超伝導集積回路 |
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| JP (1) | JPH07263767A (ja) |
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