JPH0730161A - 絶縁体薄膜と酸化物超電導薄膜との積層膜及び作製方法 - Google Patents
絶縁体薄膜と酸化物超電導薄膜との積層膜及び作製方法Info
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- JPH0730161A JPH0730161A JP5196810A JP19681093A JPH0730161A JP H0730161 A JPH0730161 A JP H0730161A JP 5196810 A JP5196810 A JP 5196810A JP 19681093 A JP19681093 A JP 19681093A JP H0730161 A JPH0730161 A JP H0730161A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/20—Permanent superconducting devices
- H10N60/205—Permanent superconducting devices having three or more electrodes, e.g. transistor-like structures
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板上に予め成膜した酸化物超電導薄膜上に
絶縁体の薄膜を良好な界面状態で積層する。 【構成】 酸化物超電導薄膜上にAu、Ag等貴金属のモノ
レイヤー（単原子層）を形成し、その上に絶縁体薄膜を
成膜する。
絶縁体の薄膜を良好な界面状態で積層する。 【構成】 酸化物超電導薄膜上にAu、Ag等貴金属のモノ
レイヤー（単原子層）を形成し、その上に絶縁体薄膜を
成膜する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超電導薄膜と、
その上層に積層された絶縁体薄膜とを有する積層膜およ
びその作製方法に関する。より詳細には、酸化物超電導
薄膜と上層の絶縁体薄膜との間の界面における相互拡散
を抑制可能な構成の積層膜およびその作製方法に関する
ものである。
その上層に積層された絶縁体薄膜とを有する積層膜およ
びその作製方法に関する。より詳細には、酸化物超電導
薄膜と上層の絶縁体薄膜との間の界面における相互拡散
を抑制可能な構成の積層膜およびその作製方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導体を各種電子デバイス等に
応用する場合には、酸化物超電導体を薄膜化して積層す
る必要がある。特に、トンネル型ジョセフソン接合とい
われる超電導体−絶縁体−超電導体接合を酸化物超電導
体を使用して実現する場合には、第１の酸化物超電導薄
膜／絶縁体薄膜／第２の酸化物超電導薄膜をこの順番で
順次積層しなければならない。
応用する場合には、酸化物超電導体を薄膜化して積層す
る必要がある。特に、トンネル型ジョセフソン接合とい
われる超電導体−絶縁体−超電導体接合を酸化物超電導
体を使用して実現する場合には、第１の酸化物超電導薄
膜／絶縁体薄膜／第２の酸化物超電導薄膜をこの順番で
順次積層しなければならない。
【０００３】また、酸化物超電導体で構成された超電導
チャネルに流れる超電導電流を、超電導チャネル上に絶
縁層を介して配置されたゲート電極に印加する信号電圧
で制御する超電導電界効果型素子を実現する場合には、
酸化物超電導薄膜／絶縁体薄膜／金属導体膜をこの順番
で積層する必要がある。
チャネルに流れる超電導電流を、超電導チャネル上に絶
縁層を介して配置されたゲート電極に印加する信号電圧
で制御する超電導電界効果型素子を実現する場合には、
酸化物超電導薄膜／絶縁体薄膜／金属導体膜をこの順番
で積層する必要がある。
【０００４】さらに、酸化物超電導体を使用して超電導
多層配線を実現する場合には、酸化物超電導薄膜と絶縁
体薄膜とを相互に積層しなければならない。すなわち、
酸化物超電導薄膜により超電導電線路を形成し、層間絶
縁層を絶縁体薄膜により形成することが必要である。
多層配線を実現する場合には、酸化物超電導薄膜と絶縁
体薄膜とを相互に積層しなければならない。すなわち、
酸化物超電導薄膜により超電導電線路を形成し、層間絶
縁層を絶縁体薄膜により形成することが必要である。
【０００５】上記の各種電子デバイスを構成する酸化物
超電導薄膜および絶縁体薄膜には高い品質が要求され
る。すなわち、上記の各薄膜は諸特性が優れているだけ
でなく、結晶性が良くなければならず、全ての薄膜が単
結晶であることが好ましい。いずれかの薄膜が多結晶ま
たはアモルファスである場合には、上層には多結晶ある
いはアモルファスしか成膜できず、素子の性能が悪化ま
たは素子として動作しない場合もある。また、薄膜間の
界面の状態も重要であり、界面における相互拡散がな
く、界面がシャープに形成されていることが好ましい。
そのために、これらの薄膜を同一の装置内で連続的に成
膜する処理が行われている。すなわち、それぞれの薄膜
が同一の成膜方法で成膜可能な場合には、蒸着源を切り
換えることで連続成膜を行っていた。また、薄膜によ
り、異なる成膜方法が必要な場合には、それぞれの成膜
方法に必要な装備を全て備える装置を用いて連続成膜を
行っていた。
超電導薄膜および絶縁体薄膜には高い品質が要求され
る。すなわち、上記の各薄膜は諸特性が優れているだけ
でなく、結晶性が良くなければならず、全ての薄膜が単
結晶であることが好ましい。いずれかの薄膜が多結晶ま
たはアモルファスである場合には、上層には多結晶ある
いはアモルファスしか成膜できず、素子の性能が悪化ま
たは素子として動作しない場合もある。また、薄膜間の
界面の状態も重要であり、界面における相互拡散がな
く、界面がシャープに形成されていることが好ましい。
そのために、これらの薄膜を同一の装置内で連続的に成
膜する処理が行われている。すなわち、それぞれの薄膜
が同一の成膜方法で成膜可能な場合には、蒸着源を切り
換えることで連続成膜を行っていた。また、薄膜によ
り、異なる成膜方法が必要な場合には、それぞれの成膜
方法に必要な装備を全て備える装置を用いて連続成膜を
行っていた。
【０００６】上記従来の方法は、絶縁体薄膜の結晶性を
維持し、さらにその上に積層する薄膜の結晶性、諸特性
を向上すること、および連続成膜の処理時間の短縮に主
眼をおいていた。しかしながら、従来の方法で酸化物超
電導薄膜上に絶縁体薄膜等を成膜すると、絶縁体薄膜の
成膜時に酸化物超電導薄膜と絶縁体薄膜との界面が、長
時間高温に保持されるので、界面における相互拡散が避
けられない。従って、酸化物超電導薄膜の超電導特性
と、絶縁体薄膜の絶縁特性との両方が著しく劣化する。
維持し、さらにその上に積層する薄膜の結晶性、諸特性
を向上すること、および連続成膜の処理時間の短縮に主
眼をおいていた。しかしながら、従来の方法で酸化物超
電導薄膜上に絶縁体薄膜等を成膜すると、絶縁体薄膜の
成膜時に酸化物超電導薄膜と絶縁体薄膜との界面が、長
時間高温に保持されるので、界面における相互拡散が避
けられない。従って、酸化物超電導薄膜の超電導特性
と、絶縁体薄膜の絶縁特性との両方が著しく劣化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は従来技
術の問題点を解決して、酸化物超電導薄膜および絶縁体
薄膜の界面における相互拡散を抑制できる構成の積層膜
構造およびその作製方法を提供することにある。
術の問題点を解決して、酸化物超電導薄膜および絶縁体
薄膜の界面における相互拡散を抑制できる構成の積層膜
構造およびその作製方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、基板上
に成膜された酸化物超電導薄膜と、該酸化物超電導薄膜
上に成膜された一原子層分の厚さ（モノレイヤー）の貴
金属薄膜と、該貴金属層上に成膜された絶縁体薄膜とを
有することを特徴とする積層膜が提供される。
に成膜された酸化物超電導薄膜と、該酸化物超電導薄膜
上に成膜された一原子層分の厚さ（モノレイヤー）の貴
金属薄膜と、該貴金属層上に成膜された絶縁体薄膜とを
有することを特徴とする積層膜が提供される。
【０００９】本発明の積層膜においては、酸化物超電導
薄膜が、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜であることが
好ましく、絶縁体薄膜が、SrTiＯ3薄膜であることが好
ましく、貴金属薄膜が、Au薄膜またはAg薄膜であること
が好ましい。
薄膜が、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜であることが
好ましく、絶縁体薄膜が、SrTiＯ3薄膜であることが好
ましく、貴金属薄膜が、Au薄膜またはAg薄膜であること
が好ましい。
【００１０】また、本発明においては、上記積層膜を作
製する方法として、基板上に予め成膜した酸化物超電導
薄膜上に絶縁体薄膜を積層する方法において、前記酸化
物超電導薄膜を成膜後に、該酸化物超電導薄膜上に一原
子層分の厚さ（モノレイヤー）の貴金属層を同一の成膜
装置内で連続して成膜し、さらにこの貴金属薄膜上に絶
縁体薄膜を、同一の成膜装置内で連続して成膜すること
を特徴とする方法が提供される。
製する方法として、基板上に予め成膜した酸化物超電導
薄膜上に絶縁体薄膜を積層する方法において、前記酸化
物超電導薄膜を成膜後に、該酸化物超電導薄膜上に一原
子層分の厚さ（モノレイヤー）の貴金属層を同一の成膜
装置内で連続して成膜し、さらにこの貴金属薄膜上に絶
縁体薄膜を、同一の成膜装置内で連続して成膜すること
を特徴とする方法が提供される。
【００１１】本発明の方法では、前記酸化物超電導薄膜
を成膜する方法が、反応性共蒸着法であり、前記貴金属
薄膜を成膜する方法が、真空蒸着法であり、前記絶縁体
薄膜を成膜する方法が、反応性共蒸着法であることが好
ましい。
を成膜する方法が、反応性共蒸着法であり、前記貴金属
薄膜を成膜する方法が、真空蒸着法であり、前記絶縁体
薄膜を成膜する方法が、反応性共蒸着法であることが好
ましい。
【００１２】さらに、本発明の方法は、酸化物超電導薄
膜による超電導チャネル、該超電導チャネル上に配置さ
れたゲート絶縁層および該ゲート絶縁層上に配置された
ゲート電極を備える超電導素子の該ゲート構造の作製に
適用される。
膜による超電導チャネル、該超電導チャネル上に配置さ
れたゲート絶縁層および該ゲート絶縁層上に配置された
ゲート電極を備える超電導素子の該ゲート構造の作製に
適用される。
【００１３】
【作用】本発明の積層膜は、酸化物超電導薄膜と絶縁体
薄膜との間に貴金属のモノレイヤーが配置されていると
ころにその主要な特徴がある。貴金属のモノレイヤーと
は、一原子層の貴金属分子が、一層分並んで構成された
極めて薄い層を意味する。本発明の積層膜では、この貴
金属のモノレイヤーが、酸化物超電導薄膜と絶縁体薄膜
との間の相互拡散を防止する。従って、本発明の積層膜
においては、酸化物超電導薄膜中に不純物が拡散しない
ので、その超電導特性が優れている。また、絶縁体薄膜
は、その組成が維持されるので絶縁特性が優れている。
薄膜との間に貴金属のモノレイヤーが配置されていると
ころにその主要な特徴がある。貴金属のモノレイヤーと
は、一原子層の貴金属分子が、一層分並んで構成された
極めて薄い層を意味する。本発明の積層膜では、この貴
金属のモノレイヤーが、酸化物超電導薄膜と絶縁体薄膜
との間の相互拡散を防止する。従って、本発明の積層膜
においては、酸化物超電導薄膜中に不純物が拡散しない
ので、その超電導特性が優れている。また、絶縁体薄膜
は、その組成が維持されるので絶縁特性が優れている。
【００１４】また、本発明の積層膜では、上記の貴金属
のモノレイヤーにより酸化物超電導薄膜の表面から酸素
が離脱することも防止される。従って、酸化物超電導薄
膜と絶縁体膜との間の界面が急峻に形成され、酸化物超
電導薄膜の超電導特性は界面においても良好になる。
のモノレイヤーにより酸化物超電導薄膜の表面から酸素
が離脱することも防止される。従って、酸化物超電導薄
膜と絶縁体膜との間の界面が急峻に形成され、酸化物超
電導薄膜の超電導特性は界面においても良好になる。
【００１５】本発明の積層膜において、酸化物超電導薄
膜は、Ｙ系超電導材料、例えばＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X、Bi系超
電導材料、例えばBi2Sr2Ca2Cu3Ｏx 、およびTl系超電導
材料、例えばTl2Ba2Ca2Cu3Ｏx 等で構成されていること
が好ましい。Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-Xは高品質の結晶性のよい薄
膜を安定に成膜できるので好ましく、また、Bi系複合酸
化物超電導体は超電導臨界温度Ｔc が高いので好まし
い。
膜は、Ｙ系超電導材料、例えばＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X、Bi系超
電導材料、例えばBi2Sr2Ca2Cu3Ｏx 、およびTl系超電導
材料、例えばTl2Ba2Ca2Cu3Ｏx 等で構成されていること
が好ましい。Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-Xは高品質の結晶性のよい薄
膜を安定に成膜できるので好ましく、また、Bi系複合酸
化物超電導体は超電導臨界温度Ｔc が高いので好まし
い。
【００１６】本発明の積層膜では、絶縁体膜は酸化物の
薄膜であるのが好ましく、特に、酸化物超電導体に類似
した結晶構造または格子定数を有する非超電導酸化物材
料であるのが好ましい。例としては、MgＯ、SrTiＯ3、
（BaxSr1-x）TiＯ3、NdGaＯ3、LaAlＯ3 、ＹＳＺ等の酸
化物を挙げることができる。
薄膜であるのが好ましく、特に、酸化物超電導体に類似
した結晶構造または格子定数を有する非超電導酸化物材
料であるのが好ましい。例としては、MgＯ、SrTiＯ3、
（BaxSr1-x）TiＯ3、NdGaＯ3、LaAlＯ3 、ＹＳＺ等の酸
化物を挙げることができる。
【００１７】さらに本発明の積層膜では、貴金属モノレ
イヤーは、酸化物超電導体と好ましくない反応を起こさ
ないAuまたはAgのモノレイヤーであることが好ましい。
これらの貴金属は、上記の酸化物超電導体および絶縁体
のいずれに対しても、ほとんど拡散せず、また、拡散し
てもそれぞれの特性に悪影響を及ぼさない。
イヤーは、酸化物超電導体と好ましくない反応を起こさ
ないAuまたはAgのモノレイヤーであることが好ましい。
これらの貴金属は、上記の酸化物超電導体および絶縁体
のいずれに対しても、ほとんど拡散せず、また、拡散し
てもそれぞれの特性に悪影響を及ぼさない。
【００１８】一方、本発明の方法では、酸化物超電導薄
膜を成膜後、酸化物超電導薄膜を大気に曝すことなく、
同一の成膜装置内で貴金属モノレイヤーおよび絶縁体薄
膜を積層する。本発明の方法では、酸化物超電導体の表
面が清浄に保たれ、また、貴金属モノレイヤーにより、
それぞれの薄膜への不純物の相互拡散が有効に抑制され
るので、酸化物超電導薄膜の超電導特性および絶縁体薄
膜の絶縁特性の両方の特性が極めて良好になる。
膜を成膜後、酸化物超電導薄膜を大気に曝すことなく、
同一の成膜装置内で貴金属モノレイヤーおよび絶縁体薄
膜を積層する。本発明の方法では、酸化物超電導体の表
面が清浄に保たれ、また、貴金属モノレイヤーにより、
それぞれの薄膜への不純物の相互拡散が有効に抑制され
るので、酸化物超電導薄膜の超電導特性および絶縁体薄
膜の絶縁特性の両方の特性が極めて良好になる。
【００１９】本発明の方法は、例えば、酸化物超電導体
の超電導チャネルを有する超電導電界効果型素子のゲー
ト構造、すなわち、酸化物超電導薄膜で構成された超電
導チャネル、この超電導チャネル上に配置されたゲート
絶縁層およびゲート絶縁層上に配置されたゲート電極を
備える構造の作製に有利に適用できる。このゲート構造
においては、超電導チャネルは極めて薄く（５nm以
下）、しかも結晶性に優れた酸化物超電導薄膜で構成さ
れていなければならず、また、ゲート絶縁層はやはり10
〜100 nm程度の厚さの絶縁体薄膜で構成されていなけれ
ばならない。また、両者の界面は、急峻に形成されてい
ることが要求される。このように、厳しい条件の酸化物
超電導薄膜および絶縁体膜の積層構造を形成する場合
に、本発明の方法は有利に適用される。
の超電導チャネルを有する超電導電界効果型素子のゲー
ト構造、すなわち、酸化物超電導薄膜で構成された超電
導チャネル、この超電導チャネル上に配置されたゲート
絶縁層およびゲート絶縁層上に配置されたゲート電極を
備える構造の作製に有利に適用できる。このゲート構造
においては、超電導チャネルは極めて薄く（５nm以
下）、しかも結晶性に優れた酸化物超電導薄膜で構成さ
れていなければならず、また、ゲート絶縁層はやはり10
〜100 nm程度の厚さの絶縁体薄膜で構成されていなけれ
ばならない。また、両者の界面は、急峻に形成されてい
ることが要求される。このように、厳しい条件の酸化物
超電導薄膜および絶縁体膜の積層構造を形成する場合
に、本発明の方法は有利に適用される。
【００２０】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく
説明するが、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲をなんら制限するものではな
い。
説明するが、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲をなんら制限するものではな
い。
【００２１】
【実施例】本発明の方法で、Pr1Ba2Cu3Ｏ7-yバッファ層
を有するSrTiＯ3基板上に、本発明の積層膜をＹ1Ba2Cu3
Ｏ7-X酸化物超電導薄膜、AuモノレイヤーおよびSrTiＯ3
薄膜で作製した。作製には、基板近傍に酸化ガスを導入
可能な高性能ＭＢＥ（分子線エピタキシー）装置を使用
し、各成膜は、ＲＨＥＥＤ（反射高速電子線回折）によ
り表面状態をモニターしながら行った。先ず、反応性共
蒸着法でSrTiＯ3（１００) 基板上にPr1Ba2Cu3Ｏ7-yバ
ッファ層を成膜した。主な成膜条件は下記の通り： 蒸発源 ： Pr、Ba、Cu 基板温度 ： 650 ℃ Ｏ2 圧力 ： ５×10-6Torr（Ｏ3 ：70％含
有） 膜厚 ： 30 nm Pr1Ba2Cu3Ｏ7-yバッファ層は、SrTiＯ3基板とＹ1Ba2Cu3
Ｏ7-X酸化物超電導体との格子不整合を緩和するために
配置されており、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導体と等し
い結晶構造を有する。また、Pr1Ba2Cu3Ｏ7-y酸化物の成
分元素が拡散しても、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜
の超電導特性は、ほとんど影響を受けない。
を有するSrTiＯ3基板上に、本発明の積層膜をＹ1Ba2Cu3
Ｏ7-X酸化物超電導薄膜、AuモノレイヤーおよびSrTiＯ3
薄膜で作製した。作製には、基板近傍に酸化ガスを導入
可能な高性能ＭＢＥ（分子線エピタキシー）装置を使用
し、各成膜は、ＲＨＥＥＤ（反射高速電子線回折）によ
り表面状態をモニターしながら行った。先ず、反応性共
蒸着法でSrTiＯ3（１００) 基板上にPr1Ba2Cu3Ｏ7-yバ
ッファ層を成膜した。主な成膜条件は下記の通り： 蒸発源 ： Pr、Ba、Cu 基板温度 ： 650 ℃ Ｏ2 圧力 ： ５×10-6Torr（Ｏ3 ：70％含
有） 膜厚 ： 30 nm Pr1Ba2Cu3Ｏ7-yバッファ層は、SrTiＯ3基板とＹ1Ba2Cu3
Ｏ7-X酸化物超電導体との格子不整合を緩和するために
配置されており、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導体と等し
い結晶構造を有する。また、Pr1Ba2Cu3Ｏ7-y酸化物の成
分元素が拡散しても、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X酸化物超電導薄膜
の超電導特性は、ほとんど影響を受けない。
【００２２】続いて、Pr蒸発源をＹ蒸発源に切り換え、
同じく反応性共蒸着法でPr1Ba2Cu3Ｏ7-yバッファ層上に
Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X 超電導薄膜を成膜した。主な成膜条件
は下記の通り： 蒸発源 ： Ｙ、Ba、Cu 基板温度 ： 700 ℃ Ｏ2 圧力 ： ５×10-6Torr（Ｏ3 ：70％含
有） 膜厚 ： 10 nm
同じく反応性共蒸着法でPr1Ba2Cu3Ｏ7-yバッファ層上に
Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X 超電導薄膜を成膜した。主な成膜条件
は下記の通り： 蒸発源 ： Ｙ、Ba、Cu 基板温度 ： 700 ℃ Ｏ2 圧力 ： ５×10-6Torr（Ｏ3 ：70％含
有） 膜厚 ： 10 nm
【００２３】次に、蒸発源をAuとして、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X
酸化物超電導薄膜上に、Auのモノレイヤー（単原子層）
を形成した。主な成膜条件は下記の通り： 蒸発源 ： Au 基板温度 ： 700 ℃ 圧力 ： １×10-9Torr
酸化物超電導薄膜上に、Auのモノレイヤー（単原子層）
を形成した。主な成膜条件は下記の通り： 蒸発源 ： Au 基板温度 ： 700 ℃ 圧力 ： １×10-9Torr
【００２４】最後に、このAuモノレイヤー上にSrTiＯ3
薄膜を反応性共蒸着法で成膜した。主な成膜条件を以下
に示す。 蒸発源 ： Sr、Ti 基板温度 ： 700 ℃ 圧力（真空度） ： ５×10-6Torr（Ｏ3 ：70％含
有） 膜厚 ： 50nm その場のＲＨＥＥＤ観察で、SrTiＯ3薄膜の状態を確認
したところ、単結晶で均一且つ連続に成長していた。
薄膜を反応性共蒸着法で成膜した。主な成膜条件を以下
に示す。 蒸発源 ： Sr、Ti 基板温度 ： 700 ℃ 圧力（真空度） ： ５×10-6Torr（Ｏ3 ：70％含
有） 膜厚 ： 50nm その場のＲＨＥＥＤ観察で、SrTiＯ3薄膜の状態を確認
したところ、単結晶で均一且つ連続に成長していた。
【００２５】続いて、基板温度500℃のまま、上記のSrT
iＯ3単結晶薄膜上にさらにAu薄膜を、厚さが200nmとな
るまで成膜を行った。この成膜の際も、その場のＲＨＥ
ＥＤ観察でAu薄膜が、単結晶を維持しながら成長するこ
とを確認した。主な成膜条件を以下に示す。 蒸発源 ： Au 基板温度 ： 700 ℃ 圧力（真空度） ： ３×10-10Torr 膜厚 ： 200 nm
iＯ3単結晶薄膜上にさらにAu薄膜を、厚さが200nmとな
るまで成膜を行った。この成膜の際も、その場のＲＨＥ
ＥＤ観察でAu薄膜が、単結晶を維持しながら成長するこ
とを確認した。主な成膜条件を以下に示す。 蒸発源 ： Au 基板温度 ： 700 ℃ 圧力（真空度） ： ３×10-10Torr 膜厚 ： 200 nm
【００２６】上記本発明の方法においては、Ｙ1Ba2Cu3
Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上に、Auのモノレイヤーを形成
して、その上にSrTiＯ3薄膜を積層した。従って、上記
の本発明の方法で作製された積層膜においては、界面に
おける相互拡散が極めて少なく、シャープな界面が形成
されていた。また、本実施例においては、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ
7-X酸化物超電導薄膜上にSrTiＯ3薄膜を積層する場合に
ついてのみ説明を行ったが、上述のように本発明の方法
は、任意の酸化物超電導体の薄膜上に、他の材料の薄膜
を積層する場合に適用できる。
Ｏ7-X酸化物超電導薄膜上に、Auのモノレイヤーを形成
して、その上にSrTiＯ3薄膜を積層した。従って、上記
の本発明の方法で作製された積層膜においては、界面に
おける相互拡散が極めて少なく、シャープな界面が形成
されていた。また、本実施例においては、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ
7-X酸化物超電導薄膜上にSrTiＯ3薄膜を積層する場合に
ついてのみ説明を行ったが、上述のように本発明の方法
は、任意の酸化物超電導体の薄膜上に、他の材料の薄膜
を積層する場合に適用できる。
【００２７】
【発明の効果】本発明の方法を用いることによって、酸
化物超電導薄膜上に結晶性の良い薄膜を、良好な界面を
形成して成膜することができる。従って、本発明の方法
を、各種超電導素子の作製に応用すると効果的である。
特に、極薄の酸化物超電導薄膜で構成された超電導チャ
ネルと、この超電導チャネル上に形成されたゲート絶縁
層と、ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有す
る超電導電界効果型素子のゲート絶縁層の作製に応用す
ると有利である。すなわち、界面での相互拡散が抑制さ
れるので、素子動作に重要な影響を及ぼす界面準位密度
を低減させることができる。これにより、超電導電流の
変調効率を増大させることができる。
化物超電導薄膜上に結晶性の良い薄膜を、良好な界面を
形成して成膜することができる。従って、本発明の方法
を、各種超電導素子の作製に応用すると効果的である。
特に、極薄の酸化物超電導薄膜で構成された超電導チャ
ネルと、この超電導チャネル上に形成されたゲート絶縁
層と、ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有す
る超電導電界効果型素子のゲート絶縁層の作製に応用す
ると有利である。すなわち、界面での相互拡散が抑制さ
れるので、素子動作に重要な影響を及ぼす界面準位密度
を低減させることができる。これにより、超電導電流の
変調効率を増大させることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 13/00 ５６５ Ｄ 7244−5Ｇ Ｈ０１Ｌ 39/22 ＺＡＡ Ｇ 9276−4Ｍ
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上に成膜された酸化物超電導薄膜
と、該酸化物超電導薄膜上に成膜された一原子層分の厚
さ（モノレイヤー）の貴金属薄膜と、該貴金属層上に成
膜された絶縁体薄膜とを有することを特徴とする積層
膜。 - 【請求項２】 前記酸化物超電導薄膜が、Ｙ1Ba2Cu3Ｏ
7-X酸化物超電導薄膜であることを特徴とする請求項１
に記載の積層膜。 - 【請求項３】 前記絶縁体薄膜が、SrTiＯ3薄膜である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の積層膜。 - 【請求項４】 前記貴金属薄膜が、Au薄膜またはAg薄膜
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
記載の積層膜。 - 【請求項５】 基板上に予め成膜した酸化物超電導薄膜
上に絶縁体薄膜を積層する方法において、前記酸化物超
電導薄膜を成膜後に、該酸化物超電導薄膜上に一原子層
分の厚さ（モノレイヤー）の貴金属層を同一の成膜装置
内で連続して成膜し、さらにこの貴金属薄膜上に絶縁体
薄膜を、同一の成膜装置内で連続して成膜することを特
徴とする方法。 - 【請求項６】 前記酸化物超電導薄膜を成膜する方法
が、反応性共蒸着法であり、前記貴金属薄膜を成膜する
方法が、真空蒸着法であり、前記絶縁体薄膜を成膜する
方法が、反応性共蒸着法であることを特徴とする請求項
５に記載の方法。 - 【請求項７】 酸化物超電導薄膜による超電導チャネ
ル、該超電導チャネル上に配置されたゲート絶縁層およ
び該ゲート絶縁層上に配置されたゲート電極を備える超
電導素子の該ゲート構造を請求項５または６に記載の方
法で作製する工程を含むことを特徴とする超電導素子の
作製方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5196810A JPH0730161A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 絶縁体薄膜と酸化物超電導薄膜との積層膜及び作製方法 |
| CA002127916A CA2127916C (en) | 1993-07-14 | 1994-07-13 | Layered structure comprising insulator thin film and oxide superconductor thin film |
| DE69416462T DE69416462D1 (de) | 1993-07-14 | 1994-07-13 | Schichtstruktur mit isolierender Dünnschicht und Oxydsupraleiter-Dünnschicht |
| EP94401630A EP0635894B1 (en) | 1993-07-14 | 1994-07-13 | Layered structure comprising insulator thin film and oxide superconductor thin film |
| US08/274,781 US5480861A (en) | 1993-07-14 | 1994-07-14 | Layered structure comprising insulator thin film and oxide superconductor thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5196810A JPH0730161A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 絶縁体薄膜と酸化物超電導薄膜との積層膜及び作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0730161A true JPH0730161A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=16364034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5196810A Withdrawn JPH0730161A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 絶縁体薄膜と酸化物超電導薄膜との積層膜及び作製方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5480861A (ja) |
| EP (1) | EP0635894B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0730161A (ja) |
| CA (1) | CA2127916C (ja) |
| DE (1) | DE69416462D1 (ja) |
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| US6657533B2 (en) * | 1998-11-25 | 2003-12-02 | American Semiconductor Corporation | Superconducting conductors and their method of manufacture |
| WO2000010176A1 (en) * | 1998-08-11 | 2000-02-24 | American Superconductor Corporation | Superconducting conductors and their method of manufacture |
| US6765151B2 (en) * | 1999-07-23 | 2004-07-20 | American Superconductor Corporation | Enhanced high temperature coated superconductors |
| US6455849B1 (en) | 1999-10-05 | 2002-09-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Normal metal boundary conditions for multi-layer TES detectors |
| US6517944B1 (en) | 2000-08-03 | 2003-02-11 | Teracomm Research Inc. | Multi-layer passivation barrier for a superconducting element |
| DE10230083B3 (de) * | 2002-06-27 | 2004-02-05 | Siemens Ag | Strombegrenzungseinrichtung mit verbesserter Wärmeableitung |
| US7774035B2 (en) * | 2003-06-27 | 2010-08-10 | Superpower, Inc. | Superconducting articles having dual sided structures |
| US20040266628A1 (en) * | 2003-06-27 | 2004-12-30 | Superpower, Inc. | Novel superconducting articles, and methods for forming and using same |
| GB0514504D0 (en) * | 2005-07-14 | 2005-08-24 | Tarrant Colin D | Improvements in and relating to superconducting material |
| US8716188B2 (en) | 2010-09-15 | 2014-05-06 | Superpower, Inc. | Structure to reduce electroplated stabilizer content |
| JP6545053B2 (ja) * | 2015-03-30 | 2019-07-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理装置および処理方法、ならびにガスクラスター発生装置および発生方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0414881A (ja) * | 1990-05-08 | 1992-01-20 | Ricoh Co Ltd | トンネル接合素子 |
| US5358927A (en) * | 1990-05-31 | 1994-10-25 | Bell Communications Research, Inc. | Growth of a,b-axis oriented pervoskite thin films |
| JPH04111482A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-04-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導素子および作製方法 |
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1993
- 1993-07-14 JP JP5196810A patent/JPH0730161A/ja not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-07-13 EP EP94401630A patent/EP0635894B1/en not_active Revoked
- 1994-07-13 CA CA002127916A patent/CA2127916C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-07-13 DE DE69416462T patent/DE69416462D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-07-14 US US08/274,781 patent/US5480861A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5480861A (en) | 1996-01-02 |
| CA2127916C (en) | 1997-11-04 |
| DE69416462D1 (de) | 1999-03-25 |
| EP0635894A3 (en) | 1997-04-02 |
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| EP0635894A2 (en) | 1995-01-25 |
| CA2127916A1 (en) | 1995-01-15 |
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