JPH09289341A - 薄膜形成方法および超電導素子形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法および超電導素子形成方法Info
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- JPH09289341A JPH09289341A JP8155031A JP15503196A JPH09289341A JP H09289341 A JPH09289341 A JP H09289341A JP 8155031 A JP8155031 A JP 8155031A JP 15503196 A JP15503196 A JP 15503196A JP H09289341 A JPH09289341 A JP H09289341A
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- thin film
- brbo
- bbo
- bao
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＭＢＥ法を用いて、STO 基板１１の（１０
０）面に優れた電気特性を示す超電導素子３２を形成す
る。 【解決手段】 STO 基板１１の（１００）面上に、分子
線エピタキシー法によりBaO 薄膜１２を形成し、この薄
膜１２を緩衝層として、その上に分子線エピタキシー法
によりBBO 薄膜１３を形成する。BaO 薄膜１２およびBB
0 薄膜１３にこれら両薄膜を貫通しSTO 基板１１に達す
る開口２８を形成した後、BBO 薄膜１３を緩衝層とし
て、分子線エピタキシー法により、BRBO薄膜１４を形成
することにより、BRBO薄膜１４とSTO 基板１１との間に
ショットキー接合を形成する。さらに、BRBO薄膜１４に
金属材料部分によりコレクタ電極３０を形成し、このコ
レクタ電極３０とBRBO薄膜１４との間にＭＩＭ接合を形
成する。
０）面に優れた電気特性を示す超電導素子３２を形成す
る。 【解決手段】 STO 基板１１の（１００）面上に、分子
線エピタキシー法によりBaO 薄膜１２を形成し、この薄
膜１２を緩衝層として、その上に分子線エピタキシー法
によりBBO 薄膜１３を形成する。BaO 薄膜１２およびBB
0 薄膜１３にこれら両薄膜を貫通しSTO 基板１１に達す
る開口２８を形成した後、BBO 薄膜１３を緩衝層とし
て、分子線エピタキシー法により、BRBO薄膜１４を形成
することにより、BRBO薄膜１４とSTO 基板１１との間に
ショットキー接合を形成する。さらに、BRBO薄膜１４に
金属材料部分によりコレクタ電極３０を形成し、このコ
レクタ電極３０とBRBO薄膜１４との間にＭＩＭ接合を形
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、BaBiO3のような酸
化物薄膜あるいはBaxRb1-xBiO3のような超電導薄膜を形
成する薄膜形成方法およびこれらの薄膜を利用した超電
導素子形成方法に関する。
化物薄膜あるいはBaxRb1-xBiO3のような超電導薄膜を形
成する薄膜形成方法およびこれらの薄膜を利用した超電
導素子形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導体の特性を利用した電子デバイス
の１つに超電導三端子素子がある。超電導体として、Ba
xRb1-xBiO3（０≦ｘ＜１、以下、BRBOと称する。）を利
用した超電導三端子では、BRBO薄膜を成長させるための
基板として、SrTiO3基板（以下、STO 基板と称する。）
を用いることがある。このSTO 基板上に、分子線エピタ
キシー（ＭＢＥ）法により、BRBO薄膜を成長させること
により、BRBO薄膜とSTO 基板との間には、ショットキー
接合が形成される。また、BRBO膜上にInを蒸着すること
により、このInとBRBO膜との間には、ＭＩＭ（金属／絶
縁体／金属）接合が形成される。これら両接合により、
BRBO薄膜を利用した超電導三端子素子が構成される。こ
のBRBO薄膜を利用した超電導三端子素子では、BRBO薄膜
と、STO 基板との間に絶縁膜を部分的に介在させること
により、エミッタとして機能するSTO 基板からベースと
して機能するBRBO薄膜への漏れ電流の低減を図ることが
できる。
の１つに超電導三端子素子がある。超電導体として、Ba
xRb1-xBiO3（０≦ｘ＜１、以下、BRBOと称する。）を利
用した超電導三端子では、BRBO薄膜を成長させるための
基板として、SrTiO3基板（以下、STO 基板と称する。）
を用いることがある。このSTO 基板上に、分子線エピタ
キシー（ＭＢＥ）法により、BRBO薄膜を成長させること
により、BRBO薄膜とSTO 基板との間には、ショットキー
接合が形成される。また、BRBO膜上にInを蒸着すること
により、このInとBRBO膜との間には、ＭＩＭ（金属／絶
縁体／金属）接合が形成される。これら両接合により、
BRBO薄膜を利用した超電導三端子素子が構成される。こ
のBRBO薄膜を利用した超電導三端子素子では、BRBO薄膜
と、STO 基板との間に絶縁膜を部分的に介在させること
により、エミッタとして機能するSTO 基板からベースと
して機能するBRBO薄膜への漏れ電流の低減を図ることが
できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この絶縁膜
として、BaBiO3（以下、BBO と称する。）薄膜を用いる
場合、ＭＢＥ法により、STO 基板の（１００）面上にBB
O 薄膜を成長させると、成長されたBBO 薄膜は、（１０
０）および（１１０）の両面に配向性を示す。そのた
め、BBO 薄膜には、（１００）面および（１１０）面の
両配向が混在することから、その結晶性が低下する。こ
のような結晶性の低いBBO 薄膜は、その上に形成される
BRBO薄膜の緩衝層としては機能し得ず、BRBO薄膜の結晶
性の低下を招く結果となり、エミッタからベースへの漏
れ電流の低減による電気特性の改善が見られるどころ
か、逆に、BRBO薄膜の結晶性を低下させることにより、
電気特性の低下を招く結果となった。
として、BaBiO3（以下、BBO と称する。）薄膜を用いる
場合、ＭＢＥ法により、STO 基板の（１００）面上にBB
O 薄膜を成長させると、成長されたBBO 薄膜は、（１０
０）および（１１０）の両面に配向性を示す。そのた
め、BBO 薄膜には、（１００）面および（１１０）面の
両配向が混在することから、その結晶性が低下する。こ
のような結晶性の低いBBO 薄膜は、その上に形成される
BRBO薄膜の緩衝層としては機能し得ず、BRBO薄膜の結晶
性の低下を招く結果となり、エミッタからベースへの漏
れ電流の低減による電気特性の改善が見られるどころ
か、逆に、BRBO薄膜の結晶性を低下させることにより、
電気特性の低下を招く結果となった。
【０００４】STO 基板として、（１１０）面を利用すれ
ば、BBO 薄膜の配向性の乱れを抑制することができる。
しかし、ＭＢＥ法での分子線源の制御の容易さの点か
ら、STO 基板の（１００）面を利用することが有利であ
る。そのため、ＭＢＥ法を用いて、STO 基板の（１０
０）面に優れた結晶性を有する薄膜を形成する技術の開
発および優れた電気特性を示す超電導素子を形成する技
術の開発が待望されていた。
ば、BBO 薄膜の配向性の乱れを抑制することができる。
しかし、ＭＢＥ法での分子線源の制御の容易さの点か
ら、STO 基板の（１００）面を利用することが有利であ
る。そのため、ＭＢＥ法を用いて、STO 基板の（１０
０）面に優れた結晶性を有する薄膜を形成する技術の開
発および優れた電気特性を示す超電導素子を形成する技
術の開発が待望されていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、次の構成を採用する。 〈構成〉本発明に係る薄膜形成方法は、STO 基板の（１
００）面上に、ＭＢＥ法により緩衝層を形成した後、該
緩衝層上に分子線エピタキシー法により、BBO 薄膜また
はBRBO（０≦ｘ＜１）薄膜を形成することを特徴とす
る。
決するために、次の構成を採用する。 〈構成〉本発明に係る薄膜形成方法は、STO 基板の（１
００）面上に、ＭＢＥ法により緩衝層を形成した後、該
緩衝層上に分子線エピタキシー法により、BBO 薄膜また
はBRBO（０≦ｘ＜１）薄膜を形成することを特徴とす
る。
【０００６】BBO 薄膜をSTO 基板上に形成させる際に使
用される緩衝層は、BaO 薄膜であり、このBaO 薄膜がＭ
ＢＥ法により、STO 基板（１００）面上に形成される。
BBO薄膜を成長させるに先立ち、STO 基板（１００）面
に形成されたBaO 薄膜は、このBaO 薄膜上に形成される
BBO 薄膜に、（１００）面への強い配向性を与える。こ
れにより、BBO 薄膜は、主として（１００）面で成長す
ることから、従来に比較して高い結晶性を示す。緩衝作
用を果たすBaO 薄膜は、電気的には絶縁膜として機能す
る。
用される緩衝層は、BaO 薄膜であり、このBaO 薄膜がＭ
ＢＥ法により、STO 基板（１００）面上に形成される。
BBO薄膜を成長させるに先立ち、STO 基板（１００）面
に形成されたBaO 薄膜は、このBaO 薄膜上に形成される
BBO 薄膜に、（１００）面への強い配向性を与える。こ
れにより、BBO 薄膜は、主として（１００）面で成長す
ることから、従来に比較して高い結晶性を示す。緩衝作
用を果たすBaO 薄膜は、電気的には絶縁膜として機能す
る。
【０００７】BRBO薄膜をＭＢＥ法により形成する際は、
BBO 薄膜が緩衝層として用いられる。このBBO 薄膜は、
（１００）面に強い配向性を示すことにより、BBO 薄膜
上に形成されるBRBO薄膜に高い結晶性を与える共に、Ｍ
ＢＥ法によりBRBO薄膜が形成される際に、その成長開始
初期に見られるBaが過剰ないわゆるBaリッチ層の形成を
抑制する。Baリッチ層は、BRBO薄膜本来の超電導機能を
発揮することはなく、BRBO薄膜の不要な厚さ寸法の増大
を招くが、このBaリッチ層の形成が抑制されることか
ら、従来に比較して結晶性に優れかつ厚さ寸法の小さな
BRBO薄膜を成長させることが可能となる。このBBO 薄膜
は、BaO 薄膜と同様に、電気的には絶縁膜として機能す
る。
BBO 薄膜が緩衝層として用いられる。このBBO 薄膜は、
（１００）面に強い配向性を示すことにより、BBO 薄膜
上に形成されるBRBO薄膜に高い結晶性を与える共に、Ｍ
ＢＥ法によりBRBO薄膜が形成される際に、その成長開始
初期に見られるBaが過剰ないわゆるBaリッチ層の形成を
抑制する。Baリッチ層は、BRBO薄膜本来の超電導機能を
発揮することはなく、BRBO薄膜の不要な厚さ寸法の増大
を招くが、このBaリッチ層の形成が抑制されることか
ら、従来に比較して結晶性に優れかつ厚さ寸法の小さな
BRBO薄膜を成長させることが可能となる。このBBO 薄膜
は、BaO 薄膜と同様に、電気的には絶縁膜として機能す
る。
【０００８】本発明に係る超電導素子形成方法は、STO
基板の（１００）面上に、分子線エピタキシー法により
BaO 薄膜を形成し、このBaO 薄膜を緩衝層として、その
上に分子線エピタキシー法によりBBO 薄膜を形成し、Ba
O 薄膜およびBB0 薄膜にこれら両薄膜を貫通しSTO 基板
に達する開口を形成した後、STO 基板の開口に露出する
領域を含むBBO 薄膜上に、このBBO 薄膜を緩衝層とし
て、分子線エピタキシー法によりBRBO薄膜を形成するこ
とにより、このBRBO薄膜とSTO 基板との間にショットキ
ー接合を形成し、BRBO薄膜上の開口に対向する位置に、
金属材料部分を形成することにより、この金属材料部分
とBRBO薄膜との間にＭＩＭ接合を形成することを特徴と
する。
基板の（１００）面上に、分子線エピタキシー法により
BaO 薄膜を形成し、このBaO 薄膜を緩衝層として、その
上に分子線エピタキシー法によりBBO 薄膜を形成し、Ba
O 薄膜およびBB0 薄膜にこれら両薄膜を貫通しSTO 基板
に達する開口を形成した後、STO 基板の開口に露出する
領域を含むBBO 薄膜上に、このBBO 薄膜を緩衝層とし
て、分子線エピタキシー法によりBRBO薄膜を形成するこ
とにより、このBRBO薄膜とSTO 基板との間にショットキ
ー接合を形成し、BRBO薄膜上の開口に対向する位置に、
金属材料部分を形成することにより、この金属材料部分
とBRBO薄膜との間にＭＩＭ接合を形成することを特徴と
する。
【０００９】本発明に係る超電導素子形成方法では、Ba
O 薄膜を緩衝層として結晶性の高いBBO 薄膜が形成さ
れ、BaO 薄膜およびBBO 薄膜を貫通してSTO 基板に開放
する開口の形成後、STO 基板の開口に露出する領域を含
むBBO 薄膜上に、このBBO 薄膜を緩衝層として、結晶性
が高く、しかもBaリッチ層を含むことない適正な組成比
のBRBO薄膜が形成される。STO 基板と、BRBO薄膜との間
に挿入されたBaO 薄膜およびBBO 薄膜は、STO 基板で構
成されるエミッタから、BRBO薄膜で構成されるベースへ
向けて流れる漏洩電流を低減するための絶縁層として機
能し、またこれらBaO 薄膜およびBBO 薄膜の緩衝層とし
ての機能により、BRBO薄膜の結晶性が高められしかもBR
BO薄膜のBaリッチ層の形成が抑制されることから、電気
特性が改善されまたBRBO薄膜の実質的な厚さ寸法の低減
を図ることが可能となる。
O 薄膜を緩衝層として結晶性の高いBBO 薄膜が形成さ
れ、BaO 薄膜およびBBO 薄膜を貫通してSTO 基板に開放
する開口の形成後、STO 基板の開口に露出する領域を含
むBBO 薄膜上に、このBBO 薄膜を緩衝層として、結晶性
が高く、しかもBaリッチ層を含むことない適正な組成比
のBRBO薄膜が形成される。STO 基板と、BRBO薄膜との間
に挿入されたBaO 薄膜およびBBO 薄膜は、STO 基板で構
成されるエミッタから、BRBO薄膜で構成されるベースへ
向けて流れる漏洩電流を低減するための絶縁層として機
能し、またこれらBaO 薄膜およびBBO 薄膜の緩衝層とし
ての機能により、BRBO薄膜の結晶性が高められしかもBR
BO薄膜のBaリッチ層の形成が抑制されることから、電気
特性が改善されまたBRBO薄膜の実質的な厚さ寸法の低減
を図ることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。 〈具体例〉図１は、本発明の薄膜形成方法により形成さ
れた薄膜積層体の具体例を示す構造図である。本発明に
係る薄膜形成方法によって形成された薄膜積層体１０
は、図１に示す例では、（１００）面に配向されたSTO
基板１１と、このSTO 基板１１上に形成されるBaO 薄膜
１２と、さらにその上に積層されるBBO 薄膜１３と、こ
のBBO 薄膜１３上に形成されるBRBO薄膜１４とを備え
る。STO 基板１１上のBaO 薄膜１２、BBO 薄膜１３およ
びBRBO薄膜１４は、従来よく知られた分子線エピタキシ
ー法により、STO 基板１１上に、順次、形成される。
について詳細に説明する。 〈具体例〉図１は、本発明の薄膜形成方法により形成さ
れた薄膜積層体の具体例を示す構造図である。本発明に
係る薄膜形成方法によって形成された薄膜積層体１０
は、図１に示す例では、（１００）面に配向されたSTO
基板１１と、このSTO 基板１１上に形成されるBaO 薄膜
１２と、さらにその上に積層されるBBO 薄膜１３と、こ
のBBO 薄膜１３上に形成されるBRBO薄膜１４とを備え
る。STO 基板１１上のBaO 薄膜１２、BBO 薄膜１３およ
びBRBO薄膜１４は、従来よく知られた分子線エピタキシ
ー法により、STO 基板１１上に、順次、形成される。
【００１１】図２は、分子線エピタキシー法に用いられ
る薄膜形成装置を概略的に示す模式図である。薄膜形成
装置１５は、従来よく知られているように、ハウジング
１６により規定された成膜室１７を備え、成膜室１７は
真空ポンプ１８の作動により、例えば１０-10 Torrの真
空度に維持されている。成膜室１７には、加熱源１９を
組み込んだ試料台２０が配置されている。試料台２０に
は、STO 基板１１が（１００）面を表にして保持されて
おり、STO 基板１１は加熱源１９により所定温度に維持
される。
る薄膜形成装置を概略的に示す模式図である。薄膜形成
装置１５は、従来よく知られているように、ハウジング
１６により規定された成膜室１７を備え、成膜室１７は
真空ポンプ１８の作動により、例えば１０-10 Torrの真
空度に維持されている。成膜室１７には、加熱源１９を
組み込んだ試料台２０が配置されている。試料台２０に
は、STO 基板１１が（１００）面を表にして保持されて
おり、STO 基板１１は加熱源１９により所定温度に維持
される。
【００１２】薄膜形成装置１５には、STO 基板１１へ向
けてソース源であるBi（ビスマス）、Ba（バリゥム）お
よびRb2O（酸化ルビジゥム）分子をそれぞれ蒸発させる
ための３つのＫセル２１（２１ａ、２１ｂおよび２１
ｃ）が設けられている。各Ｋセル２１には、それぞれの
ソース源を収容するためのるつぼ２２が配置され、この
るつぼ２２を取り巻く加熱線２３の加熱により、各ソー
ス源の分子がSTO 基板１１へ向けて放出される。各Ｋセ
ル２１には、図示しないが各ソース源分子のSTO基板１
１への放出を断続するのためのシャッターが設けられて
いる。また、STO 基板１１には、各ソース源からのソー
ス源分子に加えて、ノズル２４から活性酸素ガスとして
オゾンが供給される。
けてソース源であるBi（ビスマス）、Ba（バリゥム）お
よびRb2O（酸化ルビジゥム）分子をそれぞれ蒸発させる
ための３つのＫセル２１（２１ａ、２１ｂおよび２１
ｃ）が設けられている。各Ｋセル２１には、それぞれの
ソース源を収容するためのるつぼ２２が配置され、この
るつぼ２２を取り巻く加熱線２３の加熱により、各ソー
ス源の分子がSTO 基板１１へ向けて放出される。各Ｋセ
ル２１には、図示しないが各ソース源分子のSTO基板１
１への放出を断続するのためのシャッターが設けられて
いる。また、STO 基板１１には、各ソース源からのソー
ス源分子に加えて、ノズル２４から活性酸素ガスとして
オゾンが供給される。
【００１３】STO 基板１１上に形成される薄膜の成長を
観察するための電子銃２５およびＲＨＥＥＤスクリーン
２６、さらには成膜室１７の分子線強度あるいは残留ガ
スを計測するための従来よく知られたＱＭＳ（質量分析
計）２７が薄膜形成装置１５に組み込まれている。
観察するための電子銃２５およびＲＨＥＥＤスクリーン
２６、さらには成膜室１７の分子線強度あるいは残留ガ
スを計測するための従来よく知られたＱＭＳ（質量分析
計）２７が薄膜形成装置１５に組み込まれている。
【００１４】STO 基板１１上にBaO 薄膜１２を成長させ
るために、Baを収容するＫセル２１ｂの前記シャッター
が開放されると、Ｋセル２１ｂから供給されるBa分子と
ノズル２４から供給されるオゾンとにより、STO 基板１
１の（１００）面上に、BaO薄膜１２が成長し始める。
このときのBaの分子線強度は、例えば５．４×１０-8To
rrであり、オゾン供給量は、例えば５×１０15個／ｃｍ
2 ・秒である。また、STO 基板１１の温度は、加熱源１
９により、ほぼ５５０℃に維持される。BaO 薄膜１２
は、約１０Ａ゜の厚さ寸法に形成され、STO 基板１１の
（１００）面上に形成されたBaO 薄膜１２は、（１０
０）面配向を呈する。
るために、Baを収容するＫセル２１ｂの前記シャッター
が開放されると、Ｋセル２１ｂから供給されるBa分子と
ノズル２４から供給されるオゾンとにより、STO 基板１
１の（１００）面上に、BaO薄膜１２が成長し始める。
このときのBaの分子線強度は、例えば５．４×１０-8To
rrであり、オゾン供給量は、例えば５×１０15個／ｃｍ
2 ・秒である。また、STO 基板１１の温度は、加熱源１
９により、ほぼ５５０℃に維持される。BaO 薄膜１２
は、約１０Ａ゜の厚さ寸法に形成され、STO 基板１１の
（１００）面上に形成されたBaO 薄膜１２は、（１０
０）面配向を呈する。
【００１５】BaO 薄膜１２の形成後、このBaO 薄膜１２
を緩衝層として、その上にBBO 薄膜１３を成長させるた
めに、Ｋセル２１ｂからのBa分子およびノズル２４から
のオゾンに加えて、Ｋセル２１ａからBi分子がBaO 薄膜
１２上へ供給される。このBiの分子線強度は、例えば
１．８×１０-8Torrであり、BBO 薄膜１３の成長速度
は、例えば１０Ａ゜／分である。BBO 薄膜１３は、BaO
薄膜１２を緩衝層として、例えば６００Ａ゜の厚さ寸法
に成長される。このBaO 薄膜１２上に形成されたBBO 薄
膜１３は、BaO 薄膜１２から強い配向性を与えられるこ
とから、主として、（１００）面で成長し、高い結晶性
を示す。
を緩衝層として、その上にBBO 薄膜１３を成長させるた
めに、Ｋセル２１ｂからのBa分子およびノズル２４から
のオゾンに加えて、Ｋセル２１ａからBi分子がBaO 薄膜
１２上へ供給される。このBiの分子線強度は、例えば
１．８×１０-8Torrであり、BBO 薄膜１３の成長速度
は、例えば１０Ａ゜／分である。BBO 薄膜１３は、BaO
薄膜１２を緩衝層として、例えば６００Ａ゜の厚さ寸法
に成長される。このBaO 薄膜１２上に形成されたBBO 薄
膜１３は、BaO 薄膜１２から強い配向性を与えられるこ
とから、主として、（１００）面で成長し、高い結晶性
を示す。
【００１６】図３は、本発明に係る薄膜形成法により得
られた、すなわちBaO 薄膜１２を緩衝層として、その上
に成長されたBBO 薄膜１３からのＸ線回折強度と、従来
法により得られた、すなわちSTO 基板１１上に、BaO 薄
膜１２を介在させることなく直接に成長されたBBO 薄膜
からのＸ線回折強度とを比較するグラフである。横軸
は、回折角（ｄｅｇ）を示し、縦軸はＸ線回折強度（ a
rb. unit）をそれぞれ示す。横軸を基準値にこれから立
ち上がる特性線Ａは、本発明に係るBBO 薄膜１３からの
Ｘ線回折強度を表し、その上方に基準値を持ちこれから
立ち上がる特性線Ｂは、従来法によるBBO 薄膜からのＸ
線回折強度を表す。
られた、すなわちBaO 薄膜１２を緩衝層として、その上
に成長されたBBO 薄膜１３からのＸ線回折強度と、従来
法により得られた、すなわちSTO 基板１１上に、BaO 薄
膜１２を介在させることなく直接に成長されたBBO 薄膜
からのＸ線回折強度とを比較するグラフである。横軸
は、回折角（ｄｅｇ）を示し、縦軸はＸ線回折強度（ a
rb. unit）をそれぞれ示す。横軸を基準値にこれから立
ち上がる特性線Ａは、本発明に係るBBO 薄膜１３からの
Ｘ線回折強度を表し、その上方に基準値を持ちこれから
立ち上がる特性線Ｂは、従来法によるBBO 薄膜からのＸ
線回折強度を表す。
【００１７】図３の各特性線ＡおよびＢには、それぞれ
BBO 薄膜（１００）面からのピーク波形ａ、その高次面
である（２００）面からのピーク波形ｂ、BBO 薄膜（１
１０）面からのピーク波形ｃ、STO 基板１１（１００）
面からのピーク波形ｄ、その高次面である（２００）面
からのピーク波形ｅがそれぞれ表されている。BBO 薄膜
の（１００）面および（１１０）面の各面からのＸ線強
度は、同一面での比較では、その面の大きさにほぼ比例
する。しかしながら、（１１０）面からのＸ線回折強度
は、（１００）面からのＸ線回折強度の約５倍を示す。
BBO 薄膜（１００）面からのピーク波形ａ、その高次面
である（２００）面からのピーク波形ｂ、BBO 薄膜（１
１０）面からのピーク波形ｃ、STO 基板１１（１００）
面からのピーク波形ｄ、その高次面である（２００）面
からのピーク波形ｅがそれぞれ表されている。BBO 薄膜
の（１００）面および（１１０）面の各面からのＸ線強
度は、同一面での比較では、その面の大きさにほぼ比例
する。しかしながら、（１１０）面からのＸ線回折強度
は、（１００）面からのＸ線回折強度の約５倍を示す。
【００１８】従って、特性線ＢにおけるBBO 薄膜（１０
０）面からのピーク波形ａと、（１１０）面からのピー
ク波形ｃとを比較すると、（１００）面と（１１０）面
との配向割合は、ピーク波形ａの波高値ｈ1 と、ピーク
波形ｃの波高値ｈ2 の約５分の１の値との比（５・ｈ1/
ｈ2 ）で示される。このことから、緩衝層としてBaO 薄
膜１２を用いない従来方法のBBO 薄膜では、特性線Ｂの
ピーク波形ａの波高値ｈ1 と、ピーク波形ｃの波高値ｈ
2 の約５分の１との比（５・ｈ1/ｈ2 ）で、BBO 薄膜
（１００）配向と（１１０）配向が混在していることを
読み取ることができる。しかも、ピーク波形ａの波高値
ｈ1 よりも極めて大きな値のピーク波形ｃの波高値ｈ2
の値を示す図３のグラフから明らかなように、（１１
０）配向が大きく優越していることを読み取ることがで
きる。
０）面からのピーク波形ａと、（１１０）面からのピー
ク波形ｃとを比較すると、（１００）面と（１１０）面
との配向割合は、ピーク波形ａの波高値ｈ1 と、ピーク
波形ｃの波高値ｈ2 の約５分の１の値との比（５・ｈ1/
ｈ2 ）で示される。このことから、緩衝層としてBaO 薄
膜１２を用いない従来方法のBBO 薄膜では、特性線Ｂの
ピーク波形ａの波高値ｈ1 と、ピーク波形ｃの波高値ｈ
2 の約５分の１との比（５・ｈ1/ｈ2 ）で、BBO 薄膜
（１００）配向と（１１０）配向が混在していることを
読み取ることができる。しかも、ピーク波形ａの波高値
ｈ1 よりも極めて大きな値のピーク波形ｃの波高値ｈ2
の値を示す図３のグラフから明らかなように、（１１
０）配向が大きく優越していることを読み取ることがで
きる。
【００１９】これに対し、本発明に係る方法によって得
られたBBO 薄膜１３では、特性線Ａにおけるピーク波形
ａの波高値ｈ1 と、ピーク波形ｃの波高値ｈ2 の約５分
の１の値との比（５・ｈ1/ｈ2 ）で示される配向割合
で、BBO 薄膜（１００）配向と（１１０）配向が混在す
る。しかしながら、（１１０）配向を表すピーク波形ｃ
の波高値ｈ2 は、特性線Ｂにおける関係とは逆に、ピー
ク波形ａの波高値ｈ1 よりも小さく、しかも（１００）
配向との比（５・ｈ1/ｈ2 ）では、ピーク波形ｃの波高
値の約５分の１という極めて小さな値を示すに過ぎな
い。このことから、本発明のBBO 薄膜１３では、緩衝層
であるBaO 薄膜１２の強い配向性を受けて、主として、
（１００）面で成長していると考えられ、多くの（１１
０）配向を含む従来法によるBBO 薄膜に比較して、BBO
薄膜１３は極めて高い結晶性を示す。
られたBBO 薄膜１３では、特性線Ａにおけるピーク波形
ａの波高値ｈ1 と、ピーク波形ｃの波高値ｈ2 の約５分
の１の値との比（５・ｈ1/ｈ2 ）で示される配向割合
で、BBO 薄膜（１００）配向と（１１０）配向が混在す
る。しかしながら、（１１０）配向を表すピーク波形ｃ
の波高値ｈ2 は、特性線Ｂにおける関係とは逆に、ピー
ク波形ａの波高値ｈ1 よりも小さく、しかも（１００）
配向との比（５・ｈ1/ｈ2 ）では、ピーク波形ｃの波高
値の約５分の１という極めて小さな値を示すに過ぎな
い。このことから、本発明のBBO 薄膜１３では、緩衝層
であるBaO 薄膜１２の強い配向性を受けて、主として、
（１００）面で成長していると考えられ、多くの（１１
０）配向を含む従来法によるBBO 薄膜に比較して、BBO
薄膜１３は極めて高い結晶性を示す。
【００２０】図４は、従来法によるBBO 薄膜の原子力間
顕微鏡写真（ＡＦＭ）である。この写真では、平面部分
から多数の塊状の突起が成長している様子が見られる。
写真の平面部分が（１００）配向の面であり、塊状の突
起が（１１０）配向の面であることが確認された。従っ
て、本発明の方法により得られたBaO 薄膜１２では、こ
れら塊状の突起の数が図４に比較して、より少なく、し
かも平面部分の多い平面状態が得られていると考えられ
る。
顕微鏡写真（ＡＦＭ）である。この写真では、平面部分
から多数の塊状の突起が成長している様子が見られる。
写真の平面部分が（１００）配向の面であり、塊状の突
起が（１１０）配向の面であることが確認された。従っ
て、本発明の方法により得られたBaO 薄膜１２では、こ
れら塊状の突起の数が図４に比較して、より少なく、し
かも平面部分の多い平面状態が得られていると考えられ
る。
【００２１】再び、図２を参照するに、高い結晶性を示
すBBO 薄膜１３上に、このBBO 薄膜１３を緩衝層とし
て、BRBO薄膜１４が成長する。このBRBO薄膜１４の成長
のために、Ｋセル２１ａからのBi分子、Ｋセル２１ｂか
らのBa分子およびノズル２４からのオゾンに加えて、Ｋ
セル２１ｃからのRb2O分子がBBO 薄膜１３上へ供給され
る。このときのBa、BiおよびRb2Oの各分子線強度をそれ
ぞれ、例えば、１．２×１０-7Torr、０．６×１０-7To
rrおよび０．６×１０-7Torrとすることができる。この
ときのBRBO薄膜１４の成長速度は、４０Ａ゜／分であっ
た。BBO 薄膜１３を緩衝層として、このBBO 薄膜１３上
に形成されたBRBO薄膜１４には、BBO 薄膜１３の存在に
より高い結晶性を与えることができると共に、BRBO薄膜
１４の成長開始初期に見られるBaリッチ層の出現を抑制
することができた。
すBBO 薄膜１３上に、このBBO 薄膜１３を緩衝層とし
て、BRBO薄膜１４が成長する。このBRBO薄膜１４の成長
のために、Ｋセル２１ａからのBi分子、Ｋセル２１ｂか
らのBa分子およびノズル２４からのオゾンに加えて、Ｋ
セル２１ｃからのRb2O分子がBBO 薄膜１３上へ供給され
る。このときのBa、BiおよびRb2Oの各分子線強度をそれ
ぞれ、例えば、１．２×１０-7Torr、０．６×１０-7To
rrおよび０．６×１０-7Torrとすることができる。この
ときのBRBO薄膜１４の成長速度は、４０Ａ゜／分であっ
た。BBO 薄膜１３を緩衝層として、このBBO 薄膜１３上
に形成されたBRBO薄膜１４には、BBO 薄膜１３の存在に
より高い結晶性を与えることができると共に、BRBO薄膜
１４の成長開始初期に見られるBaリッチ層の出現を抑制
することができた。
【００２２】図５は、予め形成されたBBO 薄膜１３を緩
衝層として、その上に形成されるBRBO薄膜１４の成長に
伴うBRBO薄膜１４の厚さ寸法と、そのときの各組成成分
の割合を示す本発明の方法に係るＸ線光電子分光強度
（ＸＰＳ）のグラフである。横軸は、BRBO薄膜１４の厚
さ寸法（Ａ゜）を示し、縦軸は各組成成分からの分光強
度（ arb. unit）を示す。図５に示すグラフの丸印を結
ぶ線Ａは、Bi分子の量に比例したBi分子からの分光強度
を示し、同グラフの三角印を結ぶ線Ｂは、Ba分子の量に
比例したBa分子からの分光強度を示す。両線ＡおよびＢ
の比較から明らかなように、Ba分子の量を表す線Ｂは、
BRBO薄膜１４の成長開始当初からBi分子の量を表す線Ａ
の下方にあり、BRBO薄膜１４の成長に伴う膜厚増大によ
っても、線Ａに交差することなく、ほぼ線Ａの下方でこ
れに並行して伸びる。従って、BRBO薄膜１４には、成長
開始当初においてもBaリッチ層が形成されておらず、適
正な組成比でBRBO薄膜１４が形成されていると考えられ
る。
衝層として、その上に形成されるBRBO薄膜１４の成長に
伴うBRBO薄膜１４の厚さ寸法と、そのときの各組成成分
の割合を示す本発明の方法に係るＸ線光電子分光強度
（ＸＰＳ）のグラフである。横軸は、BRBO薄膜１４の厚
さ寸法（Ａ゜）を示し、縦軸は各組成成分からの分光強
度（ arb. unit）を示す。図５に示すグラフの丸印を結
ぶ線Ａは、Bi分子の量に比例したBi分子からの分光強度
を示し、同グラフの三角印を結ぶ線Ｂは、Ba分子の量に
比例したBa分子からの分光強度を示す。両線ＡおよびＢ
の比較から明らかなように、Ba分子の量を表す線Ｂは、
BRBO薄膜１４の成長開始当初からBi分子の量を表す線Ａ
の下方にあり、BRBO薄膜１４の成長に伴う膜厚増大によ
っても、線Ａに交差することなく、ほぼ線Ａの下方でこ
れに並行して伸びる。従って、BRBO薄膜１４には、成長
開始当初においてもBaリッチ層が形成されておらず、適
正な組成比でBRBO薄膜１４が形成されていると考えられ
る。
【００２３】図６は、ＭＢＥ法により、STO 基板上に直
接BRBO薄膜を成長させた従来法により得られた図５と同
様なグラフである。四角印を結ぶ線Ａは、Bi分子からの
分光強度を示し、丸印を結ぶ線Ｂは、Ba分子からの分子
線強度を示す。これによれば、BRBO薄膜の厚さ寸法が約
１００Ａ゜に達するまで、Bi分子の量がBa分子の量を越
えることはなく、少なくとも１００Ａ゜以下の層ではBa
リッチであることを読み取ることができる。
接BRBO薄膜を成長させた従来法により得られた図５と同
様なグラフである。四角印を結ぶ線Ａは、Bi分子からの
分光強度を示し、丸印を結ぶ線Ｂは、Ba分子からの分子
線強度を示す。これによれば、BRBO薄膜の厚さ寸法が約
１００Ａ゜に達するまで、Bi分子の量がBa分子の量を越
えることはなく、少なくとも１００Ａ゜以下の層ではBa
リッチであることを読み取ることができる。
【００２４】従って、図５および図６のグラフの比較か
ら、本発明の方法により得られたBRBO薄膜１４では、成
長開始当初から適正な組成比で成長しており、Baリッチ
層の成長が強く抑制されていることが分かる。この傾向
は、図７および図８に示すＸ線回折強度の測定結果から
も読み取ることができる。
ら、本発明の方法により得られたBRBO薄膜１４では、成
長開始当初から適正な組成比で成長しており、Baリッチ
層の成長が強く抑制されていることが分かる。この傾向
は、図７および図８に示すＸ線回折強度の測定結果から
も読み取ることができる。
【００２５】図７は、予め形成されたBBO 薄膜１３を緩
衝層として、その上に形成されるBRBO薄膜１４の成長に
伴うBRBO薄膜１４の厚さ寸法と、そのときの（１１０）
面のＸ線回折強度との関係を示すグラフである。横軸
は、BRBO薄膜１４の厚さ寸法（Ａ゜）を示し、縦軸は
（１１０）面からのＸ線回折強度（ arb. unit）を示
す。図７に示されたBRBO薄膜１４の成長による厚さ寸法
と、そのときのＸ線回折強度との関係を示す各点を結ぶ
特性線から明らかなように、BRBO薄膜１４の成長開始直
後に成長層の厚さ寸法の増大に比例した、Ｘ線回折強度
が得られており、適正な組成比のBRBO薄膜１４が適正に
成長していることを読み取ることができる。
衝層として、その上に形成されるBRBO薄膜１４の成長に
伴うBRBO薄膜１４の厚さ寸法と、そのときの（１１０）
面のＸ線回折強度との関係を示すグラフである。横軸
は、BRBO薄膜１４の厚さ寸法（Ａ゜）を示し、縦軸は
（１１０）面からのＸ線回折強度（ arb. unit）を示
す。図７に示されたBRBO薄膜１４の成長による厚さ寸法
と、そのときのＸ線回折強度との関係を示す各点を結ぶ
特性線から明らかなように、BRBO薄膜１４の成長開始直
後に成長層の厚さ寸法の増大に比例した、Ｘ線回折強度
が得られており、適正な組成比のBRBO薄膜１４が適正に
成長していることを読み取ることができる。
【００２６】他方、図８は、図６に示したと同様な従来
法によるBRBO薄膜から得られた図７と同様なＸ線回折強
度グラフである。図８に示すグラフでは、BRBO薄膜が１
００Ａ゜に達する迄、その膜厚の増大に比例した（１１
０）面からのＸ線回折強度を得ることはできない。これ
は、１００Ａ゜以下では、適正なBRBO薄膜結晶が成長し
ていないことを意味している。
法によるBRBO薄膜から得られた図７と同様なＸ線回折強
度グラフである。図８に示すグラフでは、BRBO薄膜が１
００Ａ゜に達する迄、その膜厚の増大に比例した（１１
０）面からのＸ線回折強度を得ることはできない。これ
は、１００Ａ゜以下では、適正なBRBO薄膜結晶が成長し
ていないことを意味している。
【００２７】本発明に係る薄膜形成方法により得られた
BRBO薄膜１４についての図５および図７に示されたグラ
フと、従来法により得られたBRBO薄膜についての図６お
よび図８に示されたグラフとの前記した比較から明らか
なように、本発明の薄膜形成方法によれば、BRBO薄膜１
４の成長開始当初におけるBaリッチ層の成長を抑制し
て、優れた結晶性のBRBO薄膜１４を得ることができる。
BRBO薄膜１４についての図５および図７に示されたグラ
フと、従来法により得られたBRBO薄膜についての図６お
よび図８に示されたグラフとの前記した比較から明らか
なように、本発明の薄膜形成方法によれば、BRBO薄膜１
４の成長開始当初におけるBaリッチ層の成長を抑制し
て、優れた結晶性のBRBO薄膜１４を得ることができる。
【００２８】図９は、本発明の薄膜形成方法を超電導三
端子素子の製造に適用した例を示す工程図である。図９
（Ａ）に示されているように、基板として、ニオブ（N
b）が添加された（１００）配向のｎ型STO 基板１１が
用いられた。このSTO 基板１１の（１００）面上には、
図９（Ｂ）に示されているように、BaO 薄膜１２が図１
に沿って説明したと同様なＭＢＥ法により、形成され
る。このBaO 薄膜１２を緩衝層として、BaO 薄膜１２上
に、図１に沿って説明したと同様に、BBO 薄膜１３が形
成される（図９（Ｃ））。
端子素子の製造に適用した例を示す工程図である。図９
（Ａ）に示されているように、基板として、ニオブ（N
b）が添加された（１００）配向のｎ型STO 基板１１が
用いられた。このSTO 基板１１の（１００）面上には、
図９（Ｂ）に示されているように、BaO 薄膜１２が図１
に沿って説明したと同様なＭＢＥ法により、形成され
る。このBaO 薄膜１２を緩衝層として、BaO 薄膜１２上
に、図１に沿って説明したと同様に、BBO 薄膜１３が形
成される（図９（Ｃ））。
【００２９】図９（Ｄ）に示されているように、両薄膜
１２および１３の形成後、例えばフォトリソグラフィお
よびエッチング技術により、両薄膜１２および１３を貫
通する開口２８が形成される。この開口２８の形成によ
り、STO 基板１１の開口２８に対応する領域１１ａが開
口２８内に露出される。
１２および１３の形成後、例えばフォトリソグラフィお
よびエッチング技術により、両薄膜１２および１３を貫
通する開口２８が形成される。この開口２８の形成によ
り、STO 基板１１の開口２８に対応する領域１１ａが開
口２８内に露出される。
【００３０】開口２８の形成後、BBO 薄膜１３を緩衝層
として、BBO 薄膜１３上に、図１に沿って説明したと同
様に、BRBO薄膜１４が形成される。このBRBO薄膜１４の
形成に先立ち、STO 基板１１の領域１１ａが開口２８内
に露出されていることから、図９（Ｅ）に示すとおり、
領域１１ａ上にもBRBO薄膜１４が堆積する。そのため、
BBO 薄膜１３の表面に加えて、開口２８に露出する領域
１１ａもBRBO薄膜１４に覆われ、しかもBRBO薄膜１４の
上面が平坦に形成される。BBO 薄膜１３を緩衝層とし
て、その上に形成されたBRBO薄膜１４は、STO 基板１１
の開口２８に露出する領域１１ａとの間に、金属と半導
体との接合であるショットキー接合を形成する。
として、BBO 薄膜１３上に、図１に沿って説明したと同
様に、BRBO薄膜１４が形成される。このBRBO薄膜１４の
形成に先立ち、STO 基板１１の領域１１ａが開口２８内
に露出されていることから、図９（Ｅ）に示すとおり、
領域１１ａ上にもBRBO薄膜１４が堆積する。そのため、
BBO 薄膜１３の表面に加えて、開口２８に露出する領域
１１ａもBRBO薄膜１４に覆われ、しかもBRBO薄膜１４の
上面が平坦に形成される。BBO 薄膜１３を緩衝層とし
て、その上に形成されたBRBO薄膜１４は、STO 基板１１
の開口２８に露出する領域１１ａとの間に、金属と半導
体との接合であるショットキー接合を形成する。
【００３１】図９（Ｆ）に示されているように、BRBO薄
膜１４上には、Au（金）のような金属材料から成るベー
ス電極２９が、例えば蒸着法により形成される。また、
BRBO薄膜１４上の開口２８に対応する位置に、例えば蒸
着法により、In（インジゥム）のような金属材料からな
るコレクタ電極３０が形成される。このコレクタ電極３
０の形成により、コレクタ電極３０と、BRBO薄膜１４と
の間には、コレクタ電極３０の酸化膜層の介在により、
ＭＩＭ（金属／絶縁体／金属）接合が形成される。
膜１４上には、Au（金）のような金属材料から成るベー
ス電極２９が、例えば蒸着法により形成される。また、
BRBO薄膜１４上の開口２８に対応する位置に、例えば蒸
着法により、In（インジゥム）のような金属材料からな
るコレクタ電極３０が形成される。このコレクタ電極３
０の形成により、コレクタ電極３０と、BRBO薄膜１４と
の間には、コレクタ電極３０の酸化膜層の介在により、
ＭＩＭ（金属／絶縁体／金属）接合が形成される。
【００３２】ベース電極２９およびコレクタ電極３０の
形成後、エミッタ電極の形成のために、例えばフォトリ
ソグラフィおよびドライエッチング技術により、図９
（Ｇ）に示されているように、BaO 薄膜１２、BBO 薄膜
１３およびBRBO薄膜１４の一部が除去され、符号１１ｂ
で示されたSTO 基板１１の（１００）面が部分的に露出
される。この露出面１１ｂに、例えば蒸着法により、図
９（Ｈ）に示されているように、Al（アルミニゥム）の
ような金属材料から成るエミッタ電極３１が形成され、
これにより、BRBO薄膜１４を超電導体とする超電導三端
子素子３２が形成される。
形成後、エミッタ電極の形成のために、例えばフォトリ
ソグラフィおよびドライエッチング技術により、図９
（Ｇ）に示されているように、BaO 薄膜１２、BBO 薄膜
１３およびBRBO薄膜１４の一部が除去され、符号１１ｂ
で示されたSTO 基板１１の（１００）面が部分的に露出
される。この露出面１１ｂに、例えば蒸着法により、図
９（Ｈ）に示されているように、Al（アルミニゥム）の
ような金属材料から成るエミッタ電極３１が形成され、
これにより、BRBO薄膜１４を超電導体とする超電導三端
子素子３２が形成される。
【００３３】本発明に係る製造方法により形成された超
電導三端子素子３２では、STO 基板１１上に形成された
BaO 薄膜１２が緩衝膜として作用し、このBaO 薄膜１２
上に形成されるBBO 薄膜１３に強い（１００）面配向を
与える。従って、このBBO 薄膜１３の結晶性が高められ
る。また、結晶性を高められたBBO 薄膜１３を緩衝膜と
して、その上に形成されたBRBO薄膜１４は、このBRBO薄
膜成長開始初期に見られるBaリッチ層の成長が抑制され
ることから、優れた結晶性を示し、不要なBaリッチ層に
よる厚さ寸法の増大を招くこと無く、これにより超電導
三端子素子３２のコンパクト化が可能となる。また、ST
O 基板１１とBRBO薄膜１４との間に介在するBaO 薄膜１
２およびBBO薄膜１３は、優れた結晶性により、高い電
気絶縁性を示すことから、エミッタ電極３１からベース
電極２９への漏洩電流を効果的に遮断し、この漏洩電流
の低減により、超電導三端子素子３２の電流特性を大き
く改善することができる。
電導三端子素子３２では、STO 基板１１上に形成された
BaO 薄膜１２が緩衝膜として作用し、このBaO 薄膜１２
上に形成されるBBO 薄膜１３に強い（１００）面配向を
与える。従って、このBBO 薄膜１３の結晶性が高められ
る。また、結晶性を高められたBBO 薄膜１３を緩衝膜と
して、その上に形成されたBRBO薄膜１４は、このBRBO薄
膜成長開始初期に見られるBaリッチ層の成長が抑制され
ることから、優れた結晶性を示し、不要なBaリッチ層に
よる厚さ寸法の増大を招くこと無く、これにより超電導
三端子素子３２のコンパクト化が可能となる。また、ST
O 基板１１とBRBO薄膜１４との間に介在するBaO 薄膜１
２およびBBO薄膜１３は、優れた結晶性により、高い電
気絶縁性を示すことから、エミッタ電極３１からベース
電極２９への漏洩電流を効果的に遮断し、この漏洩電流
の低減により、超電導三端子素子３２の電流特性を大き
く改善することができる。
【００３４】先に述べたところでは、本発明を超電導三
端子素子の製造に適用した例について説明したが、本発
明の薄膜形成方法および超電導素子形成方法は、BRBO薄
膜を利用したその他の種々の超電導電子デバイスの製造
に適用することができる。また、BaO 薄膜、BBO 薄膜お
よびBRBO薄膜の成膜工程で示した各条件および寸法は、
それぞれ一例を示したに過ぎず、これらの値は、適宜選
択することができる。
端子素子の製造に適用した例について説明したが、本発
明の薄膜形成方法および超電導素子形成方法は、BRBO薄
膜を利用したその他の種々の超電導電子デバイスの製造
に適用することができる。また、BaO 薄膜、BBO 薄膜お
よびBRBO薄膜の成膜工程で示した各条件および寸法は、
それぞれ一例を示したに過ぎず、これらの値は、適宜選
択することができる。
【００３５】
【発明の効果】本発明の薄膜形成方法によれば、前記し
たように、緩衝層がこの緩衝層上に形成される薄膜に、
ある特定の強い配向性を与え、あるいは緩衝層上に形成
される薄膜の組成比の乱れを抑制することにより、これ
ら緩衝層上に形成される薄膜の結晶性を高めることがで
き、これにより、ＭＢＥ法を用いて、STO 基板（１０
０）面上に、結晶性に優れた薄膜を比較的容易に形成す
ることができる。
たように、緩衝層がこの緩衝層上に形成される薄膜に、
ある特定の強い配向性を与え、あるいは緩衝層上に形成
される薄膜の組成比の乱れを抑制することにより、これ
ら緩衝層上に形成される薄膜の結晶性を高めることがで
き、これにより、ＭＢＥ法を用いて、STO 基板（１０
０）面上に、結晶性に優れた薄膜を比較的容易に形成す
ることができる。
【００３６】また、本発明の超電導形成方法によれば、
本発明の薄膜形成方法を適用することにより、STO 基板
上に緩衝層を絶縁膜として介在させることができること
から、組成比に乱れを生じることなく結晶性に優れたBR
BO薄膜を形成することができ、これにより、薄型の電気
特性に優れた超電導素子を比較的容易に形成することが
できる。
本発明の薄膜形成方法を適用することにより、STO 基板
上に緩衝層を絶縁膜として介在させることができること
から、組成比に乱れを生じることなく結晶性に優れたBR
BO薄膜を形成することができ、これにより、薄型の電気
特性に優れた超電導素子を比較的容易に形成することが
できる。
【図１】本発明に係る薄膜形成方法によって形成された
薄膜積層体の構造図である。
薄膜積層体の構造図である。
【図２】本発明に係る薄膜形成方法を実施するための薄
膜形成装置を概略的に示す模式図である。
膜形成装置を概略的に示す模式図である。
【図３】本発明に係る薄膜形成方法によって得られたBB
O 薄膜と従来方法によって得られたBBO 薄膜とのＸ線回
折強度の比較を示すグラフである。
O 薄膜と従来方法によって得られたBBO 薄膜とのＸ線回
折強度の比較を示すグラフである。
【図４】従来方法によって得られたBBO 薄膜の原子間力
顕微鏡写真である。
顕微鏡写真である。
【図５】本発明の薄膜形成方法によって得られたBRBO薄
膜のＸ線光電子分光強度を表すグラフである。
膜のＸ線光電子分光強度を表すグラフである。
【図６】従来法によって得られたBRBO薄膜のＸ線光電子
分光強度を表すグラフである。
分光強度を表すグラフである。
【図７】本発明に係る方法によって得られたBRBO薄膜の
Ｘ線回折強度を表すグラフである。
Ｘ線回折強度を表すグラフである。
【図８】従来法によって得られたBRBO薄膜のＸ線回折強
度を表すグラフである。
度を表すグラフである。
【図９】本発明に係る超電導三端子素子の製造工程を示
す工程図である。
す工程図である。
１０ 薄膜積層体 １１ STO 基板 １１ａ 露出領域 １２ BaO 薄膜 １３ BBO 薄膜 １４ BRBO薄膜 ２８ 開口 ２９ ベース電極 ３０ コレクタ電極（金属材料部分） ３１ エミッタ電極 ３２ 超電導三端子素子
Claims (4)
- 【請求項１】 SrTiO3基板の（１００）面上に、分子線
エピタキシー法により緩衝層を形成した後、該緩衝層上
に分子線エピタキシー法により、BaBiO3薄膜またはBaxR
b1-xBiO3（０≦ｘ＜１）薄膜を形成することを特徴とす
る薄膜形成方法。 - 【請求項２】 前記緩衝層はBaO 薄膜であり、該BaO 薄
膜上にBaBiO3薄膜が形成されることを特徴とする請求項
１記載の薄膜形成方法。 - 【請求項３】 前記緩衝層はBaBiO3薄膜であり、該BaBi
O3上にBaxRb1-xBiO3（０≦ｘ＜１）薄膜が形成されるこ
とを特徴とする請求項１記載の薄膜形成方法。 - 【請求項４】 SrTiO3基板の（１００）面上に、分子線
エピタキシー法によりBaO 薄膜を形成すること、 該BaO 薄膜を緩衝層として、該緩衝層上に分子線エピタ
キシー法によりBaBiO3薄膜を形成すること、 前記BaO 薄膜およびBaBiO3薄膜に該両薄膜を貫通し前記
基板に達する開口を形成すること、 前記基板の前記開口に露出する領域を含む前記BaBiO3薄
膜上に、該BaBiO3薄膜を緩衝層として、分子線エピタキ
シー法により、BaxRb1-xBiO3（０≦ｘ＜１）薄膜を形成
することにより、該薄膜と前記基板との間にショットキ
ー接合を形成すること、 前記BaxRb1-xBiO3薄膜上の前記開口に対向する位置に金
属材料部分を形成することにより、該金属材料部分と前
記BaxRb1-xBiO3薄膜との間にＭＩＭ接合を形成するこ
と、を含む超電導素子形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8155031A JPH09289341A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 薄膜形成方法および超電導素子形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8155031A JPH09289341A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 薄膜形成方法および超電導素子形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09289341A true JPH09289341A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=15597167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8155031A Pending JPH09289341A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 薄膜形成方法および超電導素子形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09289341A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100365740C (zh) * | 2006-04-27 | 2008-01-30 | 西南交通大学 | 一种高温超导涂层导体的缓冲层 |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP8155031A patent/JPH09289341A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100365740C (zh) * | 2006-04-27 | 2008-01-30 | 西南交通大学 | 一种高温超导涂层导体的缓冲层 |
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