JPH1117238A - 酸化物超電導体装置 - Google Patents
酸化物超電導体装置Info
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- JPH1117238A JPH1117238A JP9165864A JP16586497A JPH1117238A JP H1117238 A JPH1117238 A JP H1117238A JP 9165864 A JP9165864 A JP 9165864A JP 16586497 A JP16586497 A JP 16586497A JP H1117238 A JPH1117238 A JP H1117238A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化物超電導体と絶縁体との接合、層間絶縁
膜、保護膜が結晶構造が異なる絶縁物質で形成されてい
る場合の問題点を解決する。 【解決手段】 化学組成式ReBa2Cu3Ox（Reは希土類元素
である)で表わされる酸化物超電導体と、これと同一結
晶構造を有する化学組成式ReBa2Xn3O8-y（Reは希土類元
素、XnはFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の金属元素である）で
表わされる酸化物絶縁体との接合を有する酸化物超電導
体薄膜及び装置である。
膜、保護膜が結晶構造が異なる絶縁物質で形成されてい
る場合の問題点を解決する。 【解決手段】 化学組成式ReBa2Cu3Ox（Reは希土類元素
である)で表わされる酸化物超電導体と、これと同一結
晶構造を有する化学組成式ReBa2Xn3O8-y（Reは希土類元
素、XnはFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の金属元素である）で
表わされる酸化物絶縁体との接合を有する酸化物超電導
体薄膜及び装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化物超電導体を
素子に応用した技術に関し、特に、酸化物超電導体と絶
縁体との接合、層間絶縁膜、保護膜、基板に適用して有
効な技術に関するものである。
素子に応用した技術に関し、特に、酸化物超電導体と絶
縁体との接合、層間絶縁膜、保護膜、基板に適用して有
効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超電導体のエレクトロニクス用素
子応用を考えるとき、その薄膜技術が基本になること
は、半導体技術の場合と同じである。その場合、（ａ）
能動素子としては、ＳＩＳ（超電導体／絶縁体／超電導
体接合構造）デバイスやＳＮＳ（超電導体／正常導体／
超電導体接合構造）デバイス、（ｂ）ＳＩＳ素子やＳＮ
Ｓ素子を超電導体で結ぶ超電導配線とその超電導体間の
電気的絶縁材料、（ｃ）能動素子を水などの外敵から化
学的に守り、電気的には安定な動作を保証する保護材
料、（ｄ）超電導体材料や素子を形成させる母体となる
基板材料が問題となる。
子応用を考えるとき、その薄膜技術が基本になること
は、半導体技術の場合と同じである。その場合、（ａ）
能動素子としては、ＳＩＳ（超電導体／絶縁体／超電導
体接合構造）デバイスやＳＮＳ（超電導体／正常導体／
超電導体接合構造）デバイス、（ｂ）ＳＩＳ素子やＳＮ
Ｓ素子を超電導体で結ぶ超電導配線とその超電導体間の
電気的絶縁材料、（ｃ）能動素子を水などの外敵から化
学的に守り、電気的には安定な動作を保証する保護材
料、（ｄ）超電導体材料や素子を形成させる母体となる
基板材料が問題となる。
【０００３】これらの能動素子、配線、保護膜、基板の
技術として、従来の酸化物超電導体薄膜技術としては、
基板材料と薄膜材料の結晶構造が異なる物質である場
合（以下、ヘテロエピと称する）や、ＳＩＳ構造の場
合、YBa2Cu3Ox（以下単にYBCOと略記し、結晶構造を通
例に従って１２３系と称する）等の酸化物超電導体と
は、結晶構造の異なる、PrGaO3（以下単にPGOと略記す
る)、SrTiO3（以下単にSTOと略記する)、Gd2CuO4等の絶
縁体もしくは、半導体を絶縁体層（Ｉ層）に用いていた
（例えば、文献：宮澤信太郎他３名、酸化物高温超伝導
体薄膜のエピタキシーと基板結晶、日本結晶成長学会誌
23巻No.5、1996年、17ページから32ページを参照)。一
方、結晶構造が同一の１２３系酸化物として、低温にな
ると電気抵抗が急速に増大する半導体的性質を示すPrBa
2Cu3Ox（以下単にPBCOと略記する)やCo(コバルト)等をY
BCOにドープして、超電導性をなくすか、超電導転移温
度Ｔcを下げることで正常金属とみなし、ＳＮＳ（超電
導体／正常導体／超電導体接合構造）デバイスの正常導
体層（Ｎ層）に用いてきた。
技術として、従来の酸化物超電導体薄膜技術としては、
基板材料と薄膜材料の結晶構造が異なる物質である場
合（以下、ヘテロエピと称する）や、ＳＩＳ構造の場
合、YBa2Cu3Ox（以下単にYBCOと略記し、結晶構造を通
例に従って１２３系と称する）等の酸化物超電導体と
は、結晶構造の異なる、PrGaO3（以下単にPGOと略記す
る)、SrTiO3（以下単にSTOと略記する)、Gd2CuO4等の絶
縁体もしくは、半導体を絶縁体層（Ｉ層）に用いていた
（例えば、文献：宮澤信太郎他３名、酸化物高温超伝導
体薄膜のエピタキシーと基板結晶、日本結晶成長学会誌
23巻No.5、1996年、17ページから32ページを参照)。一
方、結晶構造が同一の１２３系酸化物として、低温にな
ると電気抵抗が急速に増大する半導体的性質を示すPrBa
2Cu3Ox（以下単にPBCOと略記する)やCo(コバルト)等をY
BCOにドープして、超電導性をなくすか、超電導転移温
度Ｔcを下げることで正常金属とみなし、ＳＮＳ（超電
導体／正常導体／超電導体接合構造）デバイスの正常導
体層（Ｎ層）に用いてきた。
【０００４】また、超電導配線とその超電導体間の電
気的絶縁材料としては、STO等の結晶構造の異なる絶縁
体が用いられるか、あるいは結晶構造が同一のPBCOが用
いられてきた。更に、能動素子を水などの外敵から化
学的に守る保護材料としては、SiO2などの結晶構造が異
なる物質で形成されてきた。
気的絶縁材料としては、STO等の結晶構造の異なる絶縁
体が用いられるか、あるいは結晶構造が同一のPBCOが用
いられてきた。更に、能動素子を水などの外敵から化
学的に守る保護材料としては、SiO2などの結晶構造が異
なる物質で形成されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】結晶構造が同一の１２
３系酸化物としてPBCOやドープしたYBCOを従来のように
使用した場合以下のような問題点が発生していた。
３系酸化物としてPBCOやドープしたYBCOを従来のように
使用した場合以下のような問題点が発生していた。
【０００６】（イ）PBCOを用いる場合、電気抵抗が酸素
欠損(PrBa2Cu3O7-yのy)とPrがBaサイトに置換する割合
ｚ(Pr1+zBa2-zCu3O7-yのz)に応じて、電気抵抗が何桁も
変わることが知られている(例えば、文献：M.Tagami an
d Y.Shiohara:ジャーナル オブ クリスタルグロウス 17
1巻1997年409ページから414ページ参照)。
欠損(PrBa2Cu3O7-yのy)とPrがBaサイトに置換する割合
ｚ(Pr1+zBa2-zCu3O7-yのz)に応じて、電気抵抗が何桁も
変わることが知られている(例えば、文献：M.Tagami an
d Y.Shiohara:ジャーナル オブ クリスタルグロウス 17
1巻1997年409ページから414ページ参照)。
【０００７】絶縁体とみなせる１０MΩcm以上の電気抵
抗を実現することが難しいため、超電導体間を挟む材料
として挿入した場合、超電導体どうしの間でショートが
おこり、超電導体間クーパ対のトンネル現象を実現でき
ず、ヒシテリシスを特徴とするSIS接合の特徴がだせ
ず、SNS接合の電流電圧特性（SIS構造で超電導体間を導
体でショートした特性、このため、超電導体素子の高速
性の目安である接合の電気抵抗Ｒnと接合の臨界超電導
電流Ｉcの積をサブミリボルト程度にしかできない）し
か実現できていない。
抗を実現することが難しいため、超電導体間を挟む材料
として挿入した場合、超電導体どうしの間でショートが
おこり、超電導体間クーパ対のトンネル現象を実現でき
ず、ヒシテリシスを特徴とするSIS接合の特徴がだせ
ず、SNS接合の電流電圧特性（SIS構造で超電導体間を導
体でショートした特性、このため、超電導体素子の高速
性の目安である接合の電気抵抗Ｒnと接合の臨界超電導
電流Ｉcの積をサブミリボルト程度にしかできない）し
か実現できていない。
【０００８】また、PBCOのPrがBaサイトに置換する割合
ｚを再現性よく制御できないため、電気抵抗の値を再現
性よく制御できない。このためSNS素子を用いた電気回
路の素子設計が難しくなり、本来、絶縁体ではないた
め、超電導配線とその超電導体間の電気的絶縁材料とし
て用いると、PBCO部分を電流が漏れ、絶縁性が悪く、電
気回路の設計を難しくするという問題があった。
ｚを再現性よく制御できないため、電気抵抗の値を再現
性よく制御できない。このためSNS素子を用いた電気回
路の素子設計が難しくなり、本来、絶縁体ではないた
め、超電導配線とその超電導体間の電気的絶縁材料とし
て用いると、PBCO部分を電流が漏れ、絶縁性が悪く、電
気回路の設計を難しくするという問題があった。
【０００９】（ロ）ドープしたYBCOを用いた場合、超電
導配線とその超電導体間の電気的絶縁材料としては用い
ることができない。また、実現できるのは、SNS接合素
子だけである。PBCOに不純物をドープする場合も前記問
題点は解決できない。
導配線とその超電導体間の電気的絶縁材料としては用い
ることができない。また、実現できるのは、SNS接合素
子だけである。PBCOに不純物をドープする場合も前記問
題点は解決できない。
【００１０】超電導体素子の高速性を引き出したり、つ
まり、Ｒn・Ｉc積を１０mV程度に大きくしたり、超電導
配線間の絶縁性を高めたりするには、SIS素子を実現で
きる絶縁体が不可欠であった。
まり、Ｒn・Ｉc積を１０mV程度に大きくしたり、超電導
配線間の絶縁性を高めたりするには、SIS素子を実現で
きる絶縁体が不可欠であった。
【００１１】結晶構造の異なるヘテロエピの場合、基板
と薄膜の結晶構造の違いにより、原子間に強い応力が発
生し、（Ａ）バルク材料と比べて超電導転移温度Ｔｃが
劣化する。しかも、薄膜を薄くすると急速に超電導転移
温度Ｔｃが劣化し、逆に薄膜を厚くすることでも超電導
転移温度Ｔｃをバルクの値にすることは難しい。
と薄膜の結晶構造の違いにより、原子間に強い応力が発
生し、（Ａ）バルク材料と比べて超電導転移温度Ｔｃが
劣化する。しかも、薄膜を薄くすると急速に超電導転移
温度Ｔｃが劣化し、逆に薄膜を厚くすることでも超電導
転移温度Ｔｃをバルクの値にすることは難しい。
【００１２】（Ｂ）表面の凹凸が大きくなりやすく、ピ
ンホールなどの欠陥やグレイン境界に発生する段差のた
め、ＳＩＳ構造を実現できないでいた。また、超電導配
線の場合、絶縁膜上の超電導体の超電導転移温度Ｔｃが
大きく劣化する。
ンホールなどの欠陥やグレイン境界に発生する段差のた
め、ＳＩＳ構造を実現できないでいた。また、超電導配
線の場合、絶縁膜上の超電導体の超電導転移温度Ｔｃが
大きく劣化する。
【００１３】（Ｃ）保護膜としては、結晶構造の違いに
起因するクラックやグレインの影響で、水などの外敵か
ら化学的に守ることができなかったり、酸化物超電導体
との接着が悪くなり電気特性の面では、ノイズや不安定
動作の原因となっていた。また、現実の素子や回路に適
用する場合、酸化物超電導体とほぼ同一の結晶成長条件
で前記絶縁体が形成できる必要がある。
起因するクラックやグレインの影響で、水などの外敵か
ら化学的に守ることができなかったり、酸化物超電導体
との接着が悪くなり電気特性の面では、ノイズや不安定
動作の原因となっていた。また、現実の素子や回路に適
用する場合、酸化物超電導体とほぼ同一の結晶成長条件
で前記絶縁体が形成できる必要がある。
【００１４】本発明の目的は、前記問題点（イ），
（ロ）及び結晶構造が異なる絶縁物質で形成されている
場合の前記問題点（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を解決するこ
とが可能な技術を提供することにある。
（ロ）及び結晶構造が異なる絶縁物質で形成されている
場合の前記問題点（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を解決するこ
とが可能な技術を提供することにある。
【００１５】本発明の他の目的は、化学組成式ReBa2Cu3
Ox（Reは希土類元素である)で表わされる酸化物超電導
体と、これと同一結晶構造を有する化学組成式ReBa2Xn3
O8-y（Reは希土類元素、XnはFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の
金属元素である）で表わされる酸化物絶縁体との接合を
有する酸化物超電導体薄膜及び装置を提供することにあ
る。
Ox（Reは希土類元素である)で表わされる酸化物超電導
体と、これと同一結晶構造を有する化学組成式ReBa2Xn3
O8-y（Reは希土類元素、XnはFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の
金属元素である）で表わされる酸化物絶縁体との接合を
有する酸化物超電導体薄膜及び装置を提供することにあ
る。
【００１６】本発明の前記ならびにその他の目的及び新
規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明ら
かになるであろう。
規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明ら
かになるであろう。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
【００１８】（１）化学組成式ReBa2Cu3Ox（Reは希土類
元素である)で表わされる酸化物超電導体と、これと同
一結晶構造を有する化学組成式ReBa2Xn3O8-y（Reは希土
類元素、XnはFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の金属元素であ
る）で表わされる酸化物絶縁体との接合を有する酸化物
超電導体薄膜である。
元素である)で表わされる酸化物超電導体と、これと同
一結晶構造を有する化学組成式ReBa2Xn3O8-y（Reは希土
類元素、XnはFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の金属元素であ
る）で表わされる酸化物絶縁体との接合を有する酸化物
超電導体薄膜である。
【００１９】（２）化学組成式ReBa2Cu3Ox（Reは希土類
元素である)で表わされる酸化物超電導体と、これと同
一結晶構造を有する化学組成式ReBa2Xn3O8-y（Reは希土
類元素、XnはFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の金属元素であ
る）で表わされる酸化物絶縁体との接合を有する酸化物
超電導体装置である。
元素である)で表わされる酸化物超電導体と、これと同
一結晶構造を有する化学組成式ReBa2Xn3O8-y（Reは希土
類元素、XnはFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の金属元素であ
る）で表わされる酸化物絶縁体との接合を有する酸化物
超電導体装置である。
【００２０】（３）前記（２）の酸化物超電導体装置に
おいて、前記ReBa2Cu3OxとReBa2Xn3O8-yを用いてReBa2C
u3Ox/ReBa2Xn3O8-y/ReBa2Cu3Ox三層積層構造が形成され
ているものである。
おいて、前記ReBa2Cu3OxとReBa2Xn3O8-yを用いてReBa2C
u3Ox/ReBa2Xn3O8-y/ReBa2Cu3Ox三層積層構造が形成され
ているものである。
【００２１】（４）前記（２）の酸化物超電導体装置に
おいて、ReBa2Xn3O8-y酸化物絶縁体の上に前記ReBa2Cu3
Oxからなる超電導配線が形成されてなり、該ReBa2Cu3Ox
配線はReBa2Xn3O8-y酸化物絶縁体を層間絶縁体として、
下部に形成されるReBa2Cu3Ox配線と接続されているもの
である。
おいて、ReBa2Xn3O8-y酸化物絶縁体の上に前記ReBa2Cu3
Oxからなる超電導配線が形成されてなり、該ReBa2Cu3Ox
配線はReBa2Xn3O8-y酸化物絶縁体を層間絶縁体として、
下部に形成されるReBa2Cu3Ox配線と接続されているもの
である。
【００２２】（５）前記（２）乃至（４）のうちいずれ
か１つの酸化物超電導体装置において、基板がReBa2Xn3
O8-y酸化物絶縁体からなるものである。
か１つの酸化物超電導体装置において、基板がReBa2Xn3
O8-y酸化物絶縁体からなるものである。
【００２３】（６）１２３系超電導体と格子整合性を改
良する方法として、YBFO系のBa原子をより小さいイオン
半径を持つSr,Ca原子に置き換える方法もある。格子整
合性を良くするとSIS接合の形成部留りが向上し、接合
のリーク電流低減に効果がある。又、格子整合性の改善
は、絶縁体層１２２上に形成した超電導体層１３の超電
導転移温度Ｔｃの向上に効果がある。
良する方法として、YBFO系のBa原子をより小さいイオン
半径を持つSr,Ca原子に置き換える方法もある。格子整
合性を良くするとSIS接合の形成部留りが向上し、接合
のリーク電流低減に効果がある。又、格子整合性の改善
は、絶縁体層１２２上に形成した超電導体層１３の超電
導転移温度Ｔｃの向上に効果がある。
【００２４】すなわち、本発明は、化学組成式ReBa2Cu3
Ox（Reは希土類元素である)で表わされる酸化物超電導
体（以下単にRBCOと略記する）と、これと同一結晶構造
を有する化学組成式ReBa2Xn3O8-y（Reは希土類元素、Xn
はFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の金属元素である。）で表わ
される酸化物絶縁体（以下単にRBXOと略記する）との接
合を有する（ただし、RBXOはテトラゴナルで、RBCOは超
電導を示す物は、ａ軸とｂ軸の長さの異なるオルソロン
ビックであるが、ａ軸とｂ軸の長さの差が小さいため、
同一結晶構造とみなしてよいので、以後同一結晶構造と
称する）。
Ox（Reは希土類元素である)で表わされる酸化物超電導
体（以下単にRBCOと略記する）と、これと同一結晶構造
を有する化学組成式ReBa2Xn3O8-y（Reは希土類元素、Xn
はFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の金属元素である。）で表わ
される酸化物絶縁体（以下単にRBXOと略記する）との接
合を有する（ただし、RBXOはテトラゴナルで、RBCOは超
電導を示す物は、ａ軸とｂ軸の長さの異なるオルソロン
ビックであるが、ａ軸とｂ軸の長さの差が小さいため、
同一結晶構造とみなしてよいので、以後同一結晶構造と
称する）。
【００２５】以下、前記酸化物超電導体としては、最も
良く用いるYBCOを、RBXO絶縁体としては単結晶基板に成
功しているYBa2Fe3O8-y（以下単にYBFOと略記する)を用
いて本発明を説明する。
良く用いるYBCOを、RBXO絶縁体としては単結晶基板に成
功しているYBa2Fe3O8-y（以下単にYBFOと略記する)を用
いて本発明を説明する。
【００２６】本発明の実施形態（実施例）で説明するYB
CO結晶成長条件と同じ条件下で、YBFOを(１００)MgO基
板上に４２.４nm形成したときのＸ線回折のデータ（図
５(ａ))と電気抵抗の温度変化（図５(ｂ))の実験データ
を示す。電気抵抗は長さ５mm、幅３mmの試料である。８
０Kで１０9ohm・cm以上の高い比抵抗を示している。Ｘ線
回折のデータからｃ軸配向した膜が初めてできているの
が分かる。この時、ｃ軸長は１.１９１１nmとYBCOに非
常に近い値を得た。更に、ａ軸長は０.３９nmとこれもY
BCOの値に近いことを見出した。
CO結晶成長条件と同じ条件下で、YBFOを(１００)MgO基
板上に４２.４nm形成したときのＸ線回折のデータ（図
５(ａ))と電気抵抗の温度変化（図５(ｂ))の実験データ
を示す。電気抵抗は長さ５mm、幅３mmの試料である。８
０Kで１０9ohm・cm以上の高い比抵抗を示している。Ｘ線
回折のデータからｃ軸配向した膜が初めてできているの
が分かる。この時、ｃ軸長は１.１９１１nmとYBCOに非
常に近い値を得た。更に、ａ軸長は０.３９nmとこれもY
BCOの値に近いことを見出した。
【００２７】YBCO単結晶を用いて、(１００)方向を持つ
表面をウエーハ状に切り出し、図１（ａ）に素子断面構
造を示すSIS素子を作成した場合について、本発明を説
明する。先ず、基板１０の不完全性(マイクロクラック
やディスロケーションなど)を除去する目的でYBCO１１
をホモエピタキシャル結晶成長させる。更にYBFO１２と
YBCO１３を結晶成長させる。
表面をウエーハ状に切り出し、図１（ａ）に素子断面構
造を示すSIS素子を作成した場合について、本発明を説
明する。先ず、基板１０の不完全性(マイクロクラック
やディスロケーションなど)を除去する目的でYBCO１１
をホモエピタキシャル結晶成長させる。更にYBFO１２と
YBCO１３を結晶成長させる。
【００２８】YBFO１２とYBCO１１の結晶構造が同一であ
るため、YBCO上にYBFOが結晶成長する場合、YBFOのYとB
a，Oは迷わず基板のY,Ba,Oのサイトに被着し、Fe原子
は、強制的にCuサイトに導入され、YBCOとYBFO間の多少
の格子定数の違い（最大ａ軸の２.５％程度）は無視さ
れ、歪みを含んだ歪エピ成長することを見出した。
るため、YBCO上にYBFOが結晶成長する場合、YBFOのYとB
a，Oは迷わず基板のY,Ba,Oのサイトに被着し、Fe原子
は、強制的にCuサイトに導入され、YBCOとYBFO間の多少
の格子定数の違い（最大ａ軸の２.５％程度）は無視さ
れ、歪みを含んだ歪エピ成長することを見出した。
【００２９】STO等のように結晶構造は違うものの、格
子定数は近い（最大２.５％程度）物質の場合、YBCOと
結晶を構成する元素が全く異なるため、格子整合した良
質の界面を実現できなっかた。
子定数は近い（最大２.５％程度）物質の場合、YBCOと
結晶を構成する元素が全く異なるため、格子整合した良
質の界面を実現できなっかた。
【００３０】以下に実施形態（実施例）で更に説明する
が、YBCOとYBFOが結晶構造が同一のため、プロセス工程
を経たYBFO上のYBCOは、超電導転移温度Ｔc、臨界超電
導電流密度Ｊcの劣化がほとんど起こらない。更に、YBF
O自身が、化学的に安定で、YBCOが水、酸、アルカリに
対して極めて脆弱なのに対して、これらの溶剤に対して
非常に強く、高い選択エッチング比を実現することを見
出した。これは、YBFOがテトラゴナルであり、結晶的に
強いことに起因している。
が、YBCOとYBFOが結晶構造が同一のため、プロセス工程
を経たYBFO上のYBCOは、超電導転移温度Ｔc、臨界超電
導電流密度Ｊcの劣化がほとんど起こらない。更に、YBF
O自身が、化学的に安定で、YBCOが水、酸、アルカリに
対して極めて脆弱なのに対して、これらの溶剤に対して
非常に強く、高い選択エッチング比を実現することを見
出した。これは、YBFOがテトラゴナルであり、結晶的に
強いことに起因している。
【００３１】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施形態（実施例）を詳細に説明する。
実施形態（実施例）を詳細に説明する。
【００３２】（実施形態１）図１は本発明の実施形態１
のSIS(超電導体/絶縁体/超電導体)構造及びそれを有す
る酸化物超電導体装置を示す断面図であり、図１（ａ）
は(１００)面方位YBCO単結晶基板上に直接SIS構造を形
成した例を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すSIS構
造を有する酸化物超電導体装置の例を示す図である。
のSIS(超電導体/絶縁体/超電導体)構造及びそれを有す
る酸化物超電導体装置を示す断面図であり、図１（ａ）
は(１００)面方位YBCO単結晶基板上に直接SIS構造を形
成した例を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すSIS構
造を有する酸化物超電導体装置の例を示す図である。
【００３３】図１（ａ）に示すように、(１００)面方位
を有するYBa2Cu3Ox（YBCO）単結晶基板ウエーハ１０上
にオフアクシスマグネトロン高周波スパッタ装置によ
り、基板温度７１０℃、酸素/アルゴン比９/１で８０mt
orrの雰囲気中で４０Ｗのプラズマ出力でYBa2Cu3Ox（YB
CO）薄膜１１を２時間結晶成長した。この時膜厚は、１
００nmであった。更に、YBa2Fe3O8-y（YBFO）１２をYBC
Oストイキオメトリックターゲットに対向するYBFOスト
イキオメトリックターゲットを同一条件下で２.７nm形
成後、YB2Cu3Ox（YBCO）薄膜１３を１５０nm、３時間結
晶成長した。結晶成長後、酸素/アルゴン比１/３で４０
０torrの雰囲気中で２時間かけて室温まで冷却した。次
に通例のリソグラフィー技術により、パターニングし、
Au電極１６、１７を形成した（図１（ｂ））。
を有するYBa2Cu3Ox（YBCO）単結晶基板ウエーハ１０上
にオフアクシスマグネトロン高周波スパッタ装置によ
り、基板温度７１０℃、酸素/アルゴン比９/１で８０mt
orrの雰囲気中で４０Ｗのプラズマ出力でYBa2Cu3Ox（YB
CO）薄膜１１を２時間結晶成長した。この時膜厚は、１
００nmであった。更に、YBa2Fe3O8-y（YBFO）１２をYBC
Oストイキオメトリックターゲットに対向するYBFOスト
イキオメトリックターゲットを同一条件下で２.７nm形
成後、YB2Cu3Ox（YBCO）薄膜１３を１５０nm、３時間結
晶成長した。結晶成長後、酸素/アルゴン比１/３で４０
０torrの雰囲気中で２時間かけて室温まで冷却した。次
に通例のリソグラフィー技術により、パターニングし、
Au電極１６、１７を形成した（図１（ｂ））。
【００３４】この接合の特性としては、臨界超電導電流
密度Ｊcは４×１０5A/cm2であり、接合抵抗Ｒnとの積は
液体窒素温度で５mVであった。上部のYBCO薄膜１３とYB
CO薄膜１１の超電導転移温度Ｔcはそれぞれ９０Kと９２
Kであった。本実施形態１では、(１００)面方位の場合
を議論したが、(１１０)面方位でも同様の、SIS素子を
形成できる。(００１)面方位の場合にも、同様にSIS構
造を実現できるが、YBFOの膜厚は１.２nm程度である。
更に、成膜後の酸素アニールは５００℃で５時間追加す
る必要があった。
密度Ｊcは４×１０5A/cm2であり、接合抵抗Ｒnとの積は
液体窒素温度で５mVであった。上部のYBCO薄膜１３とYB
CO薄膜１１の超電導転移温度Ｔcはそれぞれ９０Kと９２
Kであった。本実施形態１では、(１００)面方位の場合
を議論したが、(１１０)面方位でも同様の、SIS素子を
形成できる。(００１)面方位の場合にも、同様にSIS構
造を実現できるが、YBFOの膜厚は１.２nm程度である。
更に、成膜後の酸素アニールは５００℃で５時間追加す
る必要があった。
【００３５】（実施形態２）図２は本発明の実施形態２
のSIS(超電導体/絶縁体/超電導体)構造及びそれを有す
る酸化物超電導体装置を示す断面図であり、図２（ａ）
は(１００)面方位YBFO単結晶基板上に直接SIS構造を形
成した例を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すSIS構
造を有する酸化物超電導体装置の例を示す図である。
のSIS(超電導体/絶縁体/超電導体)構造及びそれを有す
る酸化物超電導体装置を示す断面図であり、図２（ａ）
は(１００)面方位YBFO単結晶基板上に直接SIS構造を形
成した例を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すSIS構
造を有する酸化物超電導体装置の例を示す図である。
【００３６】図２（ａ）に示すように、(１００)面方位
を有するYBa2Fe3Ox単結晶基板ウエーハ２０上にオフア
クシスマグネトロン高周波スパッタ装置により、基板温
度７１０℃、酸素/アルゴン比９/１で８０mtorrの雰囲
気中で４０Ｗのプラズマ出力でYBa2Fe3Ox薄膜３１を５
０nm成長した。次に、YBa2Cu3Ox薄膜２１を１００nm成
長した。更に、YBFO２２を実施形態１と同一条件下で
３.２nm形成後、更に、YBa2Cu3Ox薄膜２３を１５０nm、
３時間結晶成長した。結晶成長後、酸素/アルゴン比１/
３で４００torrの雰囲気中で２時間かけて室温まで冷却
した。次に、通例のリソグラフィー技術により、パター
ニングしAu電極１６、１７を形成した（図２(ｂ))。こ
の接合の特性としては、臨界超電導電流密度Ｊcは４×
１０5A/cm2で接合抵抗Ｒnとの積は液体窒素温度で３mV
であった。上部のYBCO薄膜２３とYBCO薄膜２１の超電導
転移温度Ｔcはそれぞれ９０Kと９２Kであった。
を有するYBa2Fe3Ox単結晶基板ウエーハ２０上にオフア
クシスマグネトロン高周波スパッタ装置により、基板温
度７１０℃、酸素/アルゴン比９/１で８０mtorrの雰囲
気中で４０Ｗのプラズマ出力でYBa2Fe3Ox薄膜３１を５
０nm成長した。次に、YBa2Cu3Ox薄膜２１を１００nm成
長した。更に、YBFO２２を実施形態１と同一条件下で
３.２nm形成後、更に、YBa2Cu3Ox薄膜２３を１５０nm、
３時間結晶成長した。結晶成長後、酸素/アルゴン比１/
３で４００torrの雰囲気中で２時間かけて室温まで冷却
した。次に、通例のリソグラフィー技術により、パター
ニングしAu電極１６、１７を形成した（図２(ｂ))。こ
の接合の特性としては、臨界超電導電流密度Ｊcは４×
１０5A/cm2で接合抵抗Ｒnとの積は液体窒素温度で３mV
であった。上部のYBCO薄膜２３とYBCO薄膜２１の超電導
転移温度Ｔcはそれぞれ９０Kと９２Kであった。
【００３７】本実施形態２では、(１００)面方位の場合
を議論したが、(１１０)面方位でも同様の、SIS素子を
形成できる。(００１)面方位の場合にも、同様にSIS構
造を実現できるが、YBFOの膜厚は１.２nm程度である。
更に、成膜後の酸素アニールは５００℃で５時間追加す
る必要があった。絶縁層のYBFOの膜厚は通例１.２〜５.
５nmの範囲で形成することが多い。YBCOだけでなくNBCO
においても有効である。
を議論したが、(１１０)面方位でも同様の、SIS素子を
形成できる。(００１)面方位の場合にも、同様にSIS構
造を実現できるが、YBFOの膜厚は１.２nm程度である。
更に、成膜後の酸素アニールは５００℃で５時間追加す
る必要があった。絶縁層のYBFOの膜厚は通例１.２〜５.
５nmの範囲で形成することが多い。YBCOだけでなくNBCO
においても有効である。
【００３８】（実施形態３）次に、超電導配線に本発明
を適用した場合の実施形態３を積層型SISジョセフソン
接合を用いたSQUID(超電導量子干渉計)の配線に適用し
た場合について説明する。
を適用した場合の実施形態３を積層型SISジョセフソン
接合を用いたSQUID(超電導量子干渉計)の配線に適用し
た場合について説明する。
【００３９】本実施形態３のSQUIDの形成プロセスを図
３（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。図３
（ａ）に示す膜の積層構造は前記実施形態２と同じであ
る。図３（ｂ）に示すように、SQUIDを構成するSIS接合
構造を、前記実施形態２と同様の方法で、２個YBFO基板
上に形成する。この時、実施形態２と同様の酸素アニー
ルを行う。この後、SIS接合のYBCO上部電極２３と２３'
を酸化物超電導体で配線する必要がある。そこで、YBFO
４０を３００nmを全面に被着させる（図３（ｂ））。こ
の時にも、酸素アニールを施した。次に、図３（ｃ）に
示すように、超電導配線を施すYBCO上部電極２３と２
３'、及びYBCO下部電極２１と２１'の対応する部分にコ
ンタクトホールをテーパ状に開け、全面にYBCO２４を３
００nm形成した。この時にも、酸素アニールを施した。
この場合、図３（ｃ）では、必ずしも明瞭ではないが、
YBFOによる段差はラウンドさせて、上部のYBCO膜２４中
にグレイン境界が発生しないように工夫する。例えば、
あらかじめSIS素子のメサ部分にテーパをつけてグレイ
ン境界が発生しないようにする。これは、グレイン境界
が弱結合のSNS型Ｉ−Ｖ特性になり、流せる超電導電流
が小さくなることを防ぐためである。その後YBCO２４超
電導配線を加工しSQUIDを形成した。図３（ｃ）では、
加工したYBCO２４に直接取り出し電極３６，３７を取り
出した例を示したが、現実には、YBCO２４超電導配線の
保護膜を形成する。また、このYBFO４０は、SIS素子の
保護膜としても働いている。これは、周囲のYBCO，YBFO
と結晶構造が同じであるため、YBFO４０が結晶成長して
しまう点で従来の半導体、超電導体デバイスと全く異な
るタイプであり、極めて強い保護膜となる。
３（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。図３
（ａ）に示す膜の積層構造は前記実施形態２と同じであ
る。図３（ｂ）に示すように、SQUIDを構成するSIS接合
構造を、前記実施形態２と同様の方法で、２個YBFO基板
上に形成する。この時、実施形態２と同様の酸素アニー
ルを行う。この後、SIS接合のYBCO上部電極２３と２３'
を酸化物超電導体で配線する必要がある。そこで、YBFO
４０を３００nmを全面に被着させる（図３（ｂ））。こ
の時にも、酸素アニールを施した。次に、図３（ｃ）に
示すように、超電導配線を施すYBCO上部電極２３と２
３'、及びYBCO下部電極２１と２１'の対応する部分にコ
ンタクトホールをテーパ状に開け、全面にYBCO２４を３
００nm形成した。この時にも、酸素アニールを施した。
この場合、図３（ｃ）では、必ずしも明瞭ではないが、
YBFOによる段差はラウンドさせて、上部のYBCO膜２４中
にグレイン境界が発生しないように工夫する。例えば、
あらかじめSIS素子のメサ部分にテーパをつけてグレイ
ン境界が発生しないようにする。これは、グレイン境界
が弱結合のSNS型Ｉ−Ｖ特性になり、流せる超電導電流
が小さくなることを防ぐためである。その後YBCO２４超
電導配線を加工しSQUIDを形成した。図３（ｃ）では、
加工したYBCO２４に直接取り出し電極３６，３７を取り
出した例を示したが、現実には、YBCO２４超電導配線の
保護膜を形成する。また、このYBFO４０は、SIS素子の
保護膜としても働いている。これは、周囲のYBCO，YBFO
と結晶構造が同じであるため、YBFO４０が結晶成長して
しまう点で従来の半導体、超電導体デバイスと全く異な
るタイプであり、極めて強い保護膜となる。
【００４０】この時、YBCO膜やYBFO薄膜はａ軸配向であ
った。本実施形態３では、SIS構造でSQUIDを形成した
が、通例のSNS構造を用いて、本発明を形成しても同じ
効果が表れることは言うまでもない。特に、Ｎ層がYBCO
と同じ結晶構造をするZn,Co,Fe,Ni,GaドープYBCOやPBCO
を用いた時特に有効である。本SQUID素子は、最後の金
電極を除き全て同じ結晶構造の酸化物で形成されている
点で従来に無い高性能、高信頼性を実現している。例え
ば、従来のSQUIDセンサ（応用物理66巻No.4、377-380ペ
ージ、1997年参照)のグレイン接合に比べ、ノイズを１/
１００にでき、熱雑音のみになった。
った。本実施形態３では、SIS構造でSQUIDを形成した
が、通例のSNS構造を用いて、本発明を形成しても同じ
効果が表れることは言うまでもない。特に、Ｎ層がYBCO
と同じ結晶構造をするZn,Co,Fe,Ni,GaドープYBCOやPBCO
を用いた時特に有効である。本SQUID素子は、最後の金
電極を除き全て同じ結晶構造の酸化物で形成されている
点で従来に無い高性能、高信頼性を実現している。例え
ば、従来のSQUIDセンサ（応用物理66巻No.4、377-380ペ
ージ、1997年参照)のグレイン接合に比べ、ノイズを１/
１００にでき、熱雑音のみになった。
【００４１】（実施形態４）次に、本発明を高周波フィ
ルターの保護膜に適用した場合の実施形態４を図４を用
いて説明する。
ルターの保護膜に適用した場合の実施形態４を図４を用
いて説明する。
【００４２】(００１)面方位を有するLaAlO3単結晶基板
１００上に実施形態１と同様にYBa2Cu3Ox薄膜２５、２
５'を５００nm形成後、フィルター用のパターニングに
加工した。その断面の一部を図４に示す。その後、保護
膜としてYBFO５１を３００nm形成した。
１００上に実施形態１と同様にYBa2Cu3Ox薄膜２５、２
５'を５００nm形成後、フィルター用のパターニングに
加工した。その断面の一部を図４に示す。その後、保護
膜としてYBFO５１を３００nm形成した。
【００４３】本実施形態４では、基板として、LaAlO3を
示したが、サファイヤ、MgO,YBFOで形成しても良い。
示したが、サファイヤ、MgO,YBFOで形成しても良い。
【００４４】以上の実施形態１〜４では、絶縁膜として
YBFOの例を示したが、薄膜としては、存在できるYBa2Cr
3O8-y,YBa2Al3O8-y,YBa2Ga3O8-y,YBa2Fe3-zCrzO8-yなど
の絶縁膜も有効である。特に、YBa2Cr3O8-yにするとYBF
Oより更にYBCOとの格子整合性はよくなる。酸化物超電
導体としては、YBa2Cu3Oxの場合も示したが、NdBa2Cu3O
xやSmBa2Cu3Oxの場合も有効である。この場合、絶縁膜
としては、NdBa2Fe3OxやSmBa2Fe3Oxが特に良質の格子整
合をする。
YBFOの例を示したが、薄膜としては、存在できるYBa2Cr
3O8-y,YBa2Al3O8-y,YBa2Ga3O8-y,YBa2Fe3-zCrzO8-yなど
の絶縁膜も有効である。特に、YBa2Cr3O8-yにするとYBF
Oより更にYBCOとの格子整合性はよくなる。酸化物超電
導体としては、YBa2Cu3Oxの場合も示したが、NdBa2Cu3O
xやSmBa2Cu3Oxの場合も有効である。この場合、絶縁膜
としては、NdBa2Fe3OxやSmBa2Fe3Oxが特に良質の格子整
合をする。
【００４５】また、格子定数をさらに良く整合させるた
め絶縁膜としてのYBFOのBaの部分をSrやCaに置き換える
こともできる。この場合ReBa2-vSrvXn3O8-y（XnはFe,C
r,Al,Gaなどの+３価の金属元素，vはBaに対するSrの割
合である)絶縁体を用いることになる。
め絶縁膜としてのYBFOのBaの部分をSrやCaに置き換える
こともできる。この場合ReBa2-vSrvXn3O8-y（XnはFe,C
r,Al,Gaなどの+３価の金属元素，vはBaに対するSrの割
合である)絶縁体を用いることになる。
【００４６】ところで、YBCOと格子整合性を改良する方
法として、YBFO系のBa原子をより小さいイオン半径を持
つSr,Ca原子に置き換える方法がある。これを次の実施
例で説明する。YBFOのBaをSrに置換するとｃ軸長が著し
く縮むことは、焼結体では、知られている。(例えば、
P.D.Battle等；ジャーナル オブ ソリッド ステイト ケ
ミストリー 79巻、1989年86ページから98ページ；テー
ブル４に１．１６６２nmと記されている。）（実施形態
５）実施形態１に示したSIS構造に本絶縁体を適用した
場合の実施形態を図６に示す。以下では、実施形態１と
異なる部分のみを説明する。絶縁体層１２２としてYBa
2xSr2(1-x)Fe3O8-yを２．７nm形成した。YBCOに格子整
合させるために、Baの割合xは０．０５に選んでいる。
スパッタ条件等は同じである。CaはSrより更にイオン半
径が小さいので絶縁体層１２２として用いる場合、YBa
2xCa2(1-x)Fe3O8 -yのBaの割合xは０．３に選んでいる。
絶縁体層１２２の原子混合の割合xは、接合の相手とな
る超電導体に応じて調整できる。格子整合性を良くする
とSIS接合の形成部留りが向上し、接合のリーク電流低
減に効果がある。又、格子整合性の改善は、絶縁体層１
２２上に形成した超電導体層１３の超電導転移温度Ｔｃ
の向上に効果がある。
法として、YBFO系のBa原子をより小さいイオン半径を持
つSr,Ca原子に置き換える方法がある。これを次の実施
例で説明する。YBFOのBaをSrに置換するとｃ軸長が著し
く縮むことは、焼結体では、知られている。(例えば、
P.D.Battle等；ジャーナル オブ ソリッド ステイト ケ
ミストリー 79巻、1989年86ページから98ページ；テー
ブル４に１．１６６２nmと記されている。）（実施形態
５）実施形態１に示したSIS構造に本絶縁体を適用した
場合の実施形態を図６に示す。以下では、実施形態１と
異なる部分のみを説明する。絶縁体層１２２としてYBa
2xSr2(1-x)Fe3O8-yを２．７nm形成した。YBCOに格子整
合させるために、Baの割合xは０．０５に選んでいる。
スパッタ条件等は同じである。CaはSrより更にイオン半
径が小さいので絶縁体層１２２として用いる場合、YBa
2xCa2(1-x)Fe3O8 -yのBaの割合xは０．３に選んでいる。
絶縁体層１２２の原子混合の割合xは、接合の相手とな
る超電導体に応じて調整できる。格子整合性を良くする
とSIS接合の形成部留りが向上し、接合のリーク電流低
減に効果がある。又、格子整合性の改善は、絶縁体層１
２２上に形成した超電導体層１３の超電導転移温度Ｔｃ
の向上に効果がある。
【００４７】以上の説明からわかるように、本発明は、
１２３系酸化超電導体ReBa2Cu3Ox(RBCO)と同一結晶構造
を有し、格子定数の近いReBa2Xn3O8-y(RBXO)絶縁体を用
いてSIS接合を形成したり、酸化物超電導体による配線
間の絶縁材料として用いたり、酸化物超電導体素子の保
護膜に用いたり、YBFO単結晶基板として用いたりするこ
とができる。
１２３系酸化超電導体ReBa2Cu3Ox(RBCO)と同一結晶構造
を有し、格子定数の近いReBa2Xn3O8-y(RBXO)絶縁体を用
いてSIS接合を形成したり、酸化物超電導体による配線
間の絶縁材料として用いたり、酸化物超電導体素子の保
護膜に用いたり、YBFO単結晶基板として用いたりするこ
とができる。
【００４８】以上、本発明を実施形態（実施例）に基づ
き具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において
種々変更し得ることはいうまでもない。
き具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において
種々変更し得ることはいうまでもない。
【００４９】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
【００５０】本発明によれば、化学組成式ReBa2Cu3O
x（Reは希土類元素である)で表わされる酸化物超電導体
と、これと同一結晶構造を有する化学組成式ReBa2Xn3O
8-y（Reは希土類元素、XnはFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の
金属元素である）で表わされる酸化物絶縁体との接合を
有することにより、 （１）ReBa2Xn3O8-yとReBa2Cu3Oxがほとんど同一の結晶
成長条件で形成できるので、格子整合性がよくなり、従
来不可能であったヒシテリスを持つ理想的SIS特性を実
現でき、Ｒn・Ｉc積が一桁以上高くでき、そのためサブ
ピコ秒の高速動作が実現できる。
x（Reは希土類元素である)で表わされる酸化物超電導体
と、これと同一結晶構造を有する化学組成式ReBa2Xn3O
8-y（Reは希土類元素、XnはFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の
金属元素である）で表わされる酸化物絶縁体との接合を
有することにより、 （１）ReBa2Xn3O8-yとReBa2Cu3Oxがほとんど同一の結晶
成長条件で形成できるので、格子整合性がよくなり、従
来不可能であったヒシテリスを持つ理想的SIS特性を実
現でき、Ｒn・Ｉc積が一桁以上高くでき、そのためサブ
ピコ秒の高速動作が実現できる。
【００５１】（２）絶縁材料上に形成される酸化物超電
導体配線の超電導転移温度Ｔcの劣化が非常に少なく、
臨界超電導電流密度Ｊcを劣化させることがない。
導体配線の超電導転移温度Ｔcの劣化が非常に少なく、
臨界超電導電流密度Ｊcを劣化させることがない。
【００５２】（３）周囲とエピすることで極めて化学的
に安定な保護膜として使える。
に安定な保護膜として使える。
【００５３】（４）特に、YBFO，YBFCrOは、１２３系酸
化物超電導体薄膜の性質を劣化させることのない基板材
料を提供できる。
化物超電導体薄膜の性質を劣化させることのない基板材
料を提供できる。
【図１】本発明の実施形態１のSIS(超電導体/絶縁体/超
電導体)構造及びそれを有する酸化物超電導体装置を示
す断面図である。
電導体)構造及びそれを有する酸化物超電導体装置を示
す断面図である。
【図２】本発明の実施形態２のSIS(超電導体/絶縁体/超
電導体)構造及びそれを有する酸化物超電導体装置を示
す断面図である。
電導体)構造及びそれを有する酸化物超電導体装置を示
す断面図である。
【図３】本実施形態３のSQUIDの形成プロセスを説明す
るための図である。
るための図である。
【図４】本発明を高周波フィルターの保護膜に適用した
場合の実施形態４を説明するための図である。
場合の実施形態４を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態のYBFO薄膜の物性測定図であ
る。
る。
【図６】本発明の実施形態５のSIS(超電導体/絶縁体/超
電導体)構造及びそれを有する酸化物超電導体装置を示
す断面図である。
電導体)構造及びそれを有する酸化物超電導体装置を示
す断面図である。
１０…(１００)YBCO単結晶基板、１１，１３，２１，２
３…(１００)YBCO薄膜、１２，２２，３１…(１００)YB
FO薄膜、２０…(１００)YBFO単結晶基板、４０…YBFO層
間絶縁膜、２４…YBCO配線、１６，１７，３６，３７…
Au電極、２５，２５'…YBCO薄膜、５１…YBFO保護膜、
１００…LaAlO3基板。
３…(１００)YBCO薄膜、１２，２２，３１…(１００)YB
FO薄膜、２０…(１００)YBFO単結晶基板、４０…YBFO層
間絶縁膜、２４…YBCO配線、１６，１７，３６，３７…
Au電極、２５，２５'…YBCO薄膜、５１…YBFO保護膜、
１００…LaAlO3基板。
フロントページの続き (72)発明者 宇佐川 利幸 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 鵜木 博海 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 榎本 陽一 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 石丸 喜康 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 化学組成式ReBa2Cu3Ox（Reは希土類元素
である)で表わされる酸化物超電導体と、これと同一結
晶構造を有する化学組成式ReBa2Xn3O8-y（Reは希土類元
素、XnはFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の金属元素である）で
表わされる酸化物絶縁体との接合を有することを特徴と
する酸化物超電導体薄膜。 - 【請求項２】 化学組成式ReBa2Cu3Ox（Reは希土類元素
である)で表わされる酸化物超電導体と、これと同一結
晶構造を有する化学組成式ReBa2Xn3O8-y（Reは希土類元
素、XnはFe,Cr,Al,Gaなどの+３価の金属元素である）で
表わされる酸化物絶縁体との接合を有することを特徴と
する酸化物超電導体装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の酸化物超電導体装置に
おいて、前記ReBa2Cu3OxとReBa2Xn3O8-yを用いてReBa2C
u3Ox/ReBa2Xn3O8-y/ReBa2Cu3Ox三層積層構造が形成され
ていることを特徴とする酸化物超電導体装置。 - 【請求項４】 請求項２に記載の酸化物超電導体装置に
おいて、ReBa2Xn3O8 -y酸化物絶縁体の上に前記ReBa2Cu3
Oxからなる超電導配線が形成されてなり、このReBa2Cu3
Ox配線はReBa2Xn3O8-y酸化物絶縁体を層間絶縁体とし
て、下部に形成されるReBa2Cu3Ox配線と電気的に接続さ
れていることを特徴とする酸化物超電導体装置。 - 【請求項５】 請求項２乃至４のうちいずれか１項に記
載の酸化物超電導体装置において、基板がReBa2Xn3O8-y
酸化物絶縁体からなることを特徴とする酸化物超電導体
装置。 - 【請求項６】 請求項２乃至５のうちいずれか１項に記
載の酸化物超電導体装置において、前記酸化物絶縁体は
ReYn2Xn3O8-y(YnはBa,Sr,Ca原子のいずれか又はその混
合体である）で形成されることを特徴とする酸化物超電
導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9165864A JPH1117238A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 酸化物超電導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9165864A JPH1117238A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 酸化物超電導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1117238A true JPH1117238A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15820443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9165864A Withdrawn JPH1117238A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 酸化物超電導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1117238A (ja) |
-
1997
- 1997-06-23 JP JP9165864A patent/JPH1117238A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |