JPS63291899A - 酸化物系超電導体素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、超電導体を用いた素子、量子干渉計ゲート
、メモリ等の超電導集積回路、および５ＱＵＩＰ（Ｉｔ
子干渉計）センサ等のセンサに用いる酸化物系超電導体
素子の製造方法の関するものである。

「従来の技術」 従来、半導体製造方法において、基板上に形成された多
結晶のシリコン薄膜にレーザビームを照射することによ
り、このシリコン薄膜を単結晶化するものが提供されて
いる。

そこで、酸化物系超電導体素子の製造方法において、多
結晶の酸化物系超電導体を、その臨界温度、臨界電流を
高くするために単結晶化させる方法の一つとして、レー
ザビームを多結晶の酸化物系超電導体に照射する方法が
考えられている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、レーザビームは通常中心部の温度が周辺部の
温度より高い。このため、このレーザビームを多結晶の
酸化物系超電導体に照射して、この酸化物系超電導体を
溶融させると、この溶融部の中心部の温度が周辺部より
高くなる。従って、この溶融部が固化する際に、周辺部
より固化するので、中央部にブレーンが集まり、この結
果結晶の品質を低下させてしまう可能性があるという問
題点があった。

「発明の目的」 この発明は上記問題点に鑑みてなされてものであり、優
れた品質の単結晶からなる酸化物系超電導体素子の製造
方法を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 この発明の酸化物系超電導体素子の製造方法は、基板上
に形成された酸化物系超電導体材料に、中心部の温度が
周辺部より低く保たれたレーザビームを照射することに
より、酸化物系超電導体材料を単結晶化することを特徴
としている。

「実施例」 第１図ないし第３図はこの発明の酸化物系超電導体素子
の製造方法をＢ　ａ−Ｙ　−Ｃｕ−０系のものについて
適用した第一実施例を示すものであり、この系の超電導
体素子を製造するには以下のようにして行う。

まず、第１図に示すように、４００℃に加熱されたＴｉ
５ｒＯｓからなる基板上１に、酸素を含むアルゴン雰囲
気中で、Ｂ　ａ−Ｙ　−Ｃｕ−０系の薄膜状をなす酸化
物系超電導体材料（以下薄膜という）２をスパッタリン
グにより形成する。

そして、この薄膜２の厚さが３μｌになったところでス
パッタリングを中止して、この薄膜２上に、第２図に示
すような中心部の温度が周辺部より低く保たれたレーザ
ビーム３をＸＹステージ４を第１図中左方に移動させつ
つ照射する。

このレーザビーム３は以下のようにして作られる。すな
わち、第３図に示すように、２０ＷのＣＯ，レーザ発光
源５から発せられたレーザビームの出力を出力調整部６
で調整し、この出力が調整されたレーザビームのビーム
径を、内部に凸レンズ７　ａ、　７　ｂが設けられたビ
ーム拡大部７により３０ｘｘに拡大する。そして、この
ビーム径が拡大されたレーザビームを吸収板８に通す。

ここで、この吸収板８は、中央部のメツシュが周辺部よ
り細かい金網からなっており、この中央部を通過したレ
ーザビームのビーム密度を周辺部を通過したレーザビー
ムのビーム密度より低くするようになっている。そして
、この吸収板８を通過したレーザビームを再び凸レンズ
９によりビーム径３０μ贋に集束する。このようにして
、中央部の温度が周辺部より低いレーザビーム３を作る
。

そして、薄膜２のレーザビーム３が照射されて溶融した
部分が、その中央部の温度が周辺部の温度より低いので
、中央部から周辺部に向けて固化して単結晶化する。

このようにして得られた単結晶からなる酸化物系超電導
体素子の臨界温度、臨界電流は、それぞれ９３Ｋ、２０
００　Ａ／ＣＩ”であった。

上記酸化物系超電導体素子の製造方法によれば、中心部
の温度が周辺部より低いレーザビームを酸化物系超電導
体材料（薄膜）２に照射したので、レーザビームが照射
されて溶融した部分の中央部の温度が周辺部の温度より
低い。よって、この溶融部が固化する際には、中央部か
ら周辺部に向けて固化するので、ブレーンが中央部に集
まることがなく、このため結晶の品質を低下させてしま
うことがない。

次に、この発明の第二実施例を第４図および第５図を参
照した説明する。この第二実施例が上記第一実施例と異
なる点は、中心部の温度が周辺部より低いレーザビーム
を作る手段である。

すなわち、この実施例のレーザビームは、第４図に示す
ように、２本のＹＡＧレーザ１０ａ、１０ｂの一部分を
互いに重ね合わせたダブルビームｌＯであり、この重ね
合わせた部分がダブルビームの中心部１１とされている
。

このようにすることによりダブルビームｌＯの中心部１
１の温度が周辺部の温度より低くされている。

そして、このようなダブルビーム１０を作るには以下の
ようにして行う。すなわち、第５図に示すように、発光
源！２ａから発せられたＹＡＧレーザ１０ａを、ミラー
１３を透過させると共にミラー１４により図中下方に反
射させる。また、発光源１２ｂから発仕られたＹＡＧレ
ーザ１０ｂを、ミラー１５により図中上方に反射させて
、ＹＡＧレーザ１０ａのミラー１４の透過点から所定量
だけずらした位置に投光する。そして、このミラー４に
より反射されたＹＡＧレーザＩＯｂをミラー１５により
図中下方に反射させる。このようにして、第４図に示す
ダブルビーム１０を作る。

そして、このようにして作られたダブルビームｌＯを上
記酸化物系超電体導材料（薄膜）２上に、ＸＹステージ
４を図中左方に移動させつつ照射する。すると、このダ
ブルビームｌＯが照射されて溶融した部分の中央部の温
度が周辺部の温度より低いので、この溶融部が中央部か
ら周辺部に向けて固化して単結晶化する。

このようにして得られた単結晶からなる酸化物系超電導
体素子の臨界温度、臨界電流は、それぞれ９４に、２５
００Ａ／ｃｍ２であった。

上記実施例によれば、第一実施例と同様の効果が得られ
る。

なお、上記第二実施例では、２本のＹＡＧビーム１０ａ
、ｌＯｂを重ね合わせることにより中心部１１の温度が
周辺部の温度より低いダブルビームｌＯを作ったが、こ
れに限ることなく、１本のＹＡＧビームを分離してこれ
ら分離された各ビームをジャリンクミラーにより重ね合
わせて作ってもよい。

また、上記実施例では、ＣＯ，レーザ、ＹＡＧレーザを
用いたが、この他に、Ａｒレーザ、エキシマ等を用いて
もよい。

さらに、上記実施例では、この発明をＢａ−Ｙ−Ｃｔｒ
Ｏ系の酸化物系超電導素子について適用したが、ＡＢＯ
３型（Ｂ　ａＰ　ｂＢ　ｉｏ　３、Ｓ　ｒＴ　ｉｏ　３
、（Ｓ　ｒ。

ｌ３ａ）ＴｉＯ＋、（Ｃａ、　Ｓ　ｒ）Ｔ　ｉｏ　ｓ等
）系、あるいはＡ−Ｂ　−Ｃｕ−０系（ＡはＬａ、Ｙ、
Ｓｃ、Ｙｂ等のＩＩＩａ族元素、ＢはＢａ、Ｓｒ等のア
ルカリ土類金属）等の酸化物系のものなどについて適用
してもよい。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明の酸化物系超電導体素子
の製造方法によれば、中心部の温度が周辺部より低いレ
ーザビームを酸化物系超電導体材料に照射することによ
り酸化物系超電導体材料を単結晶化したので、レーザビ
ームが照射されて溶融した部分の中央部の温度が周辺部
の温度より低い。よって、この溶融部が固化する際には
、中央部から周辺部に向けて固化するので、ブレーンが
中央部に集まることがなく、このため結晶の品質を低下
させてしまうことがないという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の第一実施例を説明する
ためのものであり、第１図は酸化物系超電導体素子を示
す断面図、第２図はレーザビームのパワー（温度）分布
を示すグラフ、第３図はレーザビームを作る装置の概略
構成図、第４図および第５図はこの発明の第二実施例を
説明するためのものであり、第４図はダブルビームのパ
ターン図、第５図はダブルビームを作る装置の概略構成
図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・超電導体材料、３
・・・・・・レーザビーム、 １０・・・・・・ダブルビーム（レーザビーム）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に形成された酸化物系超電導体材料に、中心部の
   温度が周辺部より低く保たれたレーザビームを照射する
   ことにより、上記酸化物系超電導体材料を単結晶化する
   ことを特徴とする酸化物系超電導体素子の製造方法。