[其他]超導(dǎo)陶瓷圖案及其制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 88102320
• 申請(qǐng)日: 1988-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN88102320A
• 公開（公告）日: 1988-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山崎舜平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所
• 主分類號(hào): H01L39/00
• 分類號(hào): H01L39/00;H01L39/24;H01L27/18;H01B12/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 何耀煌,肖掬昌

本發(fā)明涉及超導(dǎo)體領(lǐng)域，并且更具體地涉及超導(dǎo)陶瓷圖案及其制造方法。

通常使用Nb-Ge金屬材料（例如Nb₃Ge）等作為超導(dǎo)材料。因?yàn)闉楂@得這種普通超導(dǎo)材料的超導(dǎo)性需要非常低的溫度，因而使其運(yùn)行費(fèi)用非常高，所以這類超導(dǎo)材料的應(yīng)用受到限制。

此外，近年來已經(jīng)知道一些呈現(xiàn)超導(dǎo)性能的陶瓷材料。但是，這些超導(dǎo)材料還僅僅是坯料形式，到目前為止仍未產(chǎn)生薄膜形式的這類超導(dǎo)材料。

另一方面，已經(jīng)知道一些半導(dǎo)體器件，它們?cè)谕换蟼溆写罅堪雽?dǎo)體集成電路元件。

近幾年來，發(fā)展具有高速操作能力的、越來越精細(xì)的半導(dǎo)體集成電路已經(jīng)成為一種必要的事。除了這種精細(xì)度之外，由于半導(dǎo)體元件中所產(chǎn)生的熱而使可靠性降低、以及在發(fā)熱部件中操作速度的降低也已經(jīng)成為問題。因此，已經(jīng)迫切地需要獲得一種利用超導(dǎo)陶瓷的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。

因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種含有若干低的臨界溫度區(qū)域的超導(dǎo)圖案。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種選擇性地降低超導(dǎo)氧化物陶瓷的某些規(guī)定部分的臨界溫度的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，利用了超導(dǎo)氧化物陶瓷的獨(dú)特的特性。本發(fā)明人已通過實(shí)驗(yàn)證明：可以用摻雜的方法來控制超導(dǎo)陶瓷的Tco（在此溫度下電阻消失），而其TcOnset（在此溫度下電阻率開始下降）幾乎保持不變。摻雜部分會(huì)具有比較寬的、在Tco和Tc????onset之間的轉(zhuǎn)變溫度范圍。即，可以把超導(dǎo)陶瓷薄膜的各規(guī)定部分變成一些低Tc區(qū)，這些區(qū)域在未摻雜部分的Tco下能夠起電阻或有源區(qū)的作用。

在各種典型的情況中，可以根據(jù)本發(fā)明，按照理想配比式（A_1-xBx）yCu_zOW來制備所用的超導(dǎo)陶瓷，其中A是元素周期表中Ⅲa和Ⅴb族的一個(gè)或幾個(gè)元素、例如各稀土元素，B是元素周期表中Ⅱa族的一個(gè)或幾個(gè)元素，例如包括鈹和鎂的堿土金屬，并且x＝0.1至1;y＝2.0至4.0，最好是2.5至3.5;z＝1.0至4.0，最好是1.5至3.5;以及w＝4.0至10.0，最好是6.0至8.0。該普遍公式的若干例子是：

BiSrCaCu_2-3O_4-10

Y_0.5Bi_0.5Sr₁Ca₁Cu_2-3O_4-10

Y′Ba₂Cu₃O_6-8

Bi，Sr，Mg_0.5Ca_0.5Cu_2-3O_4-10

Bi_0.5Al_0.5SrCaCu_2-3O_4-10

可以用電子束蒸發(fā)，陰極真空噴鍍，光增強(qiáng)CVD，光增強(qiáng)PVD等等方法在某一表面上形成這些材料。

例如，用陰極真空噴鍍的方法在一絕緣表面上淀積0.1至30微米厚的超導(dǎo)陶瓷薄膜。用掩模通過光刻法除去該薄膜的規(guī)定部分，留下那些準(zhǔn)備作為各種有源元件（例如Josephson器件）和無源元件（例如電阻或接線）的剩余部分。從該超導(dǎo)陶瓷薄膜的、預(yù)定作為低Tc區(qū)的規(guī)定部分選擇性地去除該掩膜;穿過剩余掩膜、向所述超導(dǎo)陶瓷薄膜的離子注入對(duì)于產(chǎn)生低Tc區(qū)是有效的。離子注入之后，該超導(dǎo)薄膜經(jīng)過熱處理，以補(bǔ)償由于離子轟擊造成的晶體結(jié)構(gòu)的損壞。

圖1（A）至1（C）是說明本發(fā)明的第一實(shí)施例的制造方法的橫截面圖。

圖2是說明本發(fā)明的第二實(shí)施例的橫截面圖。

圖3是表示本發(fā)明的超導(dǎo)陶瓷的電阻率和溫度的關(guān)系的曲線圖。