気相成長新規高分子薄膜による劣化フリー高温超伝導薄膜微細加工とデバイス特性

使用新型气相生长聚合物薄膜的无降解高温超导薄膜微加工和器件性能

• 批准号: 05650296
• 负责人: 高井 吉明
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650296/
• 关键词: 気相成長高分子; レジスト; 高温超伝導体; 微細加工

平成5年度における当初の研究計画に従って以下の結果を得た。1)高純度エピタキシャル薄膜の作成昇華炉及び分解炉を備えた石英製円筒型真空炉を作製し、原料のDPXから、高い重合度を有しかつ、表面平滑性に優れたPPX薄膜を作製するための条件を策定した。その結果、昇華炉の温度分解炉の温度をそれぞれ130℃、650℃とし、炉の長さを25cm、50cmとすることが必要であることが判った。また得られた薄膜を微細加工のマスクとして使用するためには重合時の酸化による架橋を防ぐ必要があり、そのため、バックグラウンドの真空度として10^<-6>Torr程度にする必要があることを明らかにした。2)PPX薄膜の微細加工用レジストへの応用こうして得られたPPX薄膜に低圧水銀灯を用いて254nmの紫外光を照射しパターン転写性能を評価した。条件としては薄膜の厚さ、照射温度が重要である。通常用いるレジストは1μm程度の厚さで使用することが多いが、今回のPPX薄膜は耐イオン照射性に優れ、また化学的にも安定であるので300nm程度の厚さが最適であった。厚さがあまり厚いと露光時間が長くなり、不適切である。照射温度はより高温の方が露光時間が短くなるが高温超伝導体やその他の素材への影響を考慮すると150℃以下が望ましくこの温度範囲で条件の最適化を行った所、1μm程度のパターンは転写が可能であった。3)高温超伝導体への応用現在の微細加工では高温超伝導体は水やアセトンなどの有機溶媒に浸積する事によって劣化しやすいため、出来る限りこの浸積時間の短縮とプロセスの改良を試みている。それに対し、この研究で用いた手法は全ドライプロセスであり、必要なのは紫外線と酸素だけである。この特性を利用して、実際にパターニングをして臨界温度、臨界電流の評価を試みた結果、そのいずれも顕著な劣化が見られなかった。

The following results were obtained from the initial research plan of Heisei 5. 1)Sublimation furnace and decomposition furnace for producing high purity PPX thin films; preparation of cylindrical quartz vacuum furnace; selection of conditions for producing PPX thin films with high degree of overlap and excellent surface smoothness; As a result, the temperature of the sublimation furnace is 130℃, 650℃, and the furnace length is 25cm and 50cm. The <-6>vacuum of the thin film is 10 Torr. The vacuum of the thin film is 10 Torr. 2)PPX thin film micromachining process for the use of high-voltage mercury lamp irradiation with 254nm ultraviolet light to evaluate the performance of the PPX thin film. Conditions such as film thickness and irradiation temperature are important. Usually, the thickness of the film is about 1μm, but now the PPX film has excellent radiation resistance and chemical stability, and the thickness is about 300nm. The exposure time is long and inappropriate. Irradiation temperature is high temperature and exposure time is short. The influence of high temperature and other materials is considered. The optimization of the temperature range below 150℃ is possible. 3)The present micromachining of high temperature superconductors is an attempt to shorten the impregnation time and improve the impregnation process of high temperature superconductors in aqueous solutions and organic solvents. In this study, we used a variety of methods, including ultraviolet radiation and ultraviolet radiation. The critical temperature and critical current are evaluated according to the results of the test.

项目成果

H.Terai: "Magnetic field dependence of high Jc YBa_2Cu_3O_<7-x>/Au/Nb junctions using a-axis-oriented YBa_2Cu_3O_<7-x> thin films" Jpn.J.Appl.Phys.32. L901-L904 (1993)

H.Terai：“使用 a 轴取向 YBa_2Cu_3O_<7-x> 薄膜的高 Jc YBa_2Cu_3O_<7-x>/Au/Nb 结的磁场依赖性”Jpn.J.Appl.Phys.32。

H.Terai: "Electrical properties of YBa_2Cu_3O_<7-x> /PcBa_2Cu_3O_<7-x> bi-layers" IEEE Trans.on Appl.Supercond.3. 1301-1304 (1993)

H.Terai：“YBa_2Cu_3O_<7-x> /PcBa_2Cu_3O_<7-x> 双层的电气特性”IEEE Trans.on Appl.Supercond.3。

H.Akaike: "Fabrication of Nb/AlOx/Nb tunnel junctions using foucused ion beam implanted Nb patterning" IEEE Trans.on Appl.Supercond.3. 2187-2190 (1993)

H.Akaike：“使用聚焦离子束注入 Nb 图案制造 Nb/AlOx/Nb 隧道结”IEEE Trans.on Appl.Supercond.3。

K.Ohbayashi: "As-grrown superconducting Bi_2Sr_2Ca_2Cu_2O_x thin films with Tczero of 102K prepared by rf magnetron sputtering" Appl.Phys.Letter. 64. 369-371 (1994)

K.Ohbayashi：“通过射频磁控溅射制备 Tczero 为 102K 的生长超导 Bi_2Sr_2Ca_2Cu_2O_x 薄膜”Appl.Phys.Letter。

M.Inoue: "A study on the potential structure of the barrier in Bal-xKxBiO3/natural-barrier/Au structures" Japan.J.Appl.Phys.Pt.2. 32. L1520-L1523 (1993)

M.Inoue：“Bal-xKxBiO3/自然势垒/Au 结构中势垒的潜在结构的研究”Japan.J.Appl.Phys.Pt.2。