酸化物高温超伝導体超薄膜のエピタキシャル多層成長と3端子デバイスへの応用

超薄氧化物高温超导薄膜的外延多层生长及其在三端器件中的应用

• 批准号: 03210213
• 负责人: 小田 俊理
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03210213/
• 关键词: 高温超伝導; エピタキシャル成長; 原子層エピタキシ-; MOCVD; 光アシスタントCVD

原子層制御CVD法によるY系高温超伝導膜の低温成長と超伝導マイクロデバイスプロセスの基礎に関する研究を行ない、以下の成果を得た。1.βジケトン金属錯体とN_2Oを原料とする熱CVD法でY系酸化物の超伝導膜を得られる条件範囲を調べた。Ba原料にはフェナンスロリン付加体を利用して安定供給を図った。基板温度592℃でオンセット臨界温度90K、ゼロ抵抗温度84Kの超伝導膜を、基板温度633℃ではオンセット臨界温度94K、ゼロ抵抗温度88Kの高温超伝導薄膜を作製できた。低温成長により表面モホロジ-も改善され、サブミクロンスケ-ルのデバイス作製が可能になった。2.水銀増感法により紫外線アシストの効果を増幅すると共に、N_2Oを反応性ガスとして、さらに低温での結晶成長をめざした。Cuβジケトン錯体は120℃から分解堆積が認められた。Y,Ba,Cuそれぞれのβジケトン錯体を紫外光励起により分解したところ、基板温度215℃という低温でY:Ba:Cu組成比1:2:3の膜を堆積できた。3.CVD成長表面のその場光学診断技術を開発した。波長780nmのレ-ザ-ダイオ-ド光の基板上での反射率がY、Ba、Cu原料と酸素を交互に供給した場合に振動することを観測できた。4.超伝導微細構造デバイスの作製プロセスを検討した。シリコン基板上に、PMMA/A1/PMMAを順次積層した多層レジスト構造を作製し、電子ビ-ム露光を行なったところ、幅30nmのレジストパタ-ンを形成することができた。A1の微細加工には四塩化炭素を用いたECRプラズマエッチングを行った。さらに下層レジストもECR酸素プラズマによるアッシングを行った。微細超伝導デバイス作製の基礎プロセスを確立できた。

The research on the basis of atomic layer CVD method for Y-series high temperature superconducting film growth at low temperature and superconducting film formation was carried out, and the following results were obtained. 1. Conditions for obtaining superconductivity films of Y series oxides by thermal CVD method Ba raw materials are used to stabilize the supply of additives. Substrate temperature 592℃, critical temperature 90K, thermal resistance 84K, substrate temperature 633℃, critical temperature 94K, thermal resistance 88K, high temperature superconducting film manufacturing. Low temperature growth is possible due to surface improvement and surface modification. 2. The mercury sensitivity method increases the amplitude of ultraviolet radiation and the crystallization of N_2O. CuβY,Ba,Cu are deposited in the film with a composition ratio of Y:Ba:Cu of 1:2:3 under UV excitation. 3. Development of field optical diagnostic techniques for CVD growth surfaces. Wavelength: 780nm. Reflectance: Y, Ba, Cu. Interacting supply of raw materials: Acid: Vibration: Measurement: 4. Superconductor microstructure and fabrication process The PMMA/Al/PMMA multilayer structure was fabricated on the substrate, and the electron beam was formed with a width of 30nm. A1 micromachining is a process of converting carbon into carbon. The next step is to remove the ECR element from the list. The foundation of micro-ultrasound system is established.

项目成果

S.Oda: "Selflimiting Adsorption of Precursors for Chemical Vapor Deposition of Oxide Superconductors," Physica C,. 185ー189. 2001-2002 (1991)

S.Oda：“氧化物超导体化学气相沉积前体的自限吸附”，Physica C，185-189，2001-2002（1991）。

S.Oda: "InーSitu Optical Diagnostics in Atomic Layer CVD of Oxide Superconductors," Proc.5th Topical Meeting on Crystal Growth Mechanism,. 227-232 (1992)

S.Oda：“氧化物超导体原子层 CVD 中的原位光学诊断”，Proc.5th 晶体生长机制专题会议，227-232 (1992)。

S.Oda: "Atomic Layer CVD of YBaCuO Films," 3rd FED Workshop on HighーTemperature Superconducting Electron Devices. 46-47 (1991)

S.Oda：“YBaCuO 薄膜的原子层 CVD”，第三届高温超导电子器件 FED 研讨会 46-47 (1991)。

H.Zama: "Atomic Layer CVD of YBaCuO Films," Dr.G.Wagner Memorialー3rd International Symposium on Superconductivity,. 37-39 (1991)

H.Zama：“YBaCuO 薄膜的原子层 CVD”，G.Wagner 博士纪念 - 第三届超导国际研讨会，37-39 (1991)。

H.Zama: "Preparation of Highly Oriented Copper Films by PhotoーAssisted Chemical Vapor Deposition Using βーdiketonate Complex," Jpn.J.Appl.Phys.(1992)

H.Zama：“使用 β-二酮复合物通过光辅助化学气相沉积制备高度取向的铜膜”，Jpn.J.Appl.Phys.(1992)