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高温超伝導材料の集積回路への応用の研究

研究課題

研究課題/領域番号 02226210
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関東京大学

研究代表者

菅野 卓雄  東京大学, 工学部, 教授 (50010707)

研究分担者 新井 夫差子  東京大学, 工学部, 助手 (10010927)
浅田 邦博  東京大学, 工学部, 助教授 (70142239)
研究期間 (年度) 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
9,900千円 (直接経費: 9,900千円)
1990年度: 9,900千円 (直接経費: 9,900千円)
キーワード高温超伝導材料 / 酸化物超伝導体 / 超伝導集積回路 / 超高速集積回路
研究概要

1.酸化物超伝導体薄膜の集積回路構成用膜としての評価
高温プロセスを最小限に抑え、半導体プロセスとの適合性を考慮した薄膜作成プロセスとして、基板加熱を行わない狭ギャプスパッタリング法による成膜と、その後のrapid thermalーannealing(RTA)法による結晶化を組み合せたプロセスの確立を行い、電気抵抗、交流帯磁率による評価を行った。本研究では赤外線イメ-ジ炉を使用したが、1.15μmに軸射のピ-クを有し、酸化物超伝導体のプラズマ振動により吸収される波長が1〜2μmにあるため、効率よく加熱されることが判明した。
アニ-ル最高温度を940〜1000℃とし、2分保持することによりMgO基板上に超伝導遷移温度59.4KのYBCO膜を得ることに成功した。
2.酸化物超伝導体薄膜による集積回路の構成
半導体集積回路作成プロセスとの両立性を確めるためにSi基板上へのYBCO膜の作成を試みたが、BaのSi基板上への拡散が著しく、超伝導性を得ることはできなかった。このBaの拡散を抑制するために、YBCO及びSiと化学的に反応せず、且つ格子定数、熱膨張係数もYBCO膜に近い材料でバッファ層を形成することを行った。本研究では約100nmの膜厚のZrO_2を電子ビ-ム蒸着を行ってバッファ層とし、940℃で15秒、500℃で5分の酸素雰囲気中のアニ-ルを行い、超伝導遷移温度が約10Kの酸化物超伝導膜をSi基板上に作成することに成功した。超伝導遷移温度が低い理由は、ZrO_2膜の堆積を室温で行ったために多結晶薄膜となり、粒界を通じてのYBCOとSiとの反応を完全に抑制することが出来なかったためと考えられ、ZrO_2膜の単結晶化により、この問題は避け得ると考えられる。

報告書

(1件)
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (1件)

  • [文献書誌] Takuo SUGANO(Yasuo UNEKAWA): "Fabrication of YーBaーCuーO Superconducting Films by Rapid Thermal Annealing" Transactions on the Institute of Electronics,Information and Communication Engineers. E74. (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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