DE69026148T2

DE69026148T2 - Methode und Konstruktion einer elektrischen Verbindung zu einem oxydischen Supraleiter

Info

Publication number: DE69026148T2
Application number: DE69026148T
Authority: DE
Inventors: Hideo Itozaki; Hidenori Nakanishi; Saburo Tanaka
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2010-06-30
Also published as: EP0406120A3; US5357059A; CA2020089C; EP0406120A2; DE69026148D1; JPH0332074A; AU631438B2; AU5806290A; CA2020089A1; EP0406120B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Aufbau zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem oxydischen Supraleiter und insbesondere der elektrischen Verbindung mit einem oxydischen Supraleiter, die wirksam in eine supraleitende Anordnung eingebaut werden kann, welche eine oxydische supraleitende dünne Schicht verwendet.

Beschreibung des verwandten Gebietes

Von supraleitenden Anordnungen mit oxydischen supraleitenden dünnen Schichten wurde angenommen, das sie zu oxydischen supraleitenden Gegenständen führen, die rasch in die Praxis umgesetzt werden können. Die meisten derartiger supraleitender Anordnungen verwenden einen oxydischen Supraleiter in Form einer dünnen Schicht. In diesem Fall muß ein oxydischer supraleitender Abschnitt der supraleitenden Anordnung mit einem inneren oder äußeren Normalleiter verbunden werden. Eine Verbindungstechnik für diesen Zweck hat sich jedoch bis jetzt noch nicht durchgesetzt. Einige Forscher haben bereits versucht, einen Tropfen Indium (In) auf die Oberfläche eines oxydischen Supraleiters aufzubringen um dieses Indium in elektrischem Kontakt mit dem oxydischen Supraleiter zu bringen und danach einen Drahtanschluß über den Indiumtropfen mit dem oxydischen Supraleiter zu verbinden.
Wird die oxydische supraleitende dünne Schicht der Umgebungsluft ausgesetzt, so wird eine Oberfläche der supraleitenden dünnen Schicht aufgrund der in der Atmosphäre befindlichen Feuchtigkeit sowie anderer Einflüsse geschädigt. Wird der oxydische Supraleiter der Atmoshäre ausgesetzt, so wird außerdem eine sehr dünne isolierende Schicht aus der Oberfläche des mit der Atmoshäre in Berührung stehenden oxydischen Supraleiters gebildet. Wird also ein Drahtanschluß direkt von der Oberfläche des oxydischen Supraleiters weggeführt, so kann ein Ohm'scher Kontakt mit einem niedrigen Widerstand aufgrund des Kontaktwiderstandes zwischen der sehr dünnen isolierenden Schicht auf dem oxydischen Supraleiter nicht erhalten werden. Dies bedeutet, daß die besonderen Eigenschaften der supraleitenden Anordnung nicht in vollem Maße zur Verfügung stehen.
In Applied Physics Letters, Band 54, Nr. 25 (1989), Seiten 2505-2607, wird eine elektrische Verbindung zwischen einem elektrisch leitendem Draht und einem oxydischen Supraleiter beschrieben, welche in situ während des Sinter- oder Schmelzvorgangs des oxydischen Supraleiters hergestellt wird, wodurch die Notwendigkeit der getrennten Schritte der Kontaktherstellung vermieden wird.
IEEE Transactions on Magnetics, Band 25, Nr. 2 (1989), Seiten 2049-2052, lehrt das Entfernen einer nicht- supraleitenden Oberflächenschicht von mehreren Nanometern um einen geringen Kontaktwiderstand zu erhalten.
IEEE Transactions on Components, Hybrids and Manufacturing Technology, Band 12, Nr. 1 (1989), Seiten 21-31, schlägt verschiedene Möglichkeiten vor, um die Ausbildung einer nicht-supraleitenden Oberflächenschicht zu verhindern: eine in situ-Annäherung, ein Hochtemperaturglühen des Kontaktes sowie ein Zerstäubungsätzen der Oberflächenschicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist demzufolge ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine elektrische Verbindung mit einem oxydischen Supraleiter herzustellen, mit dem die oben erwähnten Nachteile der herkömmlichen Verbindungen überwunden werden und der einen ausreichend niedrigen Kontaktwiderstand aufweist.
Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden erreicht mittels einer supraleitenden Schaltung, welche eine oxydische supraleitende Schicht aufweist, die auf einem darunterliegenden Substrat angeordnet ist, wobei ein elektrisch leitender Draht mit der oxydischen supraleitenden Schicht verbunden ist, eine Kontaktöffnung ausschließlich die oxydische supraleitende Schicht durchsetzt und der elektrisch leitende Draht mit der oxydischen supraleitenden Schicht in einem Abschnitt der oxydischen supraleitenden Schicht verbunden ist, welcher sich an einer inneren Seitenwandfläche der Kontaktöffnung befindet.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur elektrischen Verbindung eines elektrisch leitenden Drahtes mit einer oxydischen supraleitenden Schicht vorgeschlagen, bei dem die elektrische Verbindung zwischen dem elektrisch leitenden Draht und der oxydischen supraleitenden Schicht gebildet wird nach Entfernen einer dünnen isolierenden Schicht, welche ausgebildet wird durch Aussetzen des oxydischen Supraleiters der Atmosphäre und bei dem die oxydische supraleitende Schicht eine oxydische supraleitende Dünnschicht ist, welche auf einem Isolator ausgebildet wird und deren c-Achse senkrecht zur Oberfläche der oxydischen supraleitenden Dünnschicht ausgerichtet ist, wobei eine Kontaktöffnung die oxydische supraleitende Dünnschicht durchsetzt und wobei die oxydische supraleitende Dünnschicht und der elektrisch leitende Draht miteinander an der inneren Seitenwandfläche der Kontaktöffnung verbunden werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird um die elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem oxydischen Supraleiter ohne Einschaltung der dünnen isolierenden Schicht herzustellen, welche durch Aussetzen des oxydischen Supraleiters der Atmoshäre hergestellt wird, eine Kontaktöffnung in den oxydischen Supraleiter eingearbeitet, wonach der elektrische Leiter mit dem oxydischen Supraleiter in der Kontaktöffnung elektrisch verbunden wird. Diese Kontaktöffnung weist vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 10 µm bis 3 mm auf. Ist der Durchmesser der Kontaktöffnung kleiner als 10 µm so kann keine zufriedenstellende Verbindung hergestellt werden und ist der Durchmesser der Kontaktöffnung größer als 3 mm, so wird der Verbindungsabschnitt zu groß und daher unpraktisch. Zusätzlich wird die Innenfläche der Kontaktöffnung vorzugsweise mit einem leitenden Metall beschichtet, wobei der elektrische Leiter vorzugsweise mit der leitenden Metallbeschichtung über eine leitende Paste verbunden wird.
Ganz allgemein ist eine Oberfläche einer oxydischen supraleitenden Dünnschicht in einer supraleitenden Anordnung der Atmoshäre ausgesetzt, wodurch wie oben erwähnt, eine Beschädigung aufgrund der in der Atmoshäre enthaltenen Feuchtigkeit und dgl. hervorgerufen wird. Das Innere der oxydischen supraleitenden Dünnschicht wird jedoch in einem guten Zustand gehalten. Dadurch kann ein guter Ohm'scher Kontakt erhalten werden, indem eine Kontaktöffnung in die oxydische supraleitende Dünnschicht eingearbeitet wird und der elektrische Leiter mit einem Abschnitt des oxydischen Supraleiters verbunden wird, der in der Innenwand der Kontaktöffnung liegt.
Der oxydische Supraleiter weist eine Anisotropie der Kohärenzlänge auf, die ein Maß seiner Supraleitfähigkeit ist, wobei die Kohärenzlänge in Richtung der c-Achse ungefähr ein Zehntel derjenigen in Richtung der a-Achse oder der b- Achse beträgt. Dies bedeutet, daß der oxydische Supraleiter nur eine schwache Supraleitfähigkeit in Richtung der c- Achse aufweist. An einer oxydischen supraleitenden Dünnschicht, deren c-Achse senkrecht zu einem Substrat oder zu einer Ebene der Dünnschicht verläuft, läßt sich nur mit Schwierigkeiten ein guter elektrischer Kontakt an oder entlang der Oberfläche der Dünnschicht herstellen. Wird jedoch eine Öffnung in die oxydische supraleitende Dünnschicht eingearbeitet, deren c-Achse senkrecht zum Substrat verläuft und wird ein elektrischer Kontakt an einer Seite oder an einem Querschnitt der oxydischen supraleitenden Dünnschicht hergestellt, daß heißt in einer Richtung senkrecht zur Richtung der c-Achse, so kann ein elektrisch guter Ohm'scher Kontakt hergestellt werden aufgrund des sog. Näherungseffektes, der aus einer starken Supraleitfähigkeit in Richtung der a-Achse oder der b-Achse resultiert. Die Kontaktöffnung wird vorzugsweise durch mechanische Bearbeitung hergestellt, kann jedoch auch auf chemischem oder physikalischem Wege durch Verwendung der Photolitographie erzeugt werden.
Für die vorliegende Erfindung ist es von Bedeutung, daß eine elektrische Verbindung zwischen einem elektrischen Leiter und einem oxydischem Supraleiter hergestellt wird, ohne eine dazwischen angeordnete dünne isolierende Schicht, welche durch Aussetzen des oxydischen Supraleiters der Atmosphäre erhalten wird. Die Ausbildung einer Kontaktöffnung ist nicht unabdingbar, sondern nur ein nicht begrenzendes Beispiel mit dem es ermöglicht wird, eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem oxydischen Supraleiter ohne die Zwischenschaltung einer dünnen isolierenden Schicht herzustellen, welche durch Aussetzen des oxydischen Supraleiters der Atmoshäre erhalten wird.
Anstelle der Ausbildung einer Kontaktöffnung ist es auch möglich, eine Nut auf dem Supraleiter herzustellen oder aber eine Kante des Supraleiters wegzuätzen und so eine Verbindung auf einer reinen Oberfläche ohne dünne isolierende Schicht auszubilden, wie sie durch das Aussetzen des oxydischen Supraleiters der Atmoshäre erhalten wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei der Herstellung einer Kontaktöffnung vorzugsweise die Innenwand der Kontaktöffnung mit einem leitenden Metall beschichtet. Diese Beschichtung mit einem leitenden Metall ist nicht notwendigerweise unabdingbar, jedoch sehr wirksam im Hinblick auf gute Verbindungseigenschaften. Die leitende Metallbeschichtung kann durch an und für sich bekannte Beschichtungsverfahren erzielt werden, wie z.B. eine Vakuumverdampfung oder ein Zerstäubungsverfahren. Die leitende Metallbeschichtung kann aus einem Material bestehen, das eine geringe Reaktivität mit dem oxydischen Supraleiter aufweist und eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt, z.B. aus Ag, Au, In, Zn, Cu, Ni, Pt, Ti, Pb und Pd.
Als leitende Paste zur Befestigung des elektrischen Leiters an der leitenden Metallbeschichtung kann eine Paste aus Ag, In, Cu, Au, Pt, Al und Pb verwendet werden oder aber auch eine aus einem einzigen Metall das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus den oben aufgezählten Metallen. Wird ein einziges Metall verwendet, so wird ein relativ weiches Metall, wie Ag, In und Pb, bevorzugt. Besteht z.B. die leitende Paste aus In, so wird diese während einer Stunde bei 300º C gebrannt. Besteht die leitende Paste aus Ag, so wird diese während einer Stunde bei 500º C gebrannt. Die Verwendung einer leitenden Paste ist nicht unabdingbar und kann durch ein Ultraschallverschweißen ersetzt werden, mit welchem der elektrische Leiter direkt mit der leitenden Metallbeschichtung verbunden oder verschmolzen wird.
Diese und weitere Ziele, Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung hervor; es zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch den Aufbau einer elektrischen Verbindung mit einem oxydischen Supraleiter gemäß der vorliegenden Erfindung und
Fig. 2A und 2B das Verfahren zur Messung des Kontaktwiderstandes bei dem Aufbau der elektrischen Verbindung mit dem oxydischen Supraleiter.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer elektrischen Verbindung mit einem oxydischen Supraleiter gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei diesem Aufbau einer elektrischen Verbindung ist eine Kontaktöffnung 3 in einer oxydischen supraleitenden Dünnschicht 2 eingearbeitet, wobei letztere auf einem Substrat 1 ausgebildet ist und wobei ein leitender Draht 5 mit der oxydischen supraleitenden Dünnschicht 2 in der Kontaktöffnung 3 verbunden ist. Insbesondere ist zur Verringerung des Kontaktwiderstandes die innere Wandfläche der Kontaktöffnung 3 mit einer Schicht 6 bedeckt, welche aus einem Metall mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit besteht, wobei der Draht 5 innerhalb der Kontaktöffnung 3 mittels einer leitenden Paste 4 befestigt ist.
Bei den nachfolgend beschriebenen Beispielen wurde der Kontaktwiderstand bei dem Aufbau der elektrischen Verbindung mit dem oxydischen Supraleiter unter Verwendung des sog. "Drei-Anschlüsse-Verfahrens" gemessen und in Kombination mit dem sog. "Vier-Anschlüsse-Verfahren".
Wie in Fig. 2A dargestellt, werden herkömmliche elektrische Anschlüsse C&sub1; und C&sub2;, sowie ein erfindungsgemäßer elektrischer Anschluß C&sub3;, auf der supraleitenden Dünnschicht 2 ausgebildet. Ein elektrischer Strom I fließt zwischen den Anschlüssen C&sub1; und C&sub3; und wird mit einem Ampèremeter 7 gemessen. Andererseits ist ein Voltmeter 8 zwischen den Anschlüssen C&sub2; und C&sub3; geschaltet, so daß die elektrische Spannung V zwischen den Anschlüssen C&sub2; und C&sub3; vom Voltmeter 8 gemessen werden kann. Hierbei wird angenommen, daß die Kontaktwiderstände der Anschlüsse C&sub1;, C&sub2; und C&sub3; mit r&sub1;, r&sub2; und r&sub3; angesetzt werden können, und daß ein äquivalenter Widerstand in einem Abschnitt der supraleitenden Dünnschicht 2 zwischen den Anschlüssen C&sub2; und C&sub3; mit R bezeichnet werden kann. Es wird ferner vorausgesetzt, daß die Innenimpedanz des Voltmeters 8 unendlicht ist.
Unter diesen Voraussetzungen mißt das Voltmeter 8 einen Spannungsabfall V, der auftritt, wenn der Strom I in Serie durch den äquivalenten Widerstand R der supraleitenden Dünnschicht 2 und den Kontaktwiderstand r&sub3; fließt. Daraus folgt
r&sub3; = (V/I) - R (1)
Außerdem wird ein herkömmlicher elektrischer Anschluß C&sub4; auf der supraleitenden Dünnschicht 2 hergestellt. Ein elektrischer Strom Ia fließt zwischen den Anschlüssen C&sub1; und C&sub4; und wird durch das Ampèremeter 7 gemessen. Andererseits wird die elektrische Spannung Va zwischen den Anschlüssen C&sub2; und C&sub3; vom Voltmeter 8 gemessen. Hierbei wird vorausgesetzt, daß der Kontaktwiderstand am Anschluß C&sub4; den Wert r&sub4; aufweist.
In diesem Fall mißt das Voltmeter 8 einen Spannungsabfall Va, der auftritt, wenn der Strom Ia in Serie durch den äquivalenten Widerstand R der supraleitenden Dünnschicht 2 fließt. Daraus folgt
Va = Ia R (2)
Aus den beiden obigen Gleichungen (1) und (2) kann die folgende Gleichung abgeleitet werden
r&sub3; = (V/I) - (Va/Ia) (3)
Der Kontaktwiderstand r&sub3; beim Aufbau der elektrischen Verbindung C&sub3; mit dem oxydischen Supraleiter, gemäß der vorliegenden Erfindung, kann gemessen werden, durch die aufeinanderfolgende Messung mittels des Drei-Anschlüsse- Verfahrens und des Vier-Anschlüsse-Verfahrens ohne durch die Werte von r&sub1;, r&sub2;, r&sub4; und R beeinflußt zu werden.

Beispiel 1

Eine Dünnschicht aus Y&sub1;Ba&sub2;Cu&sub3;Ox (6 < x ≤ 7) wurde auf einem monokristalinen Substrat aus MgO (100) durch Zerstäuben hergestellt und in eine supraleitende Schaltung umgeformt mit einer Breite von 100 µm und einer Länge von 10 mm. Danach wurde der in Fig. 1 dargestellte Verbindungsaufbau hergestellt durch Einsatz eines Drahtes aus Au, wonach der Kontaktwiderstand gemessen wurde.
Eine Kontaktöffnung 3 mit einem Durchmesser von 50 µm wurde mechanisch hergestellt durch Eindrücken der scharfen Spitze eines Diamantstabes in die oxydische supraleitende Dünnschicht. Danach wurde Gold mittels Vakuumverdampfung abgeschieden, so daß eine Beschichtung 6 mit 3000 Å erhalten wurde.
Die Bedingungen der Vakuumverdampfung waren die folgenden:
Heizung des Substrats Keine Heizung
Vakuum 1,3 bis 4 x 10&supmin;&sup4;Pa (1 bis 3 x 10&supmin;&sup6; Torr)
Abscheiderate 5 bis 10 Å/pro Sekunde
Anschließend wurde eine In-Paste in die Kontaktöffnung 3 eingedrückt und ein Au-Draht mit einem Durchmesser von 50 µm damit verbunden.
Als Vergleichsbeispiel wurde ein ähnlicher Au-Draht mit einer supraleitenden Schaltung verbunden, die ähnlich wie die oben beschriebene supraleitende Schaltung hergestellt wurde, wonach der Kontaktwiderstand gemessen wurde. Das Ergebnis ist in der folgenden Tabelle 1 dargestellt Tabelle 1 Vergleichsbeispiel Erfindung Kontaktwiderstand (Ω cm²) (Der Kontaktwiderstand wurde bei 77,3 K gemessen)
Es scheint, daß die elektrische erfindungsgemäße Verbindung den Kontaktwiderstand um mehr als eine Zehnerpotenz verglichen mit dem herkömmlichen Widerstand verbessert.

Beispiel 2

Eine Dünnschicht aus Y&sub1;Ba&sub2;Cu&sub3;Ox (6 < x ≤ 7) wurde auf einem Einkristallsubstrat aus MgO (100) durch Zerstäuben aufgebracht und in eine supraleitende Schaltung umgewandelt mit einer Breite von 100 µm und einer Länge von 10 mm. Danach wurde ein Verbindungsaufbau gemäß Fig. 1 hergestellt, durch Verwendung eines Au-Drahtes, wonach der Kontaktwiderstand gemessen wurde.
Eine Kontaktöffnung 3 mit einem Durchmesser von 50 µm wurde hergestellt durch Ausbildung des erforderlichen Musters in der Schaltung aus der oxydischen supraleitenden Dünnschicht mit Hilfe der Photolitographie und anschließend durch Ätzung unter Verwendung einer Kaufman-Ionen-Quelle. Anschließend wurde Gold in einer Vakuumverdampfung unter der gleichen Bedingung wie im Beispiel 1 abgeschieden, so daß eine Schicht 6 mit einer Dicke von 3000 Å gebildet wurde.
Danach wurde ein Au-Draht mit einem Durchmesser von 50 µm in gleicher Weise wie im Beispiel 1 angeschlossen.
Als Vergleichsbeispiel wurde ein ähnlicher Au-Draht mit einer supraleitenden Schaltung verbunden, die in ähnlicher Weise wie die oben beschriebene supraleitende Schaltung hergestellt wurde, wonach der Kontaktwiderstand gemessen wurde. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 dargestellt Tabelle 2 Vergleichsbeispiel Erfindung Kontaktwiderstand (Ω cm²) (Der Kontaktwiderstand wurde bei 77,3 K gemessen)
Es scheint, daß bei dem erfindungsgemäße Beispiel der Kontaktwiderstand, verglichen mit dem herkömmlichen Widerstand, um etwa eine Zehnerpotenz verbessert ist.

Beispiel 3

Eine Dünnschicht aus Bi&sub2;Sr&sub2;Ca&sub2;Cu&sub3;Oy (7 ≤ y ≤ 10) wurde auf einem Einkristallsubstrat aus MgO (100) durch Zerstäuben aufgebracht und in eine supraleitende Schaltung umgeformt mit einer Breite von 100 µm und mit einer Länge von 10 mm. Danach wurde der in Fig. 1 dargestellte Verbindungsaufbau hergestellt durch Verwendung eines Au-Drahtes, wonach der Kontaktwiderstand gemessen wurde.
Ähnlich dem Beispiel 2 wurde eine Kontaktöffnung mit 50 µm Durchmesser durch Ausbildung des erforderlichen Musters auf der oxydischen supraleitenden Dünnfilmschaltung mittels der Photolitographie erzeugt und mittels eines Ätzprozesses durch Einsetzung einer Kaufman-Ionen-Quelle. Danach wurde Au durch eine Vakuumverdampfung unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 abgeschieden, so daß eine Schicht 6 mit einer Dicke von 3000 Å erzielt wurde.
Danach wurde ein Au-Draht mit einem Durchmesser von 50 µm in gleicher Weise wie in Beispiel 1 angeschlossen. Zusätzlich wurde als Vergleichsbeispiel ein ähnlicher Au-Draht mit einer supraleitenden Schaltung verbunden, die in ähnlicher Weise wie die oben erwähnte supraleitende Schaltung hergestellt wurde, wonach der Kontaktwiderstand gemessen wird. Das Ergebnis ist in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3 Vergleichsbeispiel Erfindung Kontaktwiderstand (Ω cm²) (Der Kontaktwiderstand wurde bei 77,3 K gemessen)
Es scheint, daß ähnlich wie im Beispiel 1 das obige erfindungsgemäße Beispiel einen Kontaktwiderstand aufweist, der um mehr als eine Zehnerpotenz besser ist als der herkömmliche Widerstand.

Beispiel 4

Eine Dünnschicht aus Tl&sub2;Ba&sub2;Ca&sub2;Cu&sub3;Oz (7 ≤ z ≤ 10) wurde auf einem Einkristallsubstrat aus MgO (100) durch Zerstäuben aufgebracht und in eine supraleitende Schaltung umgeformt mit einer Breite von 100 µm und einer Länge von 10 mm. Danach wurde der in Fig. 1 dargestellte Verbindungsaufbau hergestellt durch Verwendung eines Au-Drahtes, wonach der Kontaktwiderstand gemessen wurde.
Ähnlich wie in Beispiel 2 wurde eine Kontaktöffnung 3 mit einem Durchmesser von 50 µm ausgebildet durch Ausbildung eines entsprechenden Musters auf der oxydischen supraleitenden Dünnschichtschaltung mit Hilfe der Photolitographie und eines Ätzprozesses durch Einsatz einer Kaufman-Ionen- Quelle. Danach wurde Au in einer Vakuumverdampfung abgeschieden unter der gleichen Bedingung wie im Beispiel 1, so daß eine Schicht 6 mit einer Dicke von 3000 Å erhalten wurde.
Anschließend wurde ein Gold-Draht mit einem Durchmesser von 50 µm in gleicher Weise wie in Beispiel 1 angeschlossen. Als Vergleichsbeispiel wurde ein ähnlicher Au-Draht mit einer supraleitenden Schaltung verbunden, die in ähnlicher Weise wie die oben erwähnte supraleitende Schaltung hergestellt wurde, wonach deren Kontaktwiderstand gemessen wurde. Das Ergebnis ist in Tabelle 4 dargestellt. Tabelle 4 Vergleichsbeispiel Erfindung Kontaktwiderstand (Ω cm²) (Der Kontaktwiderstand wurde bei 77,3 K gemessen)
Es scheint, daß ähnlich wie in Beispiel 1 bei dem erfindungsgemäßen Beispiel der Kontaktwiderstand um mehr als eine Zehnerpotenz, verglichen mit dem herkömmlichen Widerstand, verbessert ist.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß der Kontaktwiderstand mit dem oxydischen Supraleiter erheblich verringert ist, bei einer elektrischen erfindungsgemäßen Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem oxydischen Supraleiter. Dadurch wird auch ein Wärmeverlust im Verbindungsabschnitt minimiert und die Zuverlässigkeit der Verbindung erhöht.
Zwar wurde die Erfindung im Zusammenhang mit spezifischen Ausführungsbeispielen beschrieben, jedoch sei betont, daß sie keineswegs darauf beschränkt ist, sondern alle dem Fachmann geläufigen Abwandlungen umfaßt.

Claims

1. Supraleitende Schaltung mit einer oxydischen supraleitenden Schicht (2), die auf einem darunter liegenden Substrat (1) angeordnet ist, wobei ein elektrisch leitender Draht (5) mit der oxydischen supraleitenden Schicht (2) verbunden ist, eine Kontaktöffnung (3) ausschließlich die oxydische supraleitende Schicht (2) durchsetzt und der elektrisch leitende Draht (5) mit der oxydischen supraleitenden Schicht (2) in einem Abschnitt der oxydischen supraleitenden Schicht verbunden ist, welcher sich an einer inneren Seitenwandfläche der Kontaktöffnung (3) befindet.

2. Supraleitende Schaltung nach Anspruch 1, bei der die innere Seitenwandfläche der Kontaktöffnung (3) mit einem leitenden Metall beschichtet ist und der elektrische Leiter mit der leitenden Metallbeschichtung (6) verbunden ist.

3. Supraleitende Schaltung nach Anspruch 2, bei der die leitende Metallbeschichtung aus einem Material besteht, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Ag, Au, In, Zn, Cu, Ni, Pt, Ti, Pb und Pd.

4. Supraleitende Schaltung nach Anspruch 2, bei der der elektrisch leitende Draht aus Au besteht.

5. Supraleitende Schaltung nach Anspruch 2, bei der der elektrisch leitende Draht (5) mit der leitenden Metallbeschichtung (6) über eine leitende Paste (4) verbunden ist

6. Supraleitende Schaltung nach Anspruch 5, bei der die leitende Paste (4) aus einem Material besteht, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Ag, In, Cu, Au, Pt, Al und Pb.

7. Supraleitende Schaltung nach Anspruch 1, bei der die oxydische supraleitende Schicht (2) eine oxydische supraleitende Dünnschicht ist, welche auf einem Isolator (1) ausgebildet ist, und deren c-Achse senkrecht zur Oberfläche der oxydischen supraleitenden Dünnschicht (2) ausgerichtet ist, wobei die oxydische supraleitende Dünnschicht eine sie durchsetzende Kontaktöffnung (3) aufweist, und die oxydische supraleitende Dünnschicht (2) und der elektrisch leitende Draht (5) miteinander entlang der inneren Seitenwandfläche der Kontaktöffnung (3) verbunden sind.

8. Supraleitende Schaltung nach Anspruch 1, bei der die oxydische supraleitende Schicht (2) eine oxydische supraleitende Dünnschicht ist, die aus Y&sub1;Ba&sub2;Cu&sub3;Ox (6< x≤7), Bi&sub2;Sr&sub2;Ca&sub2;Cu&sub3;Oy (7≤y≤10) oder Tl&sub2;Ba&sub2;Ca&sub2;Cu&sub3;Oz (7≤z≤10) besteht, wobei die oxydische supraleitende Dünnschicht (2) eine sie durchsetzende Kontaktöffnung (3) aufweist, und wobei die oxydische supraleitende Dünnschicht (2) und der elektrisch leitende Draht (5) miteinander entlang der inneren Seitenwandfläche der Kontaktöffnung (3) verbunden sind.

9. Supraleitende Schaltung nach Anspruch 8, bei der die Innenfläche der Kontaktöffnung (3) mit einem leitenden Metall beschichtet ist, und der elektrisch leitende Draht (5) mit dieser leitenden Metallbeschichtung (6) verbunden ist.

10. Verfahren zur elektrischen Verbindung eines elektrisch leitenden Drahtes (5) mit einer oxydischen supraleitenden Schicht (2), bei dem die elektrische Verbindung zwischen dem elektrisch leitenden Draht (5) und der oxydischen supraleitenden Schicht (2) gebildet wird nach Entfernen einer dünnen isolierenden Schicht, welche ausgebildet wird durch Aussetzen des oxydischen Supraleiters der Atmosphäre, und bei dem die oxydische supraleitende Schicht (2) eine oxydische supraleitende Dünnschicht ist, welche auf einem Isolator ausgebildet wird, und deren c-Achse senkrecht zur Oberfläche der oxydischen supraleitenden Dünnschicht ausgerichtet ist, wobei eine Kontaktöffnung (3) die oxydische supraleitende Dünnschicht (2) durchsetzt, und wobei die oxydische supraleitende Dünnschicht und der elektrisch leitende Draht (5) miteinander an der inneren Seitenwandfläche der Kontaktöffnung (3) verbunden werden.

11. Elektrisches Verbindungsverfahren nach Anspruch 10, bei dem eine Kontaktöffnung (3) in der oxydischen supraleitenden Schicht (2) angeordnet ist, und ein Abschnitt des oxydischen Supraleiters, der an der inneren Wandfläche der Kontaktöffnung (3) ausgebildet ist, elektrisch mit dem elektrisch leitenden Draht (5) verbunden wird.

12. Elektrisches Verbindungsverfahren nach Anspruch 11, bei dem die innere Wandfläche der Kontaktöffnung (3) mit einem leitenden Metall beschichtet wird, und der elektrisch leitende Draht (5) mit der leitenden Metallbeschichtung (6) verbunden wird.

13. Elektrisches Verbindungsverfahren nach Anspruch 12, bei dem der elektrisch leitende Draht (5) direkt mit der leitenden Metallbeschichtung (6) durch ein Ultraschall- Kontaktierverfahren verbunden wird.

14. Elektrische Verbindungsmethode nach Anspruch 12, bei der die leitende Metallbeschichtung (6) aus einem Material besteht, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Ag, Au, In, Zn, Cu, Ni, Pt, Ti, Pb und Pd.

15. Elektrisches Verbindungsverfahren nach Anspruch 12, bei dem der elektrisch leitende Draht (5) aus Au besteht.

16. Elektrisches Verbindungsverfahren nach Anspruch 12, bei dem der elektrisch leitende Draht (5) mit der leitenden Metallbeschichtung (6) über eine leitende Paste (4) verbunden wird.

17. Elektrisches Verbindungsverfahren nach Anspruch 16, bei dem die leitende Paste (4) aus einem Material besteht, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aüs Ag, In, Cu, Au, Pt, Al und Pb.

18. Elektrisches Verbindungsverfahren nach Anspruch 10, bei dem die oxydische supraleitende Schicht (2) eine oxydische supraleitende Dünnschicht ist, bestehend aus Y&sub1;Ba&sub2;Cu&sub3;Ox (6< x≤7) Bi&sub2;Sr&sub2;Ca&sub2;Cu&sub3;Oy (7≤y≤10) oder Tl&sub2;Ba&sub2;Ca&sub2;Cu&sub3;Oz (7≤z≤10), wobei eine Kontaktöffnung (3) die oxydische supraleitende Dünnschicht durchsetzt, und wobei die oxydische supraleitende Dünnschicht (2) und der elektrisch leitende Draht (5) miteinander entlang einer inneren Seitenwandfläche der Kontaktöffnung (3) verbunden werden.

19. Elektrisches Verbindungsverfahren nach Anspruch 18, bei der die innere Seitenwandfläche der Kontaktöffnung (3) mit einem leitenden Metall beschichtet ist, und bei der der elektrisch leitende Draht (5) mit dieser leitenden Metallbeschichtung (6) verbunden wird.