KR940002412B1

KR940002412B1 - 초전도 다층회로 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR940002412B1
Application number: KR1019900011266A
Authority: KR
Inventors: 쇼오지 시가; 나까 히로 하라다; 기요시 야마모드; 고오기 사도오
Original assignee: 후루가와 덴기 고오교오 가부시기가이샤; 도모마쯔 겐고
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1990-07-24
Publication date: 1994-03-24
Anticipated expiration: 2010-07-24
Also published as: DE69025237D1; DE69025237T2; EP0410374A3; US5194419A; KR910003822A; EP0410374A2; JPH0355889A; EP0410374B1

Abstract

내용 없음.

Description

초전도 다층회로 및 그 제조방법

제1a∼e도는 본 발명의 일실시예의 각 공정에 있어서의 회로기판의 단면도.

제2a∼e도는 본 발명의 기타실시예의 각 공정에 있어서의 회로기판의 단면도.

본 발명은 도체로서 초전도체 재료를 이용한 다층회로 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래, 전자기기에 사용되는 다층회로는 도체로서 통상의 전도체 재료나 반도체 재료를 사용하여 형성하고 있다. 다층회로의 제조공정에서는 도체막의 형성, 레지스트 도포, 노광, 에칭이 이루어진다. 그러나, 이 방법에 의하면, 비(非)회로부위가 에칭에 의하여 제거되기 때문에, 회로부위가 돌출되게 형성된다. 따라서, 이 방법에 의하여 다층회로를 형성할 경우, 회로부위를 형성하고, 제거된 비회로부위에 절연물등을 매립하여 회로표면을 평탄하게 한 제1회로층을 형성한 후, 제1회로층위에 제2회로층을 상기한 바와 같은 방법으로 형성한다. 따라서, 종래의 방법에 의하여 다층회로를 형성하면 대단히 생산성이 불량하다.

그런데, 초전도체 재료는, 그 임계온도(이하 Tc라 한다)이하의 극저온으로 냉각함으로써 초전도현상을 나타내고, 전기저항이 '0'으로 되어 대용량의 전류를 통전할 수 있는 것이다. 그러므로, 초전도체 재료는 전자기기등으로의 응용이 활발하게 연구되고 있다. 특히, 최근 액체질소온도 부근에서 초전도 현상을 나타내는 Y-Ba-Cu-O계, Bi-Sr-Ca-Cu-O계등의 산화물 초전도체 재료가 발견되어 산화물 초전도체 재료의 실용화가 점점 활기를 띠고 있다. 이에 따라, 산화물 초전도체 재료를 이용한 다층회로의 개발도 활발하게 진행되고 있다.

그러나, 상기 초전도체 재료, 특히 산화물 초전도체 재료는 조성에 있어서의 약간의 차이 또는 결정배향의 차이에 따라 Tc나 임계전류밀도(이하 Jc라 한다)가 현저하게 변화한다. 그러므로, 산화물 초전도체 재료를 다층회로에 응용하는데는 상기한 특징을 살린 제조방법의 개발이 필요로 하게 되었다.

본 발명의 목적은, Jc값이 높은 초전도 다층회로를 제공함에 있다.

또, 본 발명의 목적은 Jc값이 높은 초전도 다층회로를 효율좋게 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

이 목적은 기체(基體)와 ; 기체위에 형성되며, 초전도체 재료로 된 회로부위 및 초전도체의 유사체로 된 비회로부위를 가진 제1회로층과 ; 제1회로층위에 형성되며, 초전도체 재료로 된 회로부위 및 초전도체의 유사체로 된 비회로부위를 가진 적어도 1층의 제2회로층 ; 을 구비한 초전도 다층회로에 의하여 달성된다.

또, 이 목적은, 기체위에 초전도체 재료 또는 그 유사체로 된 박막을 형성하는 제1박막 형성공정과 ; 이 박막의 소정부위에 특정 성분이 이탈 및 주입처리를 하여 초전도회로를 형성하는 제1회로층 형성공정과 ; 제1회로층위에 초전도체재료 또는 그 유사체로 된 박막을 형성하는 제2박막 형성공정과 ; 이 박막의 소정부위에 특정 성분의 이탈 또는 주입처리를 하여 초전도회로를 형성하는 제2회로층 형성공정 ; 을 구비한 초전도 다층회로의 제조방법에 의하여 달성된다.

또, 3층이상의 초전도 다층회로를 얻는 것을 목적으로 할 경우에는, 제2박막 형성공정 및 제2의 회로층 형성공정을 복수회 반복함으로써 달성된다.

본 발명에 있어서, 초전도체 재료로서는 Y-Ba-Cu-O계, Bi-Sr-Ca-Cu-O계등의 산화물 초전도체를 적용할 수 있다. 또, 초전도체 재료의 유사체란, 초전도체 재료와 결정구조가 같고, 그 구성원소의 일부가 결손된 물질 혹은 구성원소가 과잉 함유된 물질, 또는 초전도체 재료와 결정구조가 같고 구성요소 이외의 원소가 함유된물질로서, 초전도체 재료와 비교하여 Tc가 낮은 물질 또는 사용온도에 있어서 비도전성인 물질로 된 것이다.

예를들면, Y-Ba-Cu-O계 산화물 초전도체 재료의 유사체는, 조성이 YBa₂Cu₃O₇이고, Tc=85∼95K인 산화물 초전도체 재료에 N, B, Ga, Co, Ni, Fe, Zn, Cd, Be등의 특정 성분을 주입하고, 필요에 따라서는 가열처리를 하여 Tc를 77K미만으로 낮춘 물질이다.

본 발명에 있어서, 초전도체 재료 또는 그 유사체를 형성하는 기체로서는 초전도체 재료와 비반응성인 금속, 예를들면 Cu, Ni, Fe, Co, Cr, Ag, Au, Pt, Mo, Pd등의 금속, 이들의 합금, 예를들면 스테인리스강, Cu-Ni합금, Fe-Ni합금, Fe-Ni-Co합금, Ni-Cr-Fe합금, Ag-Ni합금등, 또는 Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂, 안정화 ZrO₂, ThO₂, AlN, Si₃N₄, Sic, TiO₂, TiN, MgO, BaZrO₃, KTaO₃, FeAlO₄, BaTiO₃등의 세라믹이 사용된다. 특히, 기체에 초전도체 재료와 결정정합성(結晶整合性)을 갖는 것을 선택하면, 초전도체 재료의 막의 면방위(面方位)를 기체위에서 소망하는 방위로 배향시켜서 성막할 수 있다.

본 발명에 있어서, 초전도체 재료 또는 그 유사체를 기체위에 성막하는 방법으로서는, 통상의 스패터링법, 진공증착법, CVD법등의 기상석출법이 이용된다.

기체위에 성막된 초전도체막 또는 유사체막에 회로를 형성하는 방법으로서는, 통상 포토리소그래피(Photolithography)를 사용하는 방법이 이용되나, 집속이온빔을 국부적으로 조사하는 방법을 사용할 수도 있다.

이하, 본 발명의 제조방법을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

제1a∼e도는, 본 발명의 일실시예의 각 공정에 있어서의 회로기판의 단면도이다.

먼저, 제1a도에 나타낸 바와같이, 기체(10)위에 물리적 기상성장(PVD) 또는 스패터링에 의하여 두께 0.1∼10㎛의 제1초전도체막(11)을 형성한다. 이어서, 제1b도에 나타낸 바와같이, 제1초전도체막(11)위의 회로예정부위에 이온빔에 의한 특정성분을 주입하는 마스크로서 레지스트막(12)을 형성한다. 이때, 레지스트 재료로서는, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)를 베이스로 한 감광성 수지등이 이용된다.

이어서, 제1초전도체막(11)의 비회로부위, 즉 레지스트막(12)이 없는 노출된 부분에 Zn이온빔을 조사함으로써, 특정성분을 주입한 다음, 레지스트막(12)을 제거한다. 필요에 따라서는 가열처리를 하여 초전도체막(10)의 비회로부위를 초전도체 재료보다 낮은 Tc를 갖는 초전도체 재료의 유사체(이하 유사체라 한다)(13)에 반응시켰다. 이와같이 하여, 제1c도에 나타낸 바와같이, 표면이 평탄한 제1회로층(14)을 형성하였다.

이어서, 제1d도에 나타낸 바와같이, 제1회로층(14)위에 다시 제2초전도체막(15)을 제1초전도체막(11)과 같은 방법으로 형성한다. 그후, 제1e도에 나타낸 바와같이, 제1회로층(14)과 같은 방법으로 비회로부위를 유사체(16)로 하여 제2회로층(17)을 형성한다.

또한, 여기서는 초전도체막(11,15)을 유사체(13,16)에 각각 반응시키기 위해서 비회로부위에 이온빔등에 의하여 특정성분을 주입하였으나, 초전도체막(11,15)의 비회로부위에 열선(熱線), 열풍, 레이저빔등을 조사하여 가열함으로써 초전도체막내의 산호를 해리(解離)하여 방출시켜도 된다. 또한, 이 경우, 산소를 해리하여 방출시킬 때의 가열온도는, 대기중에서는 700℃이상이지만, 진공중이라면 200∼300℃이다. 이 조작을 반복함으로써, 3층이상의 다층회로를 형성할 수 있다.

제2a∼e도는, 본 발명의 타실시예의 각 공정에 있어서의 회로기판의 단면도이다.

먼저, 제2a도에 나타낸 바와같이, 기체(20)위에 PVD 또는 스패터링에 의하여 초전도체 재료내의 산소원자의 양을 낮춘다. 이른바 산소결손상태인 두께 0.1∼10㎛의 제1유사체층(21)을 형성한다. 이어서, 제2b도에 나타낸 바와같이, 제1유사체층(21)위에 회로예정부위를 제외한 부위에 이온빔에 의한 특정성분이 주입된 마스크로서 레지스트막(22)을 형성한다.

이어서, 제1유사체막(21)의 회로부위, 즉 레지스트막(22)이 없는 노출된 부위에 산소이온의 이온빔을 조사하여 산소이온을 주입한 다음, 레지스트막(22)을 제거한다. 따라서, 제2c도에 나타낸 바와같이, 회로부위의 유사체막(21)은 초전도체 물질(23)이 되며, 표면이 평탄한 제1회로층(24)이 형성된다.

이어서, 제2d도에 나타낸 바와같이, 제1회로층(24)위에 초전도체 재료보다 낮은 Tc를 가진 물질 또는 사용온도에 있어서 비도전성의 물질로 된 제2유사체막(25)을 제1유사체층(21)과 같은 방법으로 하여 형성한다. 그 후, 제2e도에 나타낸 바와같이, 제1회로층(24)과 같은 방법으로 하여 회로부위를 초전도체 물질(26)로 하여 제2회로층(27)을 형성한다. 이 조작을 반복함으로써 3층이상의 다층회로를 형성할 수 있다.

상기 설명에 있어서, 제1회로층위에 버퍼층을 형성하고, 이 버퍼층위에 제2회로층을 형성하여도 된다. 이 경우, 버퍼의 재료로서는 SiTiO₃를 이용할 수 있다.

또, 산화물 초전도체 물질과 유사체와의 상화 변환은, 산소원자를 주입하거나 또는 방출하여 실시하는 것이 작업성에 있어서 우수하기 때문에 바람직하다. 구체적으로는, 상기한 바와같이 이온빔등에 의하여 주입하는 방법외에, 저온 프라즈마에 의하여 활성화된 산소기류내 또는 진공내에 유사체 또는 산화물 초전도체 물질을 쪼이고 소정온도로 가열하여 산소원자를 보급 또는 방출하는 방법을 이용하여도 된다.

산소원자 함유량과 Tc와의 관계에 있어서, YBa₂Cu₃O_X의 산화물 초저도체 재료의 경우, X가 7.0, 6.7, 6.5일 때에 Tc는 각각 80K이상, 77K미만, 55K이하이다. 이와같이 산화물 초전도체 재료내의 산소원자 함유량이 미묘하게 변화하는 것 만으로도, Tc에 큰 변화가 일어난다. 또, 산소이외의 초전도체 구성원소를 결손시키거나 또는 과잉 주입하여도 상기한 바와같이 Tc에 큰 변화를 주기 때문에, 산소이외의 초전도체 구성원소를 결손시키거나 또는 과잉 주입하여 얻은 유사체를 사용하여도 된다.

본 발명에 있어서, 각 회로층의 형성방법을 층마다 바꾸어도 된다. 예를들면 제1회로층을 제1a∼e도에 나타낸 방법으로 형성하고, 제2회로층을 제2a∼e도에 나타낸 방법으로 형성하여도 된다. 또, 적어도 한개의 회로층을 본 발명에 관한 방법으로 형성하면, 타회로층의 형성에 대하여 종래의 에칭방법을 이용하여도 된다.

산화물 초전도체 재료는 결정이방성(結晶異方性)이 강하고 또 간섭성의 파장이 짧다. 따라서, 산화물 초전도체 재료는 특정의 결정방향(a-b면 방향)으로 전류가 흐르기 쉽다. 그러나, 결정입계(結晶粒界)에 있어서 결정방향이 충분하게 정합되어 있지 않으면 약한 결합으로 되어 전류장해를 일으킨다. 이것은 일본 금속학회회보 제28권 제10호(1987년 10월호) 980∼984페이지, 일본 응용자기학회지 제128권 제5호(1988년 5월) 564∼569페이지등에 의하여 주지되어 있다.

본 발명의 다층회로의 제조방법에 있어서, 비회로부위와 회로부위를 구성하는 재료는 동일 또는 유사한 결정구조를 유지하고, 또 기판과의 결정방위와 동일한 결정방위를 동일한 결정방위를 갖기 때문에, 상기한 전류장해를 회피할 수 있다.

이것을 도면에 의거하여 설명하면, 회로부위(11,23)와 비회로부위(13,21)가 각각 상기한 결정구조 관계에 있다. 또, 제1회로층(14,24)위에 제1회로층과 같은 방법으로 하여 형성되는 제2회로층(17,27)의 회로부위(15,26)와 비회로부위(16,25)는 에피택셜 성장(epitaxial growth)되어 있다. 따라서, 제2회로층의 회로부위(15,26)와 제1회로층의 회로부위(11,23)는 각각 전류장해가 없는 접합을 형성하고 있으며, 모두 전류가 흐르기 쉬운 방향으로 결정방위가 배향되어 있다.

제2회로층의 회로부위와 비회로부위는 동일한 결정구조를 갖고 있기 때문에, 제3회로층이 제2회로층과 같이 전류가 흐르기 쉬운 구조를 형성함은 물론이다.

본 발명은, 조성이 약간 다르다는 것만에 의하여 도전성이 크게 변환하는 초전도체 재료 또는 그 유사체로 된 박막을 기체위에 형성하고, 이 박막의 소정 부위에 특정성분을 주입 또는 이탈시켜서 박막에 회로부 또는 비회로부를 형성함에 의하여 얻어진 초전도 다층회로 및 그 제조방법이다.

본 발명에 있어서, 특정성분의 주입, 이탈을 이온주입법등을 이용하여 실시함으로써 미세가공이 가능하게 된다. 또 기체에 초전도체 재료와의 결정정합성을 가진 물질을 이용함으로써, 초전도체 재료의 결정방위를 전류가 흐르기 쉬운 방위로 배향시켜서 형성할 수 있다. 또, 박막형성방법에 스패터링법등의 기상성장방법을 이용할 수 있기 때문에, 결정방위를 같은 방위로 갖추어서 각각의 층을 형성할 수 있다. 또, 종래의 에칭법과는 달리 평탄한 회로면을 얻을 수 있기 때문에, 용이하게 다층회로를 제조할 수 있다.

[실시예 1]

ErBa_2.1Cu_3.3O_X의 복합산화물을 타겟트로 이용한 마그네트론 스패터링법에 의하여, 650℃로 가열한 MgO기체의 (100)면위에 ErBa₂Cu₃O_Y조성의 두께 0.5㎛의 에피택셜막을 ab축을 포함하는 면의 면방위를 통전방향으로 배향시켜서 형성하였다. 또한, 마그네트론 스패터링은, Ar+20%O₂혼합가스의 분위기하에서, 가스압 80mTorr, RF출력 100W의 조건에서 실시하였다.

제1의 ErBa₂Cu₃O_Y막을 형성한 MgO 기체를 노(爐)내에 설치하고, 노내에 산소가스를 도입하여 산소기류중에서 900℃ 15분간의 가열처리를 하였다. 그 후, 노내의 온도를 1.5℃/min의 속도로 500℃까지 냉각하고, MgO 기체를 노외로 꺼내었다.

제1의 ErBa₂Cu₃O_Y막의 가열처리 전후의 산소원자 함유량과 그때의 Tc를 측정한 결과, 가열처리전은 산소원자 함유량이 Y=6.35, Tc는 30K, 가열처리후는 산소원자 함유량이 Y=6.88, Tc는 84K였다. 이와같이 가열처리에 의하여 제1의 ErBa₂Cu₃O_Y막의 Tc가 액체질소온도(77K)이상으로 된것을 확인하였다.

이어서, 가열처리후의 제1의 ErBa₂Cu₃O_Y막의 회로예정부위(폭 50㎛)에 포토레지스트막을 형성하였다. 비회로부위에 Zn이온을 0.8×10¹⁶이온/㎝의 양으로 주입한 다음 포토레지스트막을 제거하였다. 그 후, 기체를 400℃ 10분간의 가열처리를 하여 제1의 ErBa₂Cu₃O_Y막을 균질화 하였다. 이와같이 하여, 제1회로층을 형성하였다. 이때, Zn이온 주입부위의 Tc는 38K였다.

이어서, 제1회로층위에 진공증착법에 의하여 두께 0.5㎛의 제2의 ErBa₂Cu₃O_Y막을 형성하였다. 또한, 진공증착은, 우선 Er, Ba, Cu를 각각 다른 도가니에 넣고, 10^-4Torr의 진공중에서 용융하여 증발시키고, 도가니와 기체사이에 배치된 RF여기코일에 의하여 증발된 Er, Ba, Cu를 이온화하여, 590℃로 가열한 기체위에 산소가스를 분무함에 의하여 실시하였다.

그후, 제2의 ErBa₂Cu₃O_Y막에 제1회로층과 같은 방법으로 하여 폭 50㎛의 회로를 만듬으로써 제2회로층을 형성하였다. 이때, 회로는 제1회로층과 도통하는 도통회로와 제1회로층과 도통하지 않는 독립회로, 두가지로 형성하였다.

또한, 제1회로층의 회로부위 및 비회로부위를 X선회절에 의하여 조사한 결과, 결정구조는 모두 사방정계(斜方晶系)이고, C축이 기판면에 수직으로 배향되어 있었다. 또 C축의 격자정수는 회로부위에서 11.68A(1.168㎚), 비회로부위에서 11.70A(1.170㎚)였다.

또, 제2회로층의 회로부위를 X선회절에 의하여 조사한 결과, C축이 기판면에 수직으로 배향되어 있고, C축의 격자정수는 11.68A(1.168㎚)였다.

[실시예 2]

실시예 1에 있어서, 제1 및 제2의 ErBa₂Cu₃O_Y막의 두께를 0.3㎛로 하고, 제2층의 이온주입법 대신에 스패터링에 의하여 Fe를 0.015㎛석출하고, 이것을 450℃로 과열처리한 것 이외는 실시예 1과 같은 방법으로 하여 도통회로와 독립회로를 갖는 2층회로를 형성하였다.

또한, 제1회로층의 회로부위 및 비회로부위를 X선회절에 의해 조사한 결과, C축이 기판면에 수직으로 배향되어 있고, C축의 격자정수는 회로부위에서 11.68A(1.168㎚), 비회로부위에서 11.73A(1.173㎚)였다.

또, 제2회로층의 회로부위를 X선희절에 의하여 조사한 결과, C축이 기판면에 수직으로 배향되어 있고, C축의 격자정수는 11.68A(1.168㎚)였다. 또, 비회로부위에 있어서의 C축의 격자정수는 11.71A(1.171㎚)였다.

[실시예 3]

실시예 1에서 사용한 MgO 기체의 (100)면위에 진공증착법(진공도 0.5×10^-4Torr)에 의하여 두께 0.4㎛의 제1의 YBa₂Cu₃O_Y막을 형성하였다. 제1의 YBa₂Cu₃O_Y막의 산소원자 함유량과 그때의 Tc를 측정한 결과, 산소원자 함유량이 Y=6.4일때 Tc는 54K였다.

이어서, 회로예정부위(폭 50㎛)이외의 부위에 포토레지스트막을 형성하였다. 그 기체를 200℃로 가열하면서 Electron Cyclotron Resonance의 O₂프라즈마처리를 15분간 실시하고, 회로예정부위에 산소원자를 도입하여 회로를 제작함으로써 제1회로층을 형성하였다.

이어서, 제1회로층위에 진공증착법(진공도 0.5×10^-4Torr)에 의하여 두께 0.4㎛의 제2의 YBa₂CU₃O_Y막을 형성하였다. 그후, 제1회로층의 경우와 같은 방법으로 하여 회로를 제작함으로써 제2회로층을 형성하였다. 이와같이 하여, 도통회로와 독립회로를 갖는 2층회로를 형성하였다.

또한, 제1회로층의 회로부위 및 비회로부위를 X선회절에 의하여 조사한 결과, C축이 기판면에 수직으로 배향되어 있고, C축의 격자정수는 회로부위에서 11.67A(1.167㎚), 비회로부위에서 11.73A(1.173㎚)였다.

또, 제2회로층의 회로부위 및 비회로부위를 X선회절에 의하여 조사한 결과, C축이 기판면에 수직으로 배향되어 있고, C축의 격자정수는 회로부에서 11.68A(1.168㎚), 비회로부위에서 11.73A(1.173㎚)였다.

[비교예]

비회로부위에 Zn이온을 주입하는 것 대신에 스패터링에 의하여 0.3㎛의 Zn박막을 형성하고, 박막을 형성한 기체에 대기중에서 450℃, 2시간의 가열처리를 한 것을 제외하고 실시예 1과 같은 방법으로 하여 제1회로층을 형성하였다.

얻어진 제1회로층을 X선회절에 의하여 조사하였다. 이 결과, 회로부위의 회절피크에 있어서 ErBa₂Cu₃O_Y의 피크는 소량밖에 확인되지 않았다. 또, 비회로부위의 회절피크에 있어서 ZnO의 피크가 확인되었다.

또한, 제1회로층위에 실시예 1과 같은 방법으로 하여 제2회로층을 형성하였다.

상기한 바와같이, 실시예 1∼실시예 3, 비교예의 각각의 2층회로에 대하여 도통회로에 독립회로에 있어서의 Tc 및 Jc를 측정하였다. 이 결과를 주된 조건을 병기하여 하기 제1표에 나타내었다. 또한, Jc는 액체질소(77K)중에 있어서 4단자법에 의하여 측정하였다.

[표 1]

제1표에서 분명하게 알 수 있는 바와같이, 본 발명의 초전도 다층회로기판은 Tc, Jc 모두 높은 값의 것이었다.

실시예에 있어서, 회로부의 Tc는 83∼85K이다. 이것에 대하여 비회로부위인 Zn을 주입한 부위 또는 산소부족부위의 Tc는 각각 38K 또는 54K로 낮다. 따라서, 이들 비회로부위는 액체 질소온도에서는 절연체가 되기 때문에, 회로부위와의 단락등의 사고는 전혀 발생하지 않는다. 또, 도통회로의 Jc는, 독립회로는 Jc보다 낮지만, 다층회로로서 충분한 값이다. 이것은, 제1회로층과 제2회로층이 동일한 면방위를 가지고서 접합되어 있는 것을 입증하는 것이다.

실시예에서는 회로폭이 50㎛으로 굵은 것이지만, 반도체 제조분야에서의 최신 포토리소그래피(Photolithography)기술을 사용함으로써, 회로폭이 ㎛ 또는 Sub ㎛오더의 미세패턴의 초전도 다층회로를 형성하는 것이 가능하다.

Claims

기체(基體)와 ; 상기 기체위에 형성되며, 제1초전도체 재료로 되고 결정구조를 갖는 제1회로부위와, 상기 제1초전도체 재료의 제1유사체로 된 제1비회로부위를 갖는 제1회로층과 ; 상기 제1회로층위에 형성되며, 제2초전도체 재료로 된 제2회로부위 및 제2초전도체 재료의 제2유사체로 된 제2비회로부위를 갖는 적어도 1층의 제2회로층 ; 을 구비하고, 상기 기체가 상기 초전도체 재료와 결정정합성을 가지고 있고, 상기 제1회로층과 상기 제2회로층이 동일한 결정방위를 갖고서 접합되어 있고, 상기 제1및 제2회로부위와 상기 제1 및 제2비회로부위가 결정구조를 가지며, 상기 제1회로부위의 결정구조가 상기 제1비회로구조의 결정구조와 동일 또는 유사하고, 상기 제2회로부위의 결정구조가 상기 제2비회로부위의 결정구조와 동일 또는 유사한 초전도 다층회로.
제1항에 있어서, 제1 및 제2초전도체 재료가 산화물 초전도체 재료인 초전도 다층회로.
제1항에 있어서, 제1 및 제2유사체는, 초전도체 재료의 구성원소의 일부가 결손된 물질, 초전도체 재료의 구성원소의 일부가 과잉 함유된 물질, 또는 초전도체 재료의 구성원소 이외의 원소가 함유된 물질로된 군에서 선택된 어느 하나의 물질이고, 상기 제1 및 제2유사체가 대응하는 제1 또는 제2초전도 재료와 동일한 결정구조를 가지며, 사용온도에 있어서 비도전성 물질인 초전도 다층회로.
제3항에 있어서, 비도전성 물질은, 상기 제1 또는 제2유사체가 상기 초전도 재료보다도 낮은 Tc를 갖는 비도전성물질인 초전도 다층회로.
제1항에 있어서, 제1회로층 및 제2회로층은 서로 전기적으로 독립되어 있는 초전도 다층회로.
제1항에 있어서, 제1회로부위 및 제2회로부위가 접촉되어 있고, 전기적으로 도통하는 초전도 다층회로.
제2항에 있어서, 산화물 초전도체 재료가 Y-Ba-Cu-O계 또는 Bi-Sr-Ca-Cu-O계인 초전도 다층회로.
제2항에 있어서, 산화물 초전도체 재료가 Y-Ba-Cu-O계이고, 그 유사체는 N, B, Ga, Co, Ni, Fe, Zn, Cd 및 Be로 된 군에서 선택된 원소가 주입되고, 77K보다도 낮은 Tc를 갖는 YBa₂Cu₃O₇인 초전도 다층회로.
제1항에 있어서, 기체가 Cu, Ni, Fe, Co, Cr, Ag, Au, Pt, Mo, Pb, 스테인레스강, Cu-Ni합금, Fe-Ni합 Fe-Ni-Co합금, Ni-Cr-Fe합금, Ag-Ni합금, Cu-Fe합금, Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂, ThO₂, AlN, Si₃N₄, Si₃N₄, SiC, TiO₂, TiN, MgO, BaZrO₃, KTaO₃, FeAlO₃및 BaTiO₃로 된 군에서 선택된 재료로 된 초전도 다층회로.
제1항에 있어서, 제1 및 제2회로층의 두께가 0.1-10㎛인 초전도 다층회로.
제1항에 있어서, 제1 또는 제2초전도 재료가 ErBa₂Cu₃O_Y이고, 기체가 MgO인 초전도 다층회로.
제1항에 있어서, 제1 및 제2초전도 재료의 결정의 c축이 기체표면에 거의 수직인 초전도 다층회로.
제1초전도 재료 또는 그 유사체와 결정정합성을 갖는 기체위에, 상기 제1초전도체 또는 그 유사체로 된 제1박막을 형성하는 공정 ; 과 상기 제1박막의 부위를 변성시켜 제1초전도 회로를 갖는 제1회로층을 형성하는 공정 ; 과 상기 제1박막위에, 제2초전도 재료 또는 그 유사체의 결정방위가 상기 제1초전도 재료 또는 그 유사체의 결정방위와 정합되도록, 제2초전도 재료 또는 그 유사체로 된 제2박막을 형성하는 공정 ; 과 상기 제2박막의 부위를 변성시켜 제2초전도 회로를 갖는 제2회로층을 형성하여 상기 제1 및 제2초전도 회로를 접속하는 공정 ; 을 구비한 초전도 다층회로의 제조방법.
제13항에 있어서, 회로형성공정은 초전도체 재료로 된 박막의 비회로부위에 이온주입함에 의하여 실시하는 초전도 다층회로의 제조방법.
제13항에 있어서, 회로형성공정은 초전도체 재료로 된 박막의 비회로부위의 특정원자를 이탈시킴에 의하여 실시하는 초전도 다층회로의 제조방법.
제15항에 있어서, 특정원자가 산소원자인 초전도 다층회로의 제조방법.
제13항에 있어서, 회로형성공정은, 초전도체 재료의 유사체로 된 박막의 회로부위에 특정원자를 도입함에 의하여 실시하는 초전도 다층회로의 제조방법.
제17항에 있어서, 특정원자가 산소원자인 초전도 다층회로의 제조방법.
제13항에 있어서, 초전도체 재료가 Y-Ba-Cu-O계 또는 Bi-Sr-Ca-Cu-O계의 산화물 초전도체 재료인 초전도 다층회로의 제조방법.
제19항에 있어서, 산화물 초전도체 재료가 Y-Ba-Cu-O계이고, 그 유사체는 N, B, Ga, Co, Ni, Fe, Zn, Cd 및 Be로 된 군에서 선택된 원소가 주입되고, 77K보다도 낮은 Tc를 갖는 YBa₂Cu₃O₇인 초전도 다층회로의 제조방법.
제13항에 있어서, 기체가 Cu, Ni, Fe, Co, Cr, Ag, Au, Pt, Mo, Pb, 스테인레스강, Cu-Ni합금, Fe-Ni합금, Fe-Ni-Co합금, Ni-Cr-Fe합금, Ag-Ni합금, Cu-Fe합금, Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂, ThO₂, AlN, Si₃N₄, Si₃N₄, SiC, TiO₂, TiN, MgO, BaZrO₃, KTaO₃, FeAlO₄및 BaTiO₃로 된 군에서 선택된 재료로 된 초전도 다층회로의 제조방법.
제13항에 있어서, 회로층의 형성이 상기 박막의 일부위에 레지스트층을 형성하고, 레지스트층이 없는 상기 박막의 부분에 특정원자를 주입하고, 레지스트층을 제거하고, 가열하여 박막의 상기 부분을 변경함에 의하여 초전도 재료보다도 낮은 Tc를 갖는 초전도 재료의 유사체를 형성하는 공정을 갖는 초전도 다층회로의 제조방법.
제22항에 있어서, 레지스트층이 폴리메틸메타크릴레이트로 된 감광성 수지인 초전도 다층회로의 제조방법.
제13항에 있어서, 변성에 의하여 초전도 재료보다도 낮은 Tc를 갖는 부분이 형성되는 초전도 다층회로의 제조방법.
제13항에 있어서, 제2박막을 형성하는 공정 및 제2회로층을 형성하는 공정을 반복하는 공정을 더 구비한 다층회로의 제조방법.