(57)【要約】【課題】高温超電導装置に関し、グランドプレーンの二次元形状による基板表面の温度分布をなくす。【解決手段】基板１上に設けた酸化物超電導体からなるグランドプレーン２の周囲に前記酸化物超電導体と同じ結晶構造で、前記基板の熱吸収率より前記酸化物超電導体の熱吸収率に近い熱吸収率を有する絶縁体膜３を設け、前記絶縁体膜３により前記グランドプレーンを埋め込む。【選択図】　　　　　図１
2004071923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けた酸化物超電導体からなるグランドプレーンの周囲に前記酸化物超電導体と同じ結晶構造で、前記基板の熱吸収率より前記酸化物超電導体の熱吸収率に近い熱吸収率を有する絶縁体膜を設け、前記絶縁体膜により前記グランドプレーンを埋め込んだことを特徴とする高温超電導装置。
【請求項２】
基板上に凹部を有する絶縁体膜を設け、前記凹部に酸化物超電導体からなるグランドプレーンを埋め込むとともに、前記絶縁体の結晶構造を前記酸化物超電導体と同じ結晶構造とし、且つ、前記絶縁体の熱吸収率が前記基板の熱吸収率より前記酸化物超電導体の熱吸収率に近いことを特徴とする高温超電導装置。
【請求項３】
基板に設けた凹部に酸化物超電導体からなるグランドプレーンを埋め込むとともに、前記凹部以外の基板の表面に前記酸化物超電導体と同じ結晶構造で、前記基板の熱吸収率より前記酸化物超電導体の熱吸収率に近い熱吸収率を有する絶縁体膜を設けたことを特徴とする高温超電導装置。
【請求項４】
基板の表面に一様に設けた絶縁体膜上に酸化物超電導体からなるグランドプレーンを設けるとともに、前記絶縁体の結晶構造を前記酸化物超電導体と同じ結晶構造とし、且つ、前記絶縁体の熱吸収率が前記基板の熱吸収率より前記酸化物超電導体の熱吸収率に近いことを特徴とする高温超電導装置。
【請求項５】
上記酸化物超電導体が、ＸＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−ｘ　（但し、Ｘは、Ｙ、或いは、Ｐｒ及びＣｅを除くランタノイド元素、或いは、Ｐｒ及びＣｅを除く複数のランタノイド元素のいずれか）からなるとともに、上記絶縁体が、ＰｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−ｘ　或いは添加物含有ＰｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−ｘ　のいずれかからなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の高温超電導装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高温超電導装置に関するものであり、例えば、高温超電導回路装置に用いられるグランドプレーンと基板との熱吸収率の差に起因する超電導接合のバラツキ等を低減するための構成に特徴のある高温超電導装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速で且つ低消費電力である超電導回路装置は注目を集めており、この様な超電導回路装置を実現する上で、接合形成技術の他に、グランドプレーン構造等の積層可技術が必要不可欠となっている。
【０００３】
ここで、図９を参照して、超電導回路装置として典型的なＳＱＵＩＤを説明する。
図９（ａ）及び（ｂ）参照
図９（ａ）は超電導回路装置として典型的なＳＱＵＩＤの概略的平面図であり、また、図９（ｂ）はＳＱＵＩＤを構成する１つのジョセフソン接合の近傍の概略的断面図であり、まず、レーザアブレーション法を用いて単結晶のＭｇＯ基板４１上に厚さが１μｍ以下のＹＢＣＯ（ＹＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−ｘ　）からなるグランドプレーン４２を設け、このグランドプレーン４２にモート（ｍｏａｔ：濠）４３を設ける。
なお、このモート４３は、図９（ａ）に示すように超電導接合５０を囲むように複数個（図においては４個）設ける。
【０００４】
次いで、同じくレーザアブレーション法を用いて厚さが、例えば、２００ｎｍのＬＳＡＴ〔（ＬａＳｒＡｌ）ＴａＯ３　〕からなる第１層間絶縁膜４４を設けたのち、コンタクトホール４５を形成し、次いで、厚さが、例えば、２００ｎｍのＹＢＣＯ膜を堆積させたのち、イオンミリングによってパターニングすることによってＹＢＣＯ下部電極４６を形成する。
【０００５】
次いで、厚さが、例えば、３００ｎｍのＬＳＡＴからなる第２層間絶縁膜４８を設けたのち、開口部を形成し、開口部に露出したＹＢＣＯ下部電極４６の表面にＡｒイオンを照射してダメージを与えることによってＹＢＣＯを劣化させてＹＢＣＯ表面改質バリア４７としたのち、再び第２層間絶縁膜４８に引出電極５１を形成するためのコンタクトホールを形成する。
【０００６】
次いで、全面に、厚さが、例えば、４００ｎｍのＹＢＣＯ膜を堆積したのち、イオンミリングによってパターニングすることによってＹＢＣＯ上部電極４９及び引出電極５１を形成する。
この場合、ＹＢＣＯ上部電極４９／ＹＢＣＯ表面改質バリア４７／ＹＢＣＯ下部電極４６によってジョセフソン接合からなる超電導接合５０が形成される。
なお、この際、引出電極５１にはＡｕ抵抗層５２を接続するための開口部を形成しておく。
【０００７】
次いで、Ａｕを堆積させたのち、パターニングすることによって引出電極５１に直列接続するＡｕ抵抗層５２を形成することによって超電導回路装置の基本構成が完成する。
【０００８】
しかし、この様な超電導回路装置は高速信号を扱うため、回路動作に必要不可欠であるグランドプレーン４２の存在は、浮遊容量やインピーダンス整合の観点から外部回路との入出力部においては却って問題となる。
【０００９】
そのため、グランドプレーンをパターニングして外部回路との入出力部においてグランドプレーンを除去しているが、グランドプレーンの有無によって酸化物基板上に段差が生じることになる。
【００１０】
この様な段差は、その上に成膜した高温超電導体膜に欠陥を誘発する原因となり、臨界電流密度等の超電導特性が悪化することになるため、この様な問題を回避するために酸化物基板に超電導グランドプレーンを埋め込むことにより段差をなくすことが提案されている〔１３ｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ（ＩＳＳ２０００）にて発表，ｕｎｐｕｂｌｉｓｈｅｄ）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、酸化物基板に超電導グランドプレーンを埋め込んだ場合にも、酸化物基板は透明或いは半透明であり、一方、超電導体薄膜を埋め込んだ部分は黒色であるため、その上に超電導体薄膜或いは絶縁体薄膜を堆積させる際に、酸化物基板と超電導体薄膜における熱吸収率の差により基板表面に温度分布が形成されるという問題がある。
【００１２】
また、酸化物基板に埋め込まれたグランドプレーンのパターン密度によっても基板表面温度が異なることになる。
【００１３】
したがって、同一基板内において、グランドプレーンの二次元形状により酸化物基板及びグランドプレーン上に堆積された薄膜或いは作成された超電導接合はその物理的特性或いは電気的特性がばらつくことになる。
即ち、ＭｇＯ等の基板上における堆積条件とＹＢＣＯ等の超電導体膜上における堆積条件が異なるため、基板表面温度に面内分布がある場合、その上に堆積する薄膜の特性が異なることになり、例えば、超電導薄膜においては臨界電流密度、臨界温度、或いは、インダクタンス、さらには、場合によっては、結晶配向性が異なることになり、一方、絶縁体薄膜の場合には、絶縁性や配向性が同一基板上において異なることになる。
【００１４】
なお、この様なグランドプレーンの二次元形状による基板表面の温度分布の問題は、基板にグランドプレーンを埋め込まない場合にも同様である。
【００１５】
したがって、本発明は、グランドプレーンの二次元形状による基板表面の温度分布をなくすことを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理的構成図であり、この図１を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
上記の目的を達成するために、本発明は、高温超電導装置において、基板１上に設けた酸化物超電導体からなるグランドプレーン２の周囲に前記酸化物超電導体と同じ結晶構造で、前記基板１の熱吸収率より前記酸化物超電導体の熱吸収率に近い熱吸収率を有する絶縁体膜３を設け、前記絶縁体膜３により前記グランドプレーン２を埋め込んだことを特徴とする。
【００１７】
このようにグランドプレーン２を埋め込む絶縁体膜３を構成する絶縁体の熱吸収率を基板１の熱吸収率より酸化物超電導体の熱吸収率に近くすることによって、成膜時における基板１表面の温度分布を低減することができ、それによって、基板１上に堆積された薄膜或いは作成された超電導接合の物理的特性或いは電気的特性のばらつきを低減することができる。
【００１８】
また、絶縁体の結晶構造を酸化物超電導体と同じ結晶構造とすることによって、絶縁体膜３上へのとグランドプレーン２上への絶縁層の成長工程において、近い堆積条件で行うことができるため、全面にわたって結晶性の揃った絶縁層を堆積させることができる。
【００１９】
また、平坦化のための研磨工程において絶縁体と酸化物超電導体との硬度がほぼ等しくなるので一方の部材の過剰な研磨を防止することができ、それによって、平坦な表面を得ることができる。
【００２０】
また、上述の埋込構造のグランドプレーン２は、基板１上に凹部を有する絶縁体膜３を設け、この凹部に酸化物超電導体からなるグランドプレーン２を埋め込むようにして形成しても良いものであり、得られる作用効果は上述の構成の場合と同様になる。
【００２１】
また、埋込構造のグランドプレーン２は、基板１に設けた凹部に酸化物超電導体からなるグランドプレーン２を埋め込むとともに、凹部以外の基板１の表面に酸化物超電導体と同じ結晶構造で、基板１の熱吸収率より酸化物超電導体の熱吸収率に近い熱吸収率を絶縁体膜３を設けて構成しても良いものである。
【００２２】
また、グランドプレーン２は、埋込構造に限られるものではなく、基板１の表面に一様に設けた絶縁体膜３上に酸化物超電導体からなるグランドプレーン２として良いものであり、絶縁体膜３を設けることによって成膜時における基板１表面の温度分布を低減することができる。
【００２３】
この様なグランドプレーン２を構成する酸化物超電導体としては、ＸＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−ｘ　（但し、Ｘは、Ｙ、或いは、Ｐｒ及びＣｅを除くランタノイド元素、或いは、Ｐｒ及びＣｅを除く複数のランタノイド元素のいずれか）が好適であり、また絶縁体としては、ＸＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−ｘ　と同じペロブスカイト結晶構造を有するＰｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−ｘ　或いはＧａやＣｏ等の添加物を含有する添加物含有ＰｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−ｘ　が好適である。
【００２４】
或いは、酸化物超電導体としてＢｉ系層状結晶酸化物超電導体を用いても良いが、その場合には、絶縁体としては、Ｂｉ系層状結晶絶縁体を用いれば良い。
【００２５】
また、基板１上における酸化物超電導体と、酸化物超電導体と同じ結晶構造を有する絶縁体の堆積条件は非常に近いので、基板１の種類によらず上述のグランドプレーン構造を形成することができ、したがって、基板１としては、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ３　、或いは、〔ＬａＡｌＯ３　〕０．３　〔Ｓｒ（Ａｌ，Ｔａ）Ｏ３　〕０．７　のいずれを用いても良い。
【００２６】
また、基板１は上述の酸化物基板に限られるものではなく、単結晶Ｓｉ基板上にＭｇＯ膜、ＳｒＴｉＯ３　膜、或いは、〔ＬａＡｌＯ３　〕０．３　〔Ｓｒ（Ａｌ，Ｔａ）Ｏ３　〕０．７　膜のいずれかを堆積させた積層基板を用いても同様の効果を得られるものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
ここで、図２及び図３を参照して、本発明の第１の実施の形態のグランドプレーンの形成工程を説明する。
図２（ａ）参照
まず、単結晶のＭｇＯ基板１１上に、スパッタリング法を用いて、厚さが１μｍ以下、例えば、３００ｎｍのＹＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−Ｘ　組成のＹＢＣＯ膜１２を堆積させる。
【００２８】
図２（ｂ）参照
次いで、全面にレジストを塗布し、露光・現像することによって形成したレジストパターン１３をマスクとしてＡｒイオン１４を用いてイオンミリングを施すことによって所定二次元形状のグランドプレーン１５を形成する。
【００２９】
図２（ｃ）参照
次いで、レジストパターン１３を除去したのち、再び、スパッタリング法を用いて、全面に、厚さが、例えば、３００ｎｍのＰｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−Ｘ　組成のＰＢＣＯ膜１６を堆積させる。
なお、このＰＢＣＯの堆積条件は、ＭｇＯ基板１１上とＹＢＣＯからなるグランドプレーン１５上において略同様であるので、全面にわたって均質なＰＢＣＯ膜１６を堆積させることができる。
また、ＰＢＣＯはＹＢＣＯと同じペロブスカイト結晶構造で、ＹＢＣＯと同様に黒色で同程度の熱吸収率を有する。
【００３０】
図３（ｄ）参照
次いで、再び、全面にレジストを塗布し、露光・現像することによってグランドプレーン１５より小さめのレジストパターン１７を形成したのち、このレジストパターン１７をマスクとしてＡｒイオン１８を用いてイオンミリングを施すことによって、グランドプレーン１５上に堆積したＰＢＣＯ膜１６を除去する。
【００３１】
図３（ｅ）参照
次いで、レジストパターン１７を除去するが、レジストパターン１７とグランドプレーン１５のサイズの差に基づいて、グランドプレーン１５の周囲には研磨用壁１９が残存している。
【００３２】
図３（ｆ）参照
次いで、アルミナ粉を研磨砥粒として用いて研磨を行うことによって、研磨用壁１９を除去して、表面を平坦化してＹＢＣＯ埋込層２０を形成する。
この時、過剰研磨を行ってもグランドプレーン１５を構成するＹＢＣＯとＰＢＣＯ埋込層２０を構成するＰＢＣＯの硬度はほぼ等しいので、表面の平坦性に悪化は見られなかった。
【００３３】
図３（ｇ）参照
最後に、キレシン及びエタノールからなる各洗浄液２１に順次浸漬した状態で、夫々、例えば、５分間ずつの超音波洗浄を行うことによって、薄膜表面に残留する研磨砥粒を除去する。
【００３４】
以降は、必要とする超電導回路構成に応じて、ＬＳＡＴ等の層間絶縁膜或いはＹＢＣＯ等の酸化物超電導体膜の堆積工程を繰り返すことになる。
この堆積工程において、グランドプレーン１５を構成するＹＢＣＯとＹＢＣＯ埋込層２０を構成するＰＢＣＯとは共に黒色で略等しい熱吸収率を有するので、表面の温度分布が低減され、これらの上に堆積させるＬＳＡＴ等の層間絶縁膜或いはさらにその上に堆積させるＹＢＣＯ等の酸化物超電導体膜の結晶性及び電気的特性を均一にすることができる。
【００３５】
したがって、本発明の第１の実施の形態の埋込型グランドプレーンを有する基板を用いた場合には、熱吸収率の差に起因する堆積条件の違いより堆積膜の結晶性及び電気的特性に面内ばらつきが発生することがなく、それらによって形成する超電導接合のばらつきもなくすことができる。
【００３６】
また、埋込型グランドプレーンとすることによって、堆積膜における凹凸を軽減することができ、さらに、その上に堆積させる絶縁層の絶縁性劣化や、超電導配線層における断線や特性劣化を回避することができる。
【００３７】
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第２の実施の形態のグランドプレーンの形成工程を説明する。
図４（ａ）参照
まず、単結晶のＭｇＯ基板１１上に、スパッタリング法を用いて、厚さが、例えば、５００ｎｍのＰｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−Ｘ　組成のＰＢＣＯ膜１６を堆積させる。
【００３８】
図４（ｂ）参照
次いで、全面にレジストを塗布し、露光・現像することによって形成したレジストパターン２２をマスクとしてＡｒイオン２３を用いてイオンミリングを施すことによって所定二次元形状のグランドプレーンの形状に対応する深さが、例えば、３００ｎｍの凹部２４を形成する。
【００３９】
図４（ｃ）参照
次いで、レジストパターン２２を除去したのち、再び、スパッタリング法を用いて、全面に、厚さが、例えば、３００ｎｍのＹＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−Ｘ　組成のＹＢＣＯ膜１２を堆積させる。
なお、この場合も、ＹＢＣＯの堆積条件は、ＭｇＯ基板１１上とＰＢＣＯ膜１６上において略同様であるので、全面にわたって均質なＹＢＣＯ膜１２を堆積させることができる。
【００４０】
図５（ｄ）参照
次いで、再び、全面にレジストを塗布し、露光・現像することによって凹部２４より大きめのレジストパターン２５を形成したのち、このレジストパターン２５をマスクとしてＡｒイオン１６を用いてイオンミリングを施すことによって、凹部２４以外のＰＢＣＯ膜１６上に堆積したＹＢＣＯ膜１２を除去する。
【００４１】
図５（ｅ）参照
次いで、レジストパターン２５を除去するが、レジストパターン２５と凹部２４のサイズの差に基づいて、凹部２４の周囲には研磨用壁２７が残存している。
【００４２】
図５（ｆ）参照
次いで、アルミナ粉を研磨砥粒として用いて研磨を行うことによって、研磨用壁２７を除去して、表面を平坦化して埋込構造のグランドプレーン１５を形成する。
この場合も、過剰研磨を行ってもグランドプレーン１５を構成するＹＢＣＯとＰＢＣＯ膜１６の硬度はほぼ等しいので、表面の平坦性に悪化は見られなかった。
【００４３】
図５（ｇ）参照
最後に、キレシン及びエタノールからなる各洗浄液２１に順次浸漬した状態で、夫々、例えば、５分間ずつの超音波洗浄を行うことによって、薄膜表面に残留する研磨砥粒を除去する。
以降は、必要とする超電導回路構成に応じて、ＬＳＡＴ等の層間絶縁膜或いはＹＢＣＯ等の酸化物超電導体膜の堆積工程を繰り返すことになる。
【００４４】
この第２の実施の形態においても、ＬＳＡＴ等の層間絶縁膜或いはＹＢＣＯ等の酸化物超電導体膜の堆積工程における堆積条件は、上記の第１の実施の形態と実質的に同様になるので、上記の第１の実施の形態と全く同様の作用効果を得ることができる。
【００４５】
次に、図６を参照して、本発明の第３の実施の形態のグランドプレーンを説明する。
図６参照
図６は、本発明の第３の実施の形態のグランドプレーンの概略的断面構造を示す構造説明図であり、ＭｇＯ基板１１上に、スパッタ法を用いて、厚さが、例えば、１００ｎｍのＰＢＣＯ薄膜２８を形成したのち、レジストパターン（図示を省略）を利用してＡｒイオンミリングを施すことによって凹部を形成し、以降は、上述の図４（ｃ）乃至図５（ｇ）と同様の工程を経ることによって埋込構造をグランドプレーン１５を形成したものである。
【００４６】
この第３の実施の形態においても、ＬＳＡＴ等の層間絶縁膜或いはＹＢＣＯ等の酸化物超電導体膜の堆積工程における堆積条件は、上記の第１の実施の形態と実質的に同様になるので、上記の第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４７】
次に、図７を参照して、本発明の第４の実施の形態のグランドプレーンを説明する。
図７参照
図７は、本発明の第４の実施の形態のグランドプレーンの概略的断面構造を示す構造説明図であり、ＭｇＯ基板１１上に、スパッタ法を用いて、厚さが、例えば、１００ｎｍのＰＢＣＯ薄膜２９、及び、厚さが、例えば、３００ｎｍのＹＢＣＯ膜を順次堆積させたのち、レジストパターン（図示を省略）を利用してＡｒイオンミリングを施すことによって所定の二次元形状のグランドプレーン１５を形成したものである。
【００４８】
この第４の実施の形態においても、ＬＳＡＴ等の層間絶縁膜或いはＹＢＣＯ等の酸化物超電導体膜の堆積工程における温度分布は、上記の第１の実施の形態と実質的に同様になるので、上記の第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
但し、グランドプレーン１５が埋込構造ではないので、グランドプレーン１５の端部の段差に基づく段切れ等に注意を要する。
【００４９】
次に、図８を参照して、本発明の第５の実施の形態のグランドプレーンを説明する。
図８参照
図８は、本発明の第５の実施の形態のグランドプレーンの概略的断面構造を示す構造説明図であり、単結晶のシリコン基板３１上にスパッタ法を用いて、厚さが、例えば、１００ｎｍのＭｇＯ薄膜３２を形成したのち、上述の図２（ａ）乃至図３（ｇ）と同様の工程を経ることによって周囲をＰＢＣＯ埋込層２０で埋め込まれたＹＢＣＯからなるグランドプレーン１５を形成したものである。
【００５０】
この第５の実施の形態においても、ＬＳＡＴ等の層間絶縁膜或いはＹＢＣＯ等の酸化物超電導体膜の堆積工程における温度分布は、上記の第１の実施の形態と実質的に同様になるので、上記の第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明は各実施の形態に記載した構成及び条件に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の第１乃至第４の実施の形態においては、基板として、ＹＢＣＯと格子整合するとともに低誘電率のＭｇＯを用いてるが、ＭｇＯに限られるものではなく、ＭｇＯと同様にＹＢＣＯと格子整合するとともに低誘電率のＬＳＡＴ、即ち、〔ＬａＡｌＯ３　〕０．３　〔Ｓｒ（Ａｌ，Ｔａ）Ｏ３　〕０．７　を用いても良いものである。
【００５２】
さらに、基板としては、ＬＳＡＴ以外にＹＢＣＯと格子整合するＳｒＴｉＯ３　を用いても良いが、この場合には、誘電率が他の材料に比べて大きくなる。
【００５３】
また、上記の第５の実施の形態においては、基板として単結晶シリコン基板上にＭｇＯ薄膜を設けた積層基板を用いているが、単結晶シリコン基板上に設ける薄膜はＭｇＯに限られるものではなく、ＣｅＯ２　、ＳＴＯ、或いは、ＬＳＡＴを用いても良いものである。
【００５４】
また、上記の各実施の形態においては、グランドプレーンを構成する酸化物超電導体としてＹＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−Ｘ　を用いているが、ＹＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−Ｘ　に限られるものではなく、ＲＥＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−Ｘ　を用いても良いものである。
なお、ＲＥＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−Ｘ　におけるＲＥはＰｒ及びＣｅ以外のランタノイド元素であり、これが単独或いは複数混合してＲＥ：Ｂａ：Ｃｕ＝１：２：３の比で含まれるものである。
【００５５】
また、上記の各実施の形態においては、グランドプレーンの周囲に露出する絶縁体としてＰｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−Ｘ　を用いているが、ＰｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−Ｘ　に限られるものではなく、例えば、ＧａやＣｏ等の添加物含有ＰｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−Ｘ　を用いても良いものである。
【００５６】
また、グランドプレーンを構成する酸化物超電導体は、上述のＸＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−ｘ　（但し、Ｘは、Ｙ、或いは、Ｐｒ及びＣｅを除くランタノイド元素、或いは、Ｐｒ及びＣｅを除く複数のランタノイド元素のいずれか）に限られるものではなく、Ｂｉ２　Ｓｒ２　Ｃａ１　Ｃｕ２　Ｏｘ　或いはＢｉ２　Ｓｒ２　Ｃａ２　Ｃｕ３　Ｏｘ　等のＢｉ系層状結晶酸化物超電導体を用いても良いものであり、その場合には、グランドプレーンの周囲に露出する絶縁体膜としては、Ｂｉ２　Ｓｒ２　ＣｕＯｘ　等のＢｉ系層状結晶絶縁体を用いれば良いものである。
【００５７】
また、上記の各実施の形態においては、ＹＢＣＯ膜及びＰＢＣＯ膜の堆積に際してスパッタ法を用いているが、スパッタ法に限られるものではなく、レーザアブレーション法を用いても良いものである。
【００５８】
また、上記の第５の実施の形態においては、積層基板上に設けるグランドプレーンの構造として、第１の実施の形態のグランドプレーン構造を採用しているが、第２乃至第４の実施の形態のグランドプレーン構造を採用しても良いものである。
【００５９】
ここで、再び、図１を参照して、本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図１参照
（付記１）　基板１上に設けた酸化物超電導体からなるグランドプレーン２の周囲に前記酸化物超電導体と同じ結晶構造で、前記基板１の熱吸収率より前記酸化物超電導体の熱吸収率に近い熱吸収率を有する絶縁体膜３を設け、前記絶縁体膜３により前記グランドプレーン２を埋め込んだことを特徴とする高温超電導装置。
（付記２）　基板１上に凹部を有する絶縁体膜３を設け、前記凹部に酸化物超電導体からなるグランドプレーン２を埋め込むとともに、前記絶縁体の結晶構造を前記酸化物超電導体と同じ結晶構造とし、且つ、前記絶縁体の熱吸収率が前記基板１の熱吸収率より前記酸化物超電導体の熱吸収率に近いことを特徴とする高温超電導装置。
（付記３）　基板１に設けた凹部に酸化物超電導体からなるグランドプレーン２を埋め込むとともに、前記凹部以外の基板１の表面に前記酸化物超電導体と同じ結晶構造で、前記基板１の熱吸収率より前記酸化物超電導体の熱吸収率に近い熱吸収率を有する絶縁体膜３を設けたことを特徴とする高温超電導装置。
（付記４）　基板１の表面に一様に設けた絶縁体膜３上に酸化物超電導体からなるグランドプレーン２を設けるとともに、前記絶縁体の結晶構造を前記酸化物超電導体と同じ結晶構造とし、且つ、前記絶縁体の熱吸収率が前記基板１の熱吸収率より前記酸化物超電導体の熱吸収率に近いことを特徴とする高温超電導装置。
（付記５）　上記酸化物超電導体が、ＸＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−ｘ　（但し、Ｘは、Ｙ、或いは、Ｐｒ及びＣｅを除くランタノイド元素、或いは、Ｐｒ及びＣｅを除く複数のランタノイド元素のいずれか）からなるとともに、上記絶縁体が、ＰｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−ｘ　或いは添加物含有ＰｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７−ｘ　のいずれかからなることを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか１に記載の高温超電導装置。
（付記６）　上記酸化物超電導体が、Ｂｉ系層状結晶酸化物超電導体からなるとともに、上記絶縁体が、Ｂｉ系層状結晶絶縁体からなることを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか１に記載の高温超電導装置。
（付記７）　上記基板１が、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ３　、或いは、〔ＬａＡｌＯ３　〕０．３　〔Ｓｒ（Ａｌ，Ｔａ）Ｏ３　〕０．７　のいずれかからなることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１に記載の高温超電導装置。
（付記８）　上記基板１が、単結晶Ｓｉ基板上にＭｇＯ膜、ＳｒＴｉＯ３　膜、或いは、〔ＬａＡｌＯ３　〕０．３　〔Ｓｒ（Ａｌ，Ｔａ）Ｏ３　〕０．７　膜のいずれかを堆積させた積層基板からなることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１に記載の高温超電導装置。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、超電導グランドプレーンの周囲に露出する絶縁層を、グランドプレーンを構成する酸化物超電導体と同じ結晶構造を有し、且つ、酸化物超電導体と同程度の熱吸収率を有する絶縁体によって構成しているので、成膜時における基板表面の温度分布を低減することができ、それによって、基板上に堆積された薄膜或いは作成された超電導接合の物理的特性或いは電気的特性のばらつきを低減することができ、ひいては、高温超電導装置の高性能化及び高信頼性化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の埋込型グランドプレーンの途中までの形成工程の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の埋込型グランドプレーンの図２以降の形成工程の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の埋込型グランドプレーンの途中までの形成工程の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の埋込型グランドプレーンの図４以降の形成工程の説明図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態のグランドプレーンの構造説明図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態のグランドプレーンの構造説明図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態のグランドプレーンの構造説明図である。
【図９】従来の超電導回路装置の構造説明図である。
【符号の説明】
１　基板
２　グランドプレーン
３　絶縁体膜
１１　ＭｇＯ基板
１２　ＹＢＣＯ膜
１３　レジストパターン
１４　Ａｒイオン
１５　グランドプレーン
１６　ＰＢＣＯ膜
１７　レジストパターン
１８　Ａｒイオン
１９　研磨用壁
２０　ＰＢＣＯ埋込層
２１　洗浄液
２２　レジストパターン
２３　Ａｒイオン
２４　凹部
２５　レジストパターン
２６　Ａｒイオン
２７　研磨用壁
２８　ＰＢＣＯ薄膜
２９　ＰＢＣＯ薄膜
３１　シリコン基板
３２　ＭｇＯ薄膜
４１　ＭｇＯ基板
４２　グランドプレーン
４３　モート
４４　第１層間絶縁膜
４５　コンタクトホール
４６　ＹＢＣＯ下部電極
４７　ＹＢＣＯ表面改質バリア
４８　第２層間絶縁膜
４９　ＹＢＣＯ上部電極
５０　超電導接合
５１　引出電極
５２　Ａｕ抵抗層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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