(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属含有化合物を含む溶液を、ＹＡｌＯ３、［ＬａＡｌＯ３］０．３−［ＳｒＡｌ０．５Ｔａ０．５Ｏ３］０．７の何れか１種からなる誘電体基板に塗布し、焼成して高温超伝導薄膜を形成した後、所定のパターニングを施して高周波フィルタを製造することを特徴とする高周波フィルタ製造方法。
【請求項２】
前記金属含有化合物を含む溶液は、有機酸、ピリジン、ピリジン誘導体から選択された少なくとも１種を含む請求項１に記載の高周波フィルタ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は高周波フィルタおよびその製造方法に関し、さらに詳細にいえば、誘電体基板の表面に所定のパターンの高温超伝導薄膜を設けてなる高周波フィルタおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、基板の表面に所定のパターンの高温超伝導薄膜を形成してなる高周波フィルタが提案されている。
【０００３】
そして、このような高周波フィルタの製造方法として、高真空を必要とする薄膜製造装置を用いる方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、高温超伝導薄膜を用いて高周波フィルタを製造するためには、優れた結晶性を持ち、かつ大面積の薄膜を作成する必要がある。具体的には、例えば、直径２インチ以上という薄膜の大面積化が必要である。したがって、従来の高真空を必要とする薄膜製造装置を用いて高周波フィルタを製造することは著しく困難である。そして、大面積の薄膜の全範囲にわたって優れた結晶性が達成できない場合には、高周波フィルタの特性（特に高周波特性）が低下してしまうことになる。
【０００５】
また、高真空を必要とする薄膜製造装置は著しく高価であるから、高周波フィルタが製造できたとしても、著しく高価なものになってしまう。もちろん、高周波応用に耐えられるような、結晶性のよい、表面抵抗の低い薄膜を得ることはできない。
【０００６】
【発明の目的】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、優れた高周波特性を有し、かつ十分に大型の高周波フィルタおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の高周波フィルタ製造方法は、金属含有化合物を含む溶液を、ＹＡｌＯ３、［ＬａＡｌＯ３］０．３−［ＳｒＡｌ０．５Ｔａ０．５Ｏ３］０．７の何れか１種からなる誘電体基板に塗布し、焼成して高温超伝導薄膜を形成した後、所定のパターニングを施して高周波フィルタを製造する方法である。
【０００８】
請求項２の高周波フィルタ製造方法は、前記金属含有化合物を含む溶液として、有機酸、ピリジン、ピリジン誘導体から選択された少なくとも１種を含むものを採用する方法である。
【００１１】
【作用】
請求項１の高周波フィルタ製造方法であれば、金属含有化合物を含む溶液を、ＹＡｌＯ３、［ＬａＡｌＯ３］０．３−［ＳｒＡｌ０．５Ｔａ０．５Ｏ３］０．７の何れか１種からなる誘電体基板に塗布し、焼成して高温超伝導薄膜を形成した後、所定のパターニングを施して高周波フィルタを製造するのであるから、高真空を必要とする薄膜製造装置を用いることなく、簡単に優れた高周波特性を有する大面積の薄膜を得ることができ、ひいては良好な特性を有する高周波フィルタを得ることができ、しかも、誘電体基板を高温超伝導薄膜の結晶サイズに適合させることができる。
【００１２】
請求項２の高周波フィルタ製造方法であれば、前記金属含有化合物を含む溶液として、有機酸、ピリジン、ピリジン誘導体から選択された少なくとも１種を含むものを採用するのであるから、請求項１の作用に加え、金属含有化合物の溶解を良好にして、高温超伝導薄膜の高周波特性を良好にすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明の高周波フィルタおよびその製造方法の実施の態様を詳細に説明する。
【００１６】
イットリウム、バリウム、および銅の各アセチルアセトナトをその金属原子比Ｙ：Ｂａ：Ｃｕが１：２：３になるようにピリジンおよびプロピオン酸に溶解させた後、溶媒を蒸留除去し、さらにメタノールに再溶解させて塗布液を作製した。得られた塗布液をＬａＡｌＯ3からなる誘電体基板にスピンコート法で塗布した後、空気中において昇温速度２０℃／分で室温から５００℃に加熱昇温させ、この温度で３０分間保持した後冷却した。この塗布液の塗布と加熱昇温（仮焼成）とを２回繰り返す。
【００１７】
そして、同様の操作を誘電体基板の裏面にも施すことにより、誘電体基板の両面に、酸化イットリウム、炭酸バリウム、および酸化銅からなる無機質膜を形成した。このようにして形成された無機質膜の厚みは０．５μｍであった。
【００１８】
上記の処理により得られた無機質膜を、酸素濃度１００〜２００ｐｐｍに調節されたアルゴンガス雰囲気下において７７０℃の焼成温度に昇温した（本焼成）。この温度で２時間保持した後、雰囲気ガスを純酸素に代え、さらに３０分間保持した後、酸素ガス雰囲気のまま室温まで冷却し、誘電体基板の両面に高温超伝導薄膜を形成した。
【００１９】
このようにして形成された高温超伝導薄膜にＸ線回折を行った結果、高温超伝導薄膜の主成分はｃ軸配向したＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-xであった。ここで、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-x高温超伝導体の結晶構造は図１に示すとおりであり、その構造上、一般にａ−ｂ面内では超伝導電流が流れやすく、逆にｃ軸方向には流れにくいため、ａ−ｂ面が誘電体基板表面に平行な薄膜を形成する（ｃ軸配向）ことにより、超伝導電流が流れやすい薄膜を形成することができる。また、４端子法で電気抵抗を測定したところ、図２に示すように、抵抗値は室温から徐々に減少し、９１Ｋで電気抵抗が０になり（臨界温度Ｔｃ）、完全超伝導の状態が観測された。得られた薄膜の表面抵抗は、誘電体共振法によるＴＥ０１１モードを用い、共振周波数約１０ＧＨｚで測定した。ここで、誘電体には誘電率３６．５の材料を用い、導体板には導電率の判明している銅を用いた。この結果、図３に示すように、薄膜の表面抵抗は臨界温度Ｔｃ以下で急激に減少し、３０Ｋにおいて約０．９ｍΩであった。
【００２０】
このようにして誘電体基板の両面に形成された薄膜に対して所定のパターニングを施して図４に示す構成の５極のヘアピンフィルタを製造したところ、著しくロスが少なく、かつ図５に示すように特性がシャープなフィルタを得ることができた。なお、図５には、反射特性｛図５中（Ａ）参照｝および透過特性｛図５中（Ｂ）参照｝を示している。ここで、反射特性、透過特性は、図６に示すような構成のネットワークアナライザを用いて測定することができる。具体的には、周波数掃引信号源からの出力信号をヘアピンフィルタに供給し、ヘアピンフィルタから出力される伝送信号、周波数掃引信号源から供給される入力信号（信号源信号）、ヘアピンフィルタにより反射される反射信号をそれぞれ信号検出部に供給して、入力信号と反射信号、伝送信号との比（振幅、位相などの比）を検出し、表示部に表示することができる。
【００２１】
上記の薄膜製造工程において、本焼成における初期酸素濃度を８００ｐｐｍに調節し、有効成分の焼成が終了したのを確認した後、酸素濃度を１００ｐｐｍに調整するほかは上記と同様の処理を行って誘電体基板の両面に薄膜を作製した。
【００２２】
このようにして作製された薄膜の表面抵抗は３０Ｋにおいて約０．４ｍΩであった。
【００２３】
また、上記の薄膜製造工程において、出発原料に銀の添加モル比（Ａｇ／ＹＢＣＯ）０．２のナフテン酸塩溶液を用いた。そして、塗布液を誘電体基板の両面に塗布後、５００℃に急加熱して仮焼成を行い、本焼成における初期酸素濃度を４００ｐｐｍに調節した後、酸素濃度を１００ｐｐｍに調整するほかは上記と同様の処理を行って誘電体基板の両面に薄膜を作製した。
【００２４】
このようにして作製された薄膜の表面抵抗は３０Ｋにおいて約１ｍΩであった。
【００２５】
なお、上記の各実施例において、塗布液の塗布厚みは、スピンコートの回転数、塗布液の粘度などによって簡単に制御することができる。
【００２６】
以上には、ＬａＡｌＯ3からなる誘電体基板を採用した場合について説明したが、Ａｌ2Ｏ3、ＹＡｌＯ3、［ＬａＡｌＯ3］0.3−［ＳｒＡｌ0.5Ｔａ0.5Ｏ3］0.7からなる誘電体基板を採用することが可能であり、この場合にも良好な特性を有する高周波フィルタを得ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、高真空を必要とする薄膜製造装置を用いることなく、簡単に優れた高周波特性を有する大面積の薄膜を得ることができ、ひいては良好な特性を有する高周波フィルタを得ることができ、しかも、誘電体基板を高温超伝導薄膜の結晶サイズに適合させることができるという特有の効果を奏する。
【００２８】
請求項２の発明は、請求項１の効果に加え、金属含有化合物の溶解を良好にして、高温超伝導薄膜の高周波特性を良好にすることができるという特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-x高温超伝導体の結晶構造を示す図である。
【図２】高温超伝導体薄膜の電気抵抗の温度依存性を示す図である。
【図３】高温超伝導体薄膜の表面抵抗の温度依存性を示す図である。
【図４】５極のヘアピンフィルタの構成の一例を示す平面図である。
【図５】フィルタ特性の一例を示す図である。
【図６】ヘアピンフィルタの反射特性、透過特性を測定するための装置の構成の一例を示すブロック図である。
【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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