DE3220211C2 - Method for producing a Josephson circuit with at least one Josephson tunnel element and at least one resistance element - Google Patents
Method for producing a Josephson circuit with at least one Josephson tunnel element and at least one resistance elementInfo
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Abstract
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Josephson-Schaltung mit mindestens einem Josephson-Tunnelelement wird zunächst auf einem Substrat eine Lochmaske mit einer dem zu erzeugenden Tunnelelement angepaßten Lochstruktur angeordnet und werden anschließend in einem ununterbrochenen Vakuumprozeß die Schichten der Elektroden des Tunnelelementes durch schräges Aufdampfen aufgebracht und dazwischen die Schicht einer Tunnelbarriere ausgebildet. Außerdem werden Anschlußleitungen für das Tunnelelement sowie mindestens ein Widerstandselement erstellt. Erfindungsgemäß wird eine Lochmaske (2) mit kanalartigen Öffnungen (3, 4) zur Ausbildung der Anschlußleitungen aufgebaut. Dabei wird zur Ausbildung des Widerstandselementes (10) mindestens eine der Öffnungen (3, 4) auf einer vorbestimmten Länge (e) unterbrochen ausgebildet und an dieser Unterbrechungsstelle (5) parallel versetzt zur Ausdehnungsrichtung dieser Öffnung (3; 4) und dem Kanalstück (6) unterhöhlt ausgebildet wird. Das Widerstandsmaterial wird vor dem Aufdampfen der Schichten (15, 16) des Tunnelelementes und der Anschlußleitungen senkrecht zur Ausdehnungsrichtung der Öffnungen (3, 4) unter schrägem Winkel bezüglich der Substratoberfläche aufgedampft.In the method for producing a Josephson circuit with at least one Josephson tunnel element, a perforated mask with a hole structure adapted to the tunnel element to be produced is first arranged on a substrate and the layers of the electrodes of the tunnel element are then applied in an uninterrupted vacuum process by oblique vapor deposition and in between formed the layer of a tunnel barrier. In addition, connecting lines for the tunnel element and at least one resistance element are created. According to the invention, a perforated mask (2) with channel-like openings (3, 4) for forming the connecting lines is constructed. To form the resistance element (10), at least one of the openings (3, 4) is designed to be interrupted over a predetermined length (e) and at this interruption point (5) offset parallel to the direction of extension of this opening (3; 4) and the channel piece (6 ) is formed undercut. Before the layers (15, 16) of the tunnel element and the connecting lines are vapor-deposited, the resistance material is vapor-deposited perpendicular to the direction of extension of the openings (3, 4) at an oblique angle with respect to the substrate surface.
Description
a) daß in der Lochmaske (2,20) außer einem Loch (21) zur Ausbildung des josephson-Tunnelelementes (47) kanalartige öffnungen (3,4; 25, 26) zur Ausb;ld"ing der Anschlußleitungen (48, 49) vorgesehen werden, wobei zur Ausbildung des Widerstandselemen^es (10) eine der kanalartigen öffnungen (3, 4) auf einer vorbestimmten Länge (e) unterbrochen ausgt jildet wird und an dieser Unterbrechungsstelle (5) parallel versetzt zur Ausdehnungsrichtung dieser kanalartigen öffnung (3, 4) ein den Abmessungen des Widerstandselementes (10) entsprechendes Kanalstück (6) vorgesehen wird,a) that in the shadow mask (2,20) in addition to a hole (21) for forming the Josephson tunnel element (47) channel-like openings (3,4; 25, 26) for Yield; l d "ing of the connection lines (48, 49 ) are provided, with one of the channel-like openings (3, 4) being designed to be interrupted over a predetermined length (e) and offset at this interruption point (5) parallel to the direction of extent of this channel-like opening (3) to form the resistance element (10) , 4) a channel piece (6) corresponding to the dimensions of the resistance element (10) is provided,
b) daß die Lochmaske zumindest zwischen allen Bereichen (5) der kanalartigen öffnungen (3,4) und des Kanalstücks (6) durch eine Unterhöhlung (7, 8) als Schwebemaske (2) ausgebildet wird undb) that the perforated mask at least between all areas (5) of the channel-like openings (3, 4) and the channel piece (6) is formed as a floating mask (2) through a hollow (7, 8) will and
c) daß das als Widerstandselement (10) dienende Material vor dem Aufdampfen der Schichten (15, 16; 37, 43) des Josephson-Tunnelelementes (47) und der Anschlußleitungen (48, 49) zumindest annähernd senkrecht zur Ausdehnungsrichtung der kanalartigen öffnungen (3, 4) der jeweils zugeordneten Anschlußleitung unter vorbesiimmiem schrägen Winkel bezüglich der Subslratoberfläche aufgedampft wird.c) that the material serving as the resistance element (10) prior to the vapor deposition of the layers (15, 16; 37, 43) of the Josephson tunnel element (47) and the connecting lines (48, 49) at least approximately perpendicular to the direction of extent of the channel-like openings (3, 4) of the each associated connecting line at a vorbesiimmiem oblique angle with respect to the Subslratfläche is evaporated.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Loch (21) der Lochstruktur zur Ausbildung des Josephson-Tunnelelementes (47) und den zugeordneten kanalartigen öffnungen (25, 26) zur Ausbildung der Anschlußleitungen (48,49) jeweils eine Brücke (27,28) mit einer von der Aufdampfrichtung abhängigen Ausdehnung (a) ausgebildet wird und daß die Ausbildung der Schicht (40) der Tunnelbarriere zumindest annähernd in Normalenrichtung bezüglich der Oberfläche des Substrates (34) erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that between the hole (21) of the hole structure for forming the Josephson tunnel element (47) and the associated channel-like openings (25, 26) for forming the connecting lines (48, 49) in each case a bridge (27, 28) is formed with an extent (a) dependent on the vapor deposition direction and that the formation of the layer (40) of the tunnel barrier takes place at least approximately in the normal direction with respect to the surface of the substrate (34).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufdampfrichtungen zum Auf-3. The method according to claim 2, characterized in that that the evaporation directions to
dampfen der Materialien der Schichten (37, 43) der Elektroden des Josephson-Tunnelelementes (47) und der Anschlußleitungen (48,49) zumindest annähernd in einer gemeinsamen Hauptausdehnungsrichtung des Loches (21) zur Ausbildung des Tunnelelementes (47) und der kanalartigen öffnungen (25,26) zur Ausbildung der Anschlußleitungen (4,49) liegen.vaporize the materials of the layers (37, 43) of the Electrodes of the Josephson tunnel element (47) and the connecting lines (48, 49) at least approximately in a common main direction of extent of the hole (21) for forming the tunnel element (47) and the channel-like openings (25,26) for the formation of the connecting lines (4,49) lie.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufdampfrichtungen zum Aufdampfen der Elektrodenmaterialien mit der Oberfläche des Substrates (34) jeweils einen vorbestimmten Winkel (α bzw. 180° —α) einnehmen, so daß sich unter den Brücken (27,28) die Schichten (37,43) aus den Elektrodenmaterialien in einem Überlappungsbereich (45) überlappen. 4. The method according to claim 3, characterized in that the evaporation directions for the evaporation of the electrode materials with the surface of the substrate (34) each occupy a predetermined angle (α or 180 ° -α) so that under the bridges (27,28 ) the layers (37, 43) of the electrode materials overlap in an overlap region (45).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufdampfwinkel (α bzw. 180° —cc) und die Ausdehnung (a)der Brücke so gewählt sind, daß eine Ausdehnung (c) des Überlappungsbereiches (45) in Aufdampfrichtung erhalten wird, die mindestens halb so grüß wie die entsprechende Ausdehnung (a) der jeweiligen Brücke (27 bzw. 28) und kleiner als diese Ausdehnung (a) ist.5. The method according to claim 4, characterized in that the vapor deposition angle (α or 180 ° -cc) and the extension (a) of the bridge are chosen so that an extension (c) of the overlap area (45) is obtained in the vapor deposition direction, which is at least half as large as the corresponding extension (a) of the respective bridge (27 or 28) and smaller than this extension (a) .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Länge ßjdes zur Ausbildung des Josephoson-Tunnelelementes (47) dienenden Loches (21) der Lochmaske (20) in Aufdampfrichtung der Elektrodenmaterialien, bei der eine entsprechende Ausdehnung (d) des Josephson-Tunnelelementes (47) mit mindestens einem Drittel der Längendes Loches(21)erhalten wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized by a length ßjdes for forming the Josephoson tunnel element (47) serving hole (21) of the shadow mask (20) in the vapor deposition direction of the electrode materials, in which a corresponding expansion (d) of the Josephson -Tunnel element (47) with at least one third of the length of the hole (21) is obtained.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis b. dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausdehnung (w) von quer zu den Aufdampfungsrichtungcn der Elcktrodenmaterialien verlaufenden Teilen (60 bis 63) der kanalartigen Öffnungen in der Lochmaske (5i) so groß gewählt wird, daß bei den vorgegebenen Aufdampfwinkeln (λ bzw. 180° —λ) bezüglich der Oberfläche des Substrates eine Cberlappung der darin aufgedampften Schichten erhalten wird.7. The method according to any one of claims 1 to b. characterized in that an extension (w) of parts (60 to 63) of the channel-like openings in the perforated mask (5i) running transversely to the vapor deposition directions of the electrode materials is selected to be so large that at the specified vapor deposition angles (λ or 180 ° -λ ) an overlap of the layers vapor-deposited therein is obtained with respect to the surface of the substrate.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Josephson-Schaltung mit mindestens einem Josephson-Tunnelelement und mindestens einem Widerstandselement, wobei das Josephson-Tunnelelement eine auf einem Substrat abgeschiedene supralcitende Schicht einer Basiselektrode, eine Schicht einer Gegenelektrode aus einem supraleitenden Material mit einer sehr geringen Spannungsrelaxation und mit einer mindestens so hohen Sprungtemperatur wie die von Niob sowie eine Schicht einer Tunnelbarrierc zwischen den Schichten der Elektroden enthält, bei welchem Verfahren zunächst auf dem Substrat eine Lochmaske vorbestimmter Dicke und mit einer dem zu erzeugenden Tunnelelement angepaßten Lochstruktur aufgebaut wird, bei dem anschließend in einem ununterbrochenen Vakuumprozeß die Schichten der Elektroden durch schräges Aufdampfen aufgebracht werden und zwischen diesen Aufdampfschritten die Schicht der Tunnclbarriere ausgebildet wird und bei dem Anschlußleitungen für das Josephson-Tunnelelement sowie das Wider-Standselement erstellt werden. Bei diesem Verfahren wird von einem Verfahren zur Herstellung eines Josephson-Tunnelelementes für Josephson-Schaltungcn ausgegangen, das Gegenstand der nicht vorveröffcnt-The invention relates to a method for producing a Josephson circuit with at least one Josephson tunnel element and at least one resistance element, the Josephson tunnel element comprising a supercitic layer of a base electrode deposited on a substrate, a layer of a counter electrode made of a superconducting material with a r very low stress relaxation and with at least as high a transition temperature as that of niobium as well as a layer of a tunnel barrier between the layers of the electrodes, in which method a perforated mask of a predetermined thickness and with a hole structure adapted to the tunnel element to be produced is built up on the substrate which then in an uninterrupted vacuum process the layers of the electrodes are applied by oblique vapor deposition and the layer of the tunnel barrier is formed between these vapor deposition steps and with the connecting lines for the Josephson tunnel lelement as well as the resistance stand element are created. This process is based on a process for the production of a Josephson tunnel element for Josephson circuits, which is the subject of the not previously published
lichten DE-OS 31 28 982 ist.clear DE-OS 31 28 982 is.
Dieses vorgeschlagene Verfahren unterscheidet sich von der sogenannten Schwcberr.asken-Lithographie. wie sie z. B. aus der Veröffentlichung H. D. Hahlbohm, II. Lübbig (Hrgb.). »SQUID '80 - Superconducting Quantum Interference Devices and their Applications«, Berlin 1980, Seiten 399 bis 415, hervorgeht, im wesentlichen dadurch, daß ein Loch die Funktion der bei dem bekannten Verfahren vorgesehenen schwebenden Maskenteilen übernimmt. Mit der Verwendung einer solchen besonderen Lochmaske und des besonderen Materials für die Gegenelektrode läßt sich dann die Sauberkeit bei der Herstellung der Schichten des Josephson-Tunnelelementes bedeutend erhöhen. Die Löcher der Maske lassen sich nämlich besser reinigen als die unter Brücken einer Schwebemaske liegenden Oberflächenteile. Außerdem erfährt die Schicht der Tunnelbarriere keine wesentlichen Veränderungen bei den ständig unier Hochvakuumbedingungen durchzuführenden Verfahrensschrillen; insbesondere tritt keine Interdiffusion mit der sie abdeckenden Schicht der Gegenelektrode auf. Derartige Veränderungen der Tunnelbarrieresschicht werden als eine Ursache für die Erhöhung der Leckströme der nach dem bekannten Schwebeirjaskenvcrfahren hergestellten Josephson-Tunnelelemente angesehen. Die Reproduzierbarkeit sowie die Kennlinien der nach dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellten Tunnelelemente werden also gegenüber den bisher bekannten Elementen wesentlich verbessert Da außerdem die Tunnelbarrieren nicht unter Brücken wie bei dem bekannten Schwebemaskenverfahren, sondern direkt in den Löchern ausgebildet werden, ist ihre Herstellung besonders einfach. Dabei können die Abstände zwischen den benachbarten Löchern sehr klein gehalten werden, so daß eine hohe Integrationsdichte, d. h. eine große Anzahl von Tunnelelementen pro Flächeneinheit, zu erreichen ist. Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich deshalb besonders gut zur Herstellung hochintegrierter I/Ogik- und Speicherschaltungen.This proposed method differs from so-called black mask lithography. how they z. B. from the publication H. D. Hahlbohm, II. Lübbig (Ed.). “SQUID '80 - Superconducting Quantum Interference Devices and their Applications ", Berlin 1980, pages 399 to 415, emerges essentially in that a hole has the function of the floating mask parts provided in the known method takes over. With the use of such a special shadow mask and the special material the cleanliness of the production of the layers of the Josephson tunnel element can then be ensured for the counter electrode significantly increase. The holes in the mask are easier to clean than the ones underneath Bridges of a floating mask lying surface parts. In addition, the layer experiences the tunnel barrier no significant changes in the process steps to be carried out constantly under high vacuum conditions; in particular, no interdiffusion occurs with the layer of the counter electrode that covers them. Such changes in the tunnel barrier layer are considered to be a cause of the increase in leakage currents according to the well-known Schwebeirjask method manufactured Josephson tunnel elements viewed. The reproducibility and the characteristics the tunnel elements produced by the proposed method are therefore compared to the previously known Elements significantly improved. In addition, the tunnel barriers are not under bridges as with the well-known floating mask process, but are formed directly in the holes, is their production particularly easy. The distances between the adjacent holes can be kept very small so that a high integration density, i.e. H. a large number of tunnel elements per unit area, can be achieved. The proposed method is suitable are therefore particularly suitable for the production of highly integrated I / O and memory circuits.
Mit Lc^hmasken gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellte Josephson-Tunnelelemente einer Josephson-Schaltung besitzen jedoch keine Anschlußleitungen, falls man sich bei dem Aufdampfen ihrer Schichten auf eifle Drehung um eine einzige Achse beschränkt. Als Anschlußleitungen sollen dabei auch alle Verbindungsleitungcn zwischen mehreren Josephson-Tunnelclcmcnicn verstanden werden. Diese Anschlußleitungen sind deshalb in einem nachfolgenden Lithographieschrill durch Beschichten, Enlwickcln und Ätzen gesondert herzustellen. Das bedeutet aber, daß für diesen Liihographicschritt die Vakuumbedingungen unterbrochen werden müssen.With masking masks according to the proposed method manufactured Josephson tunnel elements of a Josephson circuit, however, have no connecting lines, if one restricts oneself to a rotation about a single axis in the vapor deposition of their layers. All connecting lines between several Josephson tunnels should also be used as connecting lines be understood. These connecting lines are therefore high-pitched in a subsequent lithography produced separately by coating, developing and etching. But that means that for this Liihographic step the vacuum conditions must be interrupted.
Dasselbe trifft auch für die Herstellung von Widerstandselementen für Josephson-Schaltungen mit nach dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellten Josephson-Tunnelelementen zu. Bei der Herstellung dieser Widerstandselemente ist nämlich ein zusätzlicher Lithographieschritt, z. B. in der sogenannten »Lift-Off-Technik«, erforderlich, um an bestimmten Stellen der Josephson-Schaltung Widerstandsfilme mit definierten Abmessungen zu erzeugen. Werden diese Filme vor den Schichten der Josephson-Elemente auf das Substrat aufgebracht, so ergibt sich das kritische Problem der Reinigung des Substrates vor dem Aufdampfen der Schichtmaterialien der Josephson-Elemente von Resten des I.ifi-Off-Prozcsses. Bei der Herstellung der Filmwiderstände nach dem Ausbilden der Josephson-Elemente ist ein Plasmaätzen der Niob-rilme erforderlich, um Übergangswiderstände durch Niob-Oxidbildung zu vermeiden. Außerdem ergeben sich bei diesem nachträglichen Lilhographicschrilt Schwierigkeiten bei der Wahl der einzelnen Aufdampfrichlungen der verschiedenen Ma's tcrialien.The same also applies to the manufacture of resistance elements for Josephson circuits Josephson tunnel elements manufactured according to the proposed method. In making this Resistance elements is namely an additional lithography step, e.g. B. in the so-called "lift-off technology", required to have resistor films defined at certain points on the Josephson circuit Generate dimensions. If these films are applied to the substrate before the layers of the Josephson elements, this results in the critical problem of cleaning the substrate prior to vapor deposition of the layer materials the Josephson elements from the remains of the I.ifi-off process. When making the film resistors After the Josephson elements have been formed, the niobium films must be plasma etched to create contact resistances to avoid niobium oxide formation. In addition, there are subsequent Lilhographic writes about difficulties in the choice of the individual evaporation filaments of the various Ma's tcrialien.
Für das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung von Josephson-Tunnelelementen von Josephson-Schaltungen sind also nachträgliche Verfahrensschritte zur Herstellung von Anschlußleitungen und von Widerstandselementen erforderlich. Das Verfahren ist deshalb verhältnismäßig aufwendig.For the proposed method for manufacturing Josephson tunnel elements of Josephson circuits are therefore subsequent process steps for the production of connecting lines and resistance elements necessary. The process is therefore relatively complex.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das vorgeschlagene Verfahren so zu verbessern, daß mit ihm eine Josephson-Schaltung, die mindestens ein Josephson-Tunnelelement mit Anschlußleitungen und mindestens ein Widerstandselement enthält, ohne Unterbrechung der Vakuumbedingungen erstellt werden kann.The object of the present invention is to improve the proposed method so that with it a Josephson circuit, the at least one Josephson tunnel element with connecting leads and at least contains a resistance element, can be created without interrupting the vacuum conditions.
Diese Aufgabe wird für das Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Lochmaske außer einem Loch zur Ausbildung des Josephson-Tunnelelementes kanalartt£■ : öffnungen zur Ausbildung der entsprechenden Anschluß!, itungen vorgesehen werden, wobei zur Ausbildung des Widerstandselementes eine der kanalartigen Öffnungen auf einer vorbestimmten Länge unterbrochen ausgebildet wird und an dieser Unterbrechungsstelle parallel versetzt zur Ausdehnungsrichtung dieser kanalartigen öffnung ein den Abmessungen des Widerstandseiementes entsprechendes Kanalstück vorgesehen wird, daß die Lochmaske zumindest zwischen allen Bei eichen der kanalartigen Öffnungen und des Kanalstücks durch eine Unterhöhlung als Schwebemaske ausgebildet wird und daß das als Widerstandselement dienende Material vor dem Aufdampfen der Schichten des Josephson-Tunnelelementes und der Anschlußleitungen zumindest annähernd senkrecht zur Ausdehnungsrichtung der kanalartigen öffnung der jeweils zugeordneten Anschiußieitung unter vorbestimmtem schrägen Winkel bezüglich der Substratoberfläche aufgedampft wird.This object is achieved for the method of the type mentioned according to the invention that in addition to a hole for the formation of the Josephson tunnel element channel type £ ■: openings for the formation of the corresponding connection! Are provided in the shadow mask, one of the channel-like openings is formed interrupted over a predetermined length and at this interruption point, offset parallel to the direction of extent of this channel-like opening, a channel piece corresponding to the dimensions of the resistance element is provided so that the perforated mask is formed at least between all of the channel-like openings and the channel piece through an undercavity as a floating mask and that the material serving as the resistance element is at least approximately perpendicular to the direction of extent of the channel-like opening of the respective z Ordinary connection line is vapor-deposited at a predetermined oblique angle with respect to the substrate surface.
Die Vorteile dieses Verfahrens nach der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, daß aufgrund der besonderen Ausbildung der Schwebemaske die Herstellung sowohl von Filmwiderständen als auch einer gesamten Josephson-Schaltung mit einer einzigen Schwebemaske möglich ist. Dabei werden in einen ersten Aufdampfschritt die Filrnwiderstände unter schrägem Winkel aufgedampft. In einem zweiten und dritten sich anschließenden Aufdampfschritt werden dann wieder unter schrägem Winkel, aber entsprechend einer bevor-The advantages of this method according to the invention are particularly to be seen in the fact that due to the special Formation of the floating mask the production of both film resistors and a whole Josephson circuit with a single floating mask is possible. In a first vapor deposition step the film resistors are vapor-deposited at an oblique angle. In a second and third subsequent Evaporation steps are then again carried out at an inclined angle, but according to a preferred
M zugtcn Ausführungsform senkrecht zur Aufdampfrichtung der Filmwiderstönde, die Josephson-Elemente mit ihren Anschlußleitungen aufgedampft. Es können somit gesonderte Lithographieschritte zur Herstellung der AiKchluBlsitungen und der Widerstandselemente vermieden werden.M zugtcn embodiment perpendicular to the vapor deposition direction the film resistors, the Josephson elements with their connecting lines vapor-deposited. It can thus separate lithography steps for producing the AiKchluBlsitungen and the resistance elements avoided will.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens nach der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous further developments of the method according to the invention emerge from the subclaims.
Zur Erläuterung von Ausführungsbeispielen des Verfahrens nach der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in derenTo explain exemplary embodiments of the method according to the invention, reference is made to the drawing taken, in their
Fig. 1 ein Ausschnitt aus einer für das Verfahren nach der Erfindung geeigneten Schwebemask?; veranschaulicht ist. In1 shows a section of a floating mask suitable for the method according to the invention; illustrated is. In
Fig.2 ist ein weiterer Ausschnitt aus dieser Maske dargestellt, währen J irFIG. 2 shows a further section from this mask, while J ir
Fig. 3 die wesentlichen Verfahrensschritte zur Herstellung eines Josephson-Tunnelclementes mit dieser Maske angedeutet sind.3 shows the essential process steps for production a Josephson tunnel element with this mask are indicated.
F i g. 4 zeigt eine Schwebemaske zur Erstellung einer ganzen Josephson-Schaltung.F i g. 4 shows a floating mask for creating an entire Josephson circuit.
Aus der Aufsicht der Fig. 1 geht ein Ausschnitt aus einer Schwebemaske 2 hervor, die zur Herstellung eines Teils einer Josephson-Schaltung dient. Der damit herstellbare Teil dieser Schaltung umfaßt zwei Anschlußleitungsteile für mindestens ein Josephson-Tunnelelement sowie ein Widerstandselement. Aus der Fig. 1 ist nicht nur die entsprechende Schwebemaske 2 ersichtlich, sondern es sind auch die mit dieser Maske auf einer unter ihr angeordneten Oberfläche eiines Substrates auszubildenden Schichten dieses Schaltungsteils veranschaulicht. A section is based on the top view of FIG. 1 a floating mask 2, which is used to manufacture part of a Josephson circuit. The one that can be produced with it Part of this circuit comprises two connecting line parts for at least one Josephson tunnel element as well as a resistance element. From Fig. 1 is not only the corresponding floating mask 2 can be seen, but there are also those with this mask on one below their arranged surface of a substrate to be formed layers of this circuit part illustrates.
Die Schwebemaske 2 weist zwei kanalartige öffnungen 3 und 4 auf, die sich in gleicher Ausdehnungsrichtung hintereinander erstrecken, auf einer vorbestimmten Länge e voneinander getrennt sind und gleiche Breite b haben. Die Abmessungen dieser öffnungen hängt insbcioricici c vuti uer Geometrie der zu erstellenden Anschlußleitungen und dem jeweiligen Winkel ab, unter dem die Schichten dieser Leitungen schräg aufgedampft werden. Dabei ist angenommen, daß das Aufdampfen dieser Schichten in der gemeinsamen Ausdehnungsrichtung der kanalartigen öffnungen 3 und 4 vorgenommen wird. An der mit 5 bezeichneten Unterbrechungsslelle zwischen den beiden kanalartigen öffnungen 3 und 4 ist parallel zu diesen öffnungen und seitlich um eine vorbestimmte Strecke s versetzt ein kurzes Kanalstück 6 vorgesehen, das zur Herstellung eines Widerstandselementes dienen so!!. Wie in der Figur ferner durch gestrichelte Linien 7 und 8 angedeutet ist, soll die Maske 2 in dem zwischen diesen Linien liegenden Bereich, der somit die kanalartigen öffnungen 3 und 4 sowie das Kanalstück 6 umfaßt, unterhöhlt sein. Die Maske 2 stellt somit in diesem Bereich den Teil einer Schwe:bemaske dar.The floating mask 2 has two channel-like openings 3 and 4, which extend one behind the other in the same direction of extent, are separated from one another over a predetermined length e and have the same width b . The dimensions of these openings depend in particular on the geometry of the connection lines to be created and the respective angle at which the layers of these lines are vapor-deposited at an angle. It is assumed here that the vapor deposition of these layers is carried out in the common direction of extent of the channel-like openings 3 and 4. At the interruption point denoted by 5 between the two channel-like openings 3 and 4 , a short channel piece 6 is provided parallel to these openings and laterally offset by a predetermined distance s , which serves to produce a resistance element so !!. As is also indicated in the figure by dashed lines 7 and 8, the mask 2 should be undercut in the area lying between these lines, which thus includes the channel-like openings 3 and 4 and the channel piece 6. The mask 2 thus represents part of a welding mask in this area.
Nach der Erstellung dieser Schwebemaske 2 über der Oherfjächc des Substrates wird nun zunächst das Widerstandsmaterial des zu erstellenden Widcrstandselcmentes unter schrägem Winkel und senkrecht zur Ausdehnungsrichtung der kanalartigen öffnungen 3 und 4 und des Kanalstücks 6 aufgedampft. Die in die Substratebene projizierte Aufdampfrichtung ist in der F i g. 1 durch gepfeilte Linien 9 veranschaulicht Dadurch entsteht an der Unterbrechungsstelle 5 ein Widerstandselement 10 in Form eines Streifens. Der Aufdampfwinkel bzgl. der Substratoberfläche ist dabei so gewählt, daß dieser Streifen in einer Verbindungslinie der beiden kanalartigen öffnungen 3 und 4 zu liegen kommt Bei diesem Aufdampfvorgang entstehen außerdem parallel zu den kanalartigen öffnungen 3 und 4 versetzte und unterbrochene Widers-.andsstreifen 11 und 12. Diese Streifen sind ohne Funktion und stören bei der Erstellung der Schaltung nicht. Anschließend werden als Anschlußleitungen dienende supraleitende Filme schräg zu der Substratoberfläche und senkrecht zur Aufdampfrichtung des Widerslandsmaterials aufgedampft. Die beiden Aufdampfrichtungen sind in der F i g. 1 durch in die Substratebene projizierte gepfeilte Linien 13 bzw. 14 veranschaulicht Bei den angenommenen zwei Aufdampfwinkeln entstehen dann die durch in der F i g. 1 verschiedene Schraffur veranschaulichten Filmstreifen. Diese Filmstreifen sind in der Fig. I mit 15 bzw. 16 bezeichnet Dabei kann ein guter Kontakt dieser Filmstreifen 15 oder 16 aus supraleitendem Material und dem Widerstandslement 10 durch Aufdampfen im Hochvakuum und durch die Ausbildung ausreichend großer Oberlappzonen YI bzw. 18 der supraleitenden Filme mit dem Widerstandselement gewährleistet werden. After this floating mask 2 has been created over the surface of the substrate, the resistor material of the resistor element to be created is first vapor-deposited at an oblique angle and perpendicular to the direction of extension of the channel-like openings 3 and 4 and the channel piece 6. The vapor deposition direction projected into the substrate plane is shown in FIG. 1 illustrated by arrow lines 9. This creates a resistance element 10 in the form of a strip at the interruption point 5. The vapor deposition angle with respect to the substrate surface is selected so that this strip comes to lie in a connecting line between the two channel-like openings 3 and 4 These strips have no function and do not interfere with the creation of the circuit. Subsequently, superconducting films serving as connecting lines are vapor deposited obliquely to the substrate surface and perpendicular to the vapor deposition direction of the opposing material. The two evaporation directions are shown in FIG. 1 illustrated by arrowed lines 13 and 14 projected into the substrate plane. With the two vapor deposition angles assumed, the values shown in FIG. 1 different hatching illustrated film strips. These film stripes are shown in Fig. I, 15 and 16 designates this case, a good contact of the film strip 15 or 16 of superconducting material and the Widerstandslement 10 by vapor deposition in a high vacuum and by forming a sufficiently large Oberlappzonen YI and 18 of the superconducting films with the resistance element can be guaranteed.
Die Herstellung der als Anschlußleitungen von Josephson-Tunnelelementen dienenden Schichten 15 und 16 geht aus den Darstellungen der F i g. 2 und 3 niiher hervor.The manufacture of the connecting lines for Josephson tunnel elements Serving layers 15 and 16 can be seen from the representations of FIG. 2 and 3 closer emerged.
Aus der Aufsicht der Fig. 2 ist ein weiterer Ausschnitt der Maske 2 gemäß Fig. I ersichtlich. Der dargestellte und mit 20 bezeichnete Ausschnitt aus der Maske dient zur Herstellung eines Josephson-Tunnelelementes mit Anschlußleitungen als Teil einer Josephson-Schaltung. Die Maske 20 weist ein rechteckiges Loch 21 auf, dessen Längsseiten 22 eine Länge / und dessen Breitseiten 23 eine Breite b haben. Die Abmessungen des Loches hängen insbesondere von der Gcometric des zu erstellenden Josephson-Tunnclelcmenics und dem jeweiligen Winkel ab. unier dem die Schichten der Elektroden dieses Elementes schräg aufgedampft werden. Hierbei ist angenommen, daß das Aufdampfen in Richtung der größten Abmessung des Loches 21, also in Ausdehnungsrichtung der Längsseiten 22 vorgenommen wird. Außerdem weist die Maske 20 zwei kanalartige, sich in Aufdampfungsrichtung erstreckende öffnungen 25 und 26 auf, die zur Erstellung der Anschlußleitungen für das Josephson-Tunnelelement dienen. Bei diesenA further section of the mask 2 according to FIG. 1 can be seen from the top view of FIG. 2. The section from the mask shown and labeled 20 is used to produce a Josephson tunnel element with connecting lines as part of a Josephson circuit. The mask 20 has a rectangular hole 21, the longitudinal sides 22 of which have a length / and the broad sides 23 of which have a width b . The dimensions of the hole depend in particular on the gcometric of the Josephson tunneling system to be created and the respective angle. with which the layers of the electrodes of this element are vapor-deposited at an angle. It is assumed here that the vapor deposition is carried out in the direction of the largest dimension of the hole 21, that is to say in the direction in which the longitudinal sides 22 extend. In addition, the mask 20 has two channel-like openings 25 and 26 which extend in the vapor deposition direction and which serve to create the connecting lines for the Josephson tunnel element. With these
kanalartigen öffnungen kann es sich um die Öffnungen 3 oder 4 gemäß Fig. 1 handeln. Die kanalartigen Öffnungen 25 und 26 haben etwa die gleiche Breite b wie das Loch Zi für die Ausbildung des Tunneielementes. Sie sind von diesem Loch jeweils über eine Brücke 27 bzw. 28 getrennt. Dabei ist die Breitseite 30 jeder dieser öffnungen 25,26 von der zugewandten Breitseite 23 des Loches 21 mit einem vorbestimmten Abstand a entfernt. Wie in der Fig. 2 ferner durch gestrichelte Linien 31 und 32 angedeutet ist, ist die Maske 20 in dem zwischen diesen Linien liegenden Bereich unterhöhlt. Die Maske 20 stellt somit auch in diesem Bereich den Teil einerChannel-like openings can be openings 3 or 4 according to FIG. 1. The channel-like openings 25 and 26 have approximately the same width b as the hole Zi for the formation of the tunnel element. They are separated from this hole by a bridge 27 and 28, respectively. The broad side 30 of each of these openings 25, 26 is removed from the facing broad side 23 of the hole 21 at a predetermined distance a . As is further indicated in FIG. 2 by dashed lines 31 and 32, the mask 20 is undercut in the area lying between these lines. The mask 20 thus also represents part of a in this area
Bei der Herstellung des Josephson-Tunnclclemcnics mit Anschlußleitungen und Widerstandselementcn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird von dem Herstellungsverfahren ausgegangen, wie es in der eingangs genannten DE-OS 31 28 982 beschrieben ist. Dementsprechend umfaßt das Verfahren im wesentlichen zwei Verfahrensschritte, nämlich zunächst den Aufbau der Lochmaske und daran anschließend die Ausbildung der Widerstandselemente sowie des mindestens einen Tunnelelementes und der Anschiußieitungen. Beide Verfahrensschritte sind in dem in Fig.3 dargestellten Querschnitt längs der in Fig.2 mit W-III bezeichneten Schnittlinie schematisch angedeutet, soweit sie die H-rstellung eines Josephson-Tunnelelementes mit seinen Anschlußleitungen betreffen.In the manufacture of the Josephson Tunnclemcnics with connecting leads and resistance elements according to the method according to the invention is related to the manufacturing method assumed, as described in DE-OS 31 28 982 mentioned above. Accordingly the process essentially comprises two process steps, namely first the construction of the Perforated mask and then the formation of the resistance elements and the at least one tunnel element and the connection lines. Both process steps are shown in the cross section shown in FIG indicated schematically along the section line designated by W-III in FIG concern a Josephson tunnel element with its connecting lines.
In dem ersten Verfahrensschritt wird die Lochmaske 20 auf dem Substrat 34 erstellt, das mehrschichtig aufgcbaut ist und einen Trägerkörper aus Silizium enthält, auf dem eine eine Grundebene bildende dünne Schicht aus einem supraleitenden Material, wie z. B. aus Niob, aufgedampft ist Diese Grundebene ist ihrerseits mit einer dünnen Isolierschicht, die aus Si, SiO oder SiO2 bestehen kann, abgedeckt Zur Ausbildung der Lochmaske 20 wird auf dieser Isolierschicht des Substrates 34 zunächst ein in der Figur nicht dargestellter Sockel aus Polysilizium aufgebracht Dieser Sockel wird dann noch mit einer Deckschicht aus Aluminium versehen. Anschließend wird in bekannter Weise diese Deckschicht mit einem Fotolack bedeckt der durch eine Maske kontaktbelichtet wird, die eine den geometrischen Formen des herzustellenden Josephson-Tunnelelementes und dessen An-In the first method step, the perforated mask 20 is created on the substrate 34, which has a multilayer structure and contains a carrier body made of silicon, on which a thin layer forming a base plane is made a superconducting material, such as. B. made of niobium, is vapor-deposited. This ground plane is in turn with a thin insulating layer made of Si, SiO or SiO2 can, covered To form the shadow mask 20, the substrate 34 is first placed on this insulating layer a base, not shown in the figure, made of polysilicon is applied. This base is then also provided with a Top layer made of aluminum. This top layer is then in a known manner with a Photoresist covered, which is contact exposed through a mask, which is one of the geometrical shapes of the to be produced Josephson tunnel element and its
Schlußleitungen und Widerstandselementen angepaßte l.ochstruktur hat. Nach dem Entwickeln der belichteten
Teile des Fotolacks wird dann eine Lochstruktur in der l.aekschicht von gleicher Geometrie wie die Lochstruktur
der Maske erhallen. In den Lacklöchern wird dann die Deckschicht aus Aluminium durch Plasmaätzen entfernt,
so daß sich die aus den Fi g. 2 und 3 ersichtliche Slrukli'r der Lochmaske 20 ergibt. Die verbleibenden
l.ackschiehtcn können danach in einem TrockenätzprozcU oder in einem Lösungsmittel ebenfalls entfernt werden.
Anschließend wird das Material des Sorkels in dem Loch 21 sowie in den kanalartigen öffnungen 25 und 26
in einem Trockenätzprozeß weggeätzt. Dabei wird das in F i g. 2 angedeutete Unterätzprofil erzeugt, wobei die
schwebenden Brücken 27 und 28 ausgebildet werden.
Mit der so erhaltenen Lochmaske 20, deren BrückenTerminal lines and resistance elements has adapted hole structure. After the exposed parts of the photoresist have been developed, a hole structure of the same geometry as the hole structure of the mask is then produced in the layer. In the lacquer holes, the top layer of aluminum is then removed by plasma etching, so that the from the Fi g. 2 and 3 evident slrukli'r of the perforated mask 20 results. The remaining layers of lacquer can then also be removed in a dry etching process or in a solvent. The material of the sorkel is then etched away in the hole 21 and in the channel-like openings 25 and 26 in a dry etching process. This is shown in FIG. 2 undercut profile indicated is generated, the floating bridges 27 and 28 being formed.
With the thus obtained shadow mask 20, its bridges
27 und 28 in einer Höhe h gegenüber der Substratoberfläche angeordnet sind, werden zur Herstellung des Tunnelelementes die Schichten des zu erstellenden Josephson-Tunnelelementes und seiner Anschlußleitungen unter Hochvakuumbedingungen aufgebracht. Hierzu wird zunächst, wie in der Figur durch gepfeilte Linien27 and 28 are arranged at a height h opposite the substrate surface, the layers of the Josephson tunnel element to be produced and its connecting lines are applied under high vacuum conditions to produce the tunnel element. For this purpose, first, as in the figure by arrow lines
36 angedeutet ist, auf das Substrat 34 bis auf durch die Brücken 27 und 28 abgeschattete Bereiche eine Schicht36 is indicated, a layer on the substrate 34 except for areas shaded by the bridges 27 and 28
37 aus dem Material für eine Basiselektrode, insbesondere aus Niob, aufgedampft. Die Aufdampfrichtung des Materials dieser Schicht bildet dabei mit der Ebene der zu bedampfenden Oberfläche des Substrates einen Winkel i\, wobei die Aufdampfrichtung in der Ausdehnungsrichtung des Loches 21 bzw. der öffnungen 25 und 26 liegt. 7 ir anschließenden Ausbildung einer Tunnelbarrierenschicht können beispielsweise besondere Schichten aus geeigneten Materialien wie Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder Siliziumkarbid auf die Schicht 37 der Basiselektrode aufgedampft werden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist jedoch angenommen, daß die Tunnelbarrierenschicht durch Oxidation hergestellt wird. Hierzu wird das Substrat 34 mit seiner Schicht 37 einem Beschüß mit Sauerstoffionen ausgesetzt, wobei die in der Figur durch gepfeilte Linien 39 dargestellten Teilchenstrahlen zumindest weitgehend senkrecht bezüglich der zu beschichtenden Oberfläche ausgerichtet sind. Auf der bereits abgeschiedenen Schicht 37 aus dem Basiselcktrodenmaierial wird so eine Oxidschicht 40 erhalten, wobei durch die Brücken 27 und 28 abgeschatteten F-'liichcnteile ausgespart sind. Nach Abschluß der Oxidation wird schließlich, wir in der Fig. 3 durch gepfeilte Linien 42 angedeutet ist, eine als Gegenelektrode dienende Schicht 43 aufgedampft. Die Bedampfungsrichtung für das Material der Gegenelektrode bildet dabei mit der Bedampfungsebene einen Winkel von 180° —«, wobei die Bedampfungsrichtung in der gleichen Ebene wie die Bedampfungsrichtung für das Basiselektrodenmaterial liegt Als Material der Gegenelektrodenschicht 43 wird ein supraleitendes Material gewählt, das zum einen eine Sprungtemperatur hat, die mindestens so hoch wie die des Materials der Schicht 37 der Basiselektrode ist Außerdem soll dieses Material mit dem Material der Schicht 40 bei seinem Aufbringen praktisch nicht reagieren. Darüber hinaus werden als Materialien für die beiden Elektroden Materialien gewählt, die nur eine sehr geringe Spannungsrelaxation zeigen.37 made of the material for a base electrode, in particular made of niobium, vapor-deposited. The direction of vapor deposition of the material of this layer forms an angle i \ with the plane of the surface of the substrate to be vaporized, the direction of vapor deposition lying in the direction of extent of the hole 21 or the openings 25 and 26. In the subsequent formation of a tunnel barrier layer, for example, special layers made of suitable materials such as silicon oxide, silicon nitride or silicon carbide can be vapor-deposited onto layer 37 of the base electrode. According to the exemplary embodiment, however, it is assumed that the tunnel barrier layer is produced by oxidation. For this purpose, the substrate 34 with its layer 37 is exposed to bombardment with oxygen ions, the particle beams shown in the figure by arrow lines 39 being aligned at least largely perpendicularly with respect to the surface to be coated. An oxide layer 40 is thus obtained on the layer 37 of the base electrode material that has already been deposited, with light parts shaded by the bridges 27 and 28 being left out. After completion of the oxidation, as indicated in FIG. 3 by arrow lines 42, a layer 43 serving as a counter electrode is vapor deposited. The Bedampfungsrichtung for the material of the counter electrode forms with the Bedampfungsebene an angle of 180 ° - «, said Bedampfungsrichtung in the same plane as the Bedampfungsrichtung for the base electrode material is as the material of the counter electrode layer 43, a superconducting material is selected, the one for a jump temperature which is at least as high as that of the material of the layer 37 of the base electrode. In addition, this material should practically not react with the material of the layer 40 when it is applied. In addition, materials are chosen as materials for the two electrodes that show only a very low stress relaxation.
Wie aus F i g. 3 ferner hervorgeht, läßt sich durch eine geeignete Wahl der Ausdehnung a der Brücken 27 undAs shown in FIG. 3 can also be seen through a suitable choice of the extension a of the bridges 27 and
28 in Aufdampfungsrichtung, der entsprechenden Länge /des Loches 2i sowie des Aufdampfwinkeis * bei gegebener Höhe h der Brücken 27 und 28 über der Substratoberfläche erreichen, daß sich unter den Brücken die Schichten 37 und 43 aus den Materialien der beiden Elektroden in einem Überlappungsbereich 45 überlappen. Da in den Überlappungsberei' hen 45 keine Oxidschicht 40 ausgebildet ist, liegen dort die beiden Schichten 37 und 43 unmittelbar aneinander, so daß sich eine leitende Verbindung ergibt. Diese Bereiche 45 stellen die Verbindung zwischen den einzelnen Elektroden 37 und 43 des in einem Bereich 46 in dem Loch 21 ausgebildeten Josephson-Tunnelelementes 47 und zwischen den28 in the vapor deposition direction, the corresponding length / of the hole 2i and the vapor deposition angle * for a given height h of the bridges 27 and 28 above the substrate surface, the layers 37 and 43 made of the materials of the two electrodes overlap in an overlap area 45 under the bridges . Since no oxide layer 40 is formed in the overlapping areas 45, the two layers 37 and 43 lie directly against one another there, so that a conductive connection results. These areas 45 provide the connection between the individual electrodes 37 and 43 of the Josephson tunnel element 47 formed in an area 46 in the hole 21 and between the
ίο als Anschlußleitungen 48 bzw. 49 in den kanalartigen öffnungen 25 und 26 aufgedampften Schichten 37 und 43 dar. Zwar sind diese Schichten der Anschlußleitungen durch die Oxidschicht 40 in den Bereichen der kanalartigen öffnungen 25 und 26 getrennt; da jedoch zwischen ihnen ein großflächiger Josephson-Übergang ausgebildet ist, tragen sie beide zur Stromführung bei.ίο as connecting lines 48 and 49 in the channel-like Openings 25 and 26 are vapor-deposited layers 37 and 43. Admittedly, these layers are the connecting lines separated by the oxide layer 40 in the areas of the channel-like openings 25 and 26; However, since a large-area Josephson junction is formed between them, they both contribute to the conduct of current.
Vorteilhaft wird der Bedampfungswinkel λ für eine vorgegebene Höhe h so eingestellt, daß eine Ausdehnung c der Überlappungsbereiche 45 in Atifdamnfrinhtung erhalten wird, die mindestens halb so groß wie die entsprechende Ausdehnung a der Brücken 27 und 28, jedoch kleiner als a ist, d. h. daß gilt: a > c < a/2. Zweckmäßig sollte außerdem für das Loch 21 der Maske 20 eine solche Länge /vorgesehen werden, daß sich eine entsprechende Ausdehnung d des |osephson-Tunnelelementes 47 ergibt, die mindestens ein Drittel der Länge / beträgt, d. h. daß gilt: d > V1. Bei diesen Verhältnissen ist eine saubere Ausbildung des Josephson-Tunnelelementes und seiner Anschlußleitungen gewährleistet. Advantageously, the vaporization angle λ is set for a given height h so that an extension c of the overlapping areas 45 is obtained in Atifdamnfrinhtung, which is at least half as large as the corresponding extension a of the bridges 27 and 28, but smaller than a, that is, that applies : a> c < a / 2. In addition, a length / should expediently be provided for the hole 21 of the mask 20 that the result is a corresponding extension d of the osephson tunnel element 47 which is at least one third of the length /, ie the following applies: d> V 1 . With these conditions, a clean formation of the Josephson tunnel element and its connecting lines is guaranteed.
Aus den Fig. I bis 3 gehen Ausschnitte von Schwebemasken hervor, mit denen jeweils Teile einer Josephson-Schaltung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu erstellen sind. Mit diesem Verfahren lassen sich vorteilhaft in einem ununterbrochenen Vakuumprozeß die Schichten der E.'ektroden und die Tunnelbarrierenschicht eines oder mehrerer Josephson-Tunnelelemente, die entsprechenden Anschlußleitungen sowie Widerstandselemente herstellen. In F i g. 4 ist als Aufsicht ein Ausführungsbeispiel einer Maske 51 dargestellt, mit der sich eine vollständige Josephson-Schaltung, ein sogenanntes »current-injection-Gatter« nach dem Verfahren gemäß der Erfindung herstellen läßt. Ein solches Gatter ist z. B. der Literaturstelle »Appl. Phys. Lett.«, Vol.39 (1981), Seiten 653 bis 655 zu entnehmen. Diese Schaltung enthält vier Josephson-Tunnclclemente. r}nnir»nt«:nn»£n£n/i weist die Lochmaske 5! vier im ws sentlichcn gleiche, durch gestrichelte Linien 52 bis 55 umgrenzte Bereiche auf, die im wesentlichen dem inExcerpts from floating masks are shown in FIGS out, with each of which parts of a Josephson circuit according to the method according to the invention create are. This method can advantageously be used in an uninterrupted vacuum process Layers of the E. electrodes and the tunnel barrier layer of one or more Josephson tunnel elements, Establish the appropriate connection lines and resistor elements. In Fig. 4 is used as a supervisor Embodiment of a mask 51 shown with which a complete Josephson circuit, a so-called Can produce "current injection gate" by the method according to the invention. One such Gate is z. B. the reference »Appl. Phys. Lett. «, Vol. 39 (1981), pages 653 to 655. This circuit contains four Josephson tunnel elements. r} nnir »nt«: nn »£ n £ n / i shows the shadow mask 5! four in ws essentially the same areas, delimited by dashed lines 52 to 55, which are essentially the same as in
so F i g. 2 gezeigten Ausschnitt aus einer Maske 20 entsprechen. Mit Fig.2 übereinstimmende Teile sind deshalb mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Jeder dieser Bereiche umfaßt somit auch zwei kanalartige Öffnungen 25 und 26, die in Aufdampfungsrichtung verlaufen. Außerdem enthält die Schaltung drei Widerstandselemente, die in den Anschluß- bzw. Verbindungsleitungen zwischen diesen Josephson-Tunnelelementen angeordnet sind. Dementsprechend weist die Maske 51 noch durch gestrichelte Linien 56 bis 58 umgrenzte Widerstandsbereiche auf. Diese Widerstandsbereiche entsprechen im wesentlichen dem in F i g. 1 gezeigten Ausschnitt aus der Schwebemaske 2. Für die mit F i g. 1 übereinstimmenden Teile sind deshalb die gleichen Bezugszeichen gewähltso F i g. 2 correspond to the excerpt from a mask 20 shown. Parts that correspond to FIG. 2 are therefore provided with the same reference numerals. Each of these areas thus also includes two channel-like openings 25 and 26 which run in the direction of vapor deposition. In addition, the circuit contains three resistance elements which are arranged in the connecting lines between these Josephson tunnel elements. Accordingly, the mask 51 also has resistance areas delimited by dashed lines 56 to 58. These resistance ranges essentially correspond to that in FIG. 1 shown excerpt from the floating mask 2. For the with F i g. 1 corresponding parts are therefore given the same reference numerals
Wie aus F i g. 4 ferner hervorgeht, sind noch quer zur Aufdampfungsrichtung für das Elektrodenmaterial der josephson-Tunnelelemente ausgerichtete Querkanäle 60 bis 63 vorgesehen, mit denen die einzelnen Teile derAs shown in FIG. 4 also shows, are still transverse to Direction of vapor deposition for the electrode material of the Josephson tunnel elements aligned transverse channels 60 to 63 are provided with which the individual parts of the
Vl,Vl,
Schaltung zu der Schaltung verknüpft sind. Zur Erstellung einer Eingangs- bzw. Ausgangsleitung für die Schaltung sind außerdem in diese Aufdampfungsrichtung weisende Anschlußkanäie 64 bzw. 65 vorgesehen, die in die Querkanäle 60 bzw. 61 einmünden.Circuit are linked to the circuit. To create an input or output line for the Connection channels 64 and 65 pointing in this direction of vapor deposition are also provided, which open into the transverse channels 60 and 61, respectively.
Mit den Querka.nälen 62 und 63 sind außerdem erforderliche Gate-Leitungen zu erstellen.With the transverse channels 62 and 63 are also required Create gate lines.
Die mit w bezeichnete Ausdehnung der Querkanäle 60 bis 63 in Aufdampfungsrichtung des Elektrodenmaterials wird vorteilhaft als so groß gewählt, daß sich bei der vorgesehenen schrägen Auidampfung der beiden Schichten der Elektroden diese auch innerhalb dieser Kanäle überlappen, um so die Ausbildung von nicht-leitenden Bereichen zwischen den aufgedampften Schichten zu vermeiden.The extension of the transverse channels 60 to 63 in the direction of vapor deposition of the electrode material, denoted by w , is advantageously chosen to be so large that, with the intended inclined vapor deposition of the two layers of the electrodes, these also overlap within these channels so as to create non-conductive areas between to avoid the vapor-deposited layers.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Kt-Kt-
2525th
4040 4545
6060
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3220211A DE3220211C2 (en) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | Method for producing a Josephson circuit with at least one Josephson tunnel element and at least one resistance element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3220211A DE3220211C2 (en) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | Method for producing a Josephson circuit with at least one Josephson tunnel element and at least one resistance element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3220211A1 DE3220211A1 (en) | 1983-12-01 |
| DE3220211C2 true DE3220211C2 (en) | 1985-09-05 |
Family
ID=6164804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3220211A Expired DE3220211C2 (en) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | Method for producing a Josephson circuit with at least one Josephson tunnel element and at least one resistance element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3220211C2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3128982C2 (en) * | 1981-07-22 | 1985-12-12 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Process for the production of at least one Josephson tunnel element |
-
1982
- 1982-05-28 DE DE3220211A patent/DE3220211C2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3220211A1 (en) | 1983-12-01 |
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