JP2000277820A - 超伝導接合素子及びその製造方法 - Google Patents
超伝導接合素子及びその製造方法Info
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- JP2000277820A JP2000277820A JP11083243A JP8324399A JP2000277820A JP 2000277820 A JP2000277820 A JP 2000277820A JP 11083243 A JP11083243 A JP 11083243A JP 8324399 A JP8324399 A JP 8324399A JP 2000277820 A JP2000277820 A JP 2000277820A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温超伝導体を電極に用いたジョセフソン接
合を有する超伝導接合素子において、接合界面を垂直に
近い急峻な構造にしうるとともに安定して接合を形成し
うる超伝導接合素子の構造及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 基板１０上に、超伝導材料に対してバリ
アとして機能するバリア材料よりなる膜１２を介して形
成された超伝導層１８と、超伝導層１８の側壁に形成さ
れ、バリア材料よりなり、バリアとして機能するバリア
層１４と、基板１０上に形成され、バリア層１４を介し
て超伝導層１８の側壁に接合された超伝導層２６とを有
する。
合を有する超伝導接合素子において、接合界面を垂直に
近い急峻な構造にしうるとともに安定して接合を形成し
うる超伝導接合素子の構造及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 基板１０上に、超伝導材料に対してバリ
アとして機能するバリア材料よりなる膜１２を介して形
成された超伝導層１８と、超伝導層１８の側壁に形成さ
れ、バリア材料よりなり、バリアとして機能するバリア
層１４と、基板１０上に形成され、バリア層１４を介し
て超伝導層１８の側壁に接合された超伝導層２６とを有
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温超伝導体を用
いた超伝導接合素子及びその製造方法に関する。
いた超伝導接合素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高速・低消費電力の集積回路を目
指し、様々な超伝導接合が作成されている。
指し、様々な超伝導接合が作成されている。
【０００３】高温超伝導体を用いた従来の超伝導接合素
子について図１４を用いて説明する。
子について図１４を用いて説明する。
【０００４】ＳｒＴｉＯ3（ＳＴＯ）基板１１０上に
は、ＹＢＣＯ（Yttrium Barium CopperOxiide）膜より
なる超伝導層１１４が形成されている。超伝導層１１４
上には、ＰＢＣＯ（Praseodymium Barium Copper Oxid
e）よりなる層間絶縁膜１１８が形成されている。超伝
導層１１４及び層間絶縁膜１１８は、端部が所定の角度
で傾斜するようにパターニングされている。超伝導層１
１４及び層間絶縁膜１１８が形成されたＳＴＯ基板１１
０上には、全面を覆うようにＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3にＳｎＯ
2を含有させたもの）よりなるバリア層１２０が形成さ
れている。バリア層１２０上には、ＹＢＣＯよりなる超
伝導層１２２が形成されている。
は、ＹＢＣＯ（Yttrium Barium CopperOxiide）膜より
なる超伝導層１１４が形成されている。超伝導層１１４
上には、ＰＢＣＯ（Praseodymium Barium Copper Oxid
e）よりなる層間絶縁膜１１８が形成されている。超伝
導層１１４及び層間絶縁膜１１８は、端部が所定の角度
で傾斜するようにパターニングされている。超伝導層１
１４及び層間絶縁膜１１８が形成されたＳＴＯ基板１１
０上には、全面を覆うようにＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3にＳｎＯ
2を含有させたもの）よりなるバリア層１２０が形成さ
れている。バリア層１２０上には、ＹＢＣＯよりなる超
伝導層１２２が形成されている。
【０００５】こうして、傾斜面（ランプエッジ）におい
てバリア層１２０を介して超伝導層１１４、１２２が接
合された、ランプエッジ型ジョセフソン接合を有する超
伝導接合素子が構成されていた。
てバリア層１２０を介して超伝導層１１４、１２２が接
合された、ランプエッジ型ジョセフソン接合を有する超
伝導接合素子が構成されていた。
【０００６】次に、図１４に示す従来の超伝導接合素子
の製造方法について図１５を用いて説明する。
の製造方法について図１５を用いて説明する。
【０００７】まず、ＳＴＯ基板１１０上に、例えばレー
ザーアブレーション（Laser Ablation）法により、ＹＢ
ＣＯ膜１１２及びＰＢＣＯ膜１１６を堆積する（図１５
（ａ））。
ザーアブレーション（Laser Ablation）法により、ＹＢ
ＣＯ膜１１２及びＰＢＣＯ膜１１６を堆積する（図１５
（ａ））。
【０００８】次いで、ＰＢＣＯ膜１１６及びＹＢＣＯ膜
１１２を、例えばＡｒイオンミリングにより、端部の傾
斜角が例えば約６０°となるようにパターニングする。
こうして、ＳＴＯ基板１１０上に、ＹＢＣＯ膜１１２よ
りなる超伝導層１１４と、ＰＢＣＯ膜１１６よりなる層
間絶縁膜１１８とを形成する（図１５（ｂ））。
１１２を、例えばＡｒイオンミリングにより、端部の傾
斜角が例えば約６０°となるようにパターニングする。
こうして、ＳＴＯ基板１１０上に、ＹＢＣＯ膜１１２よ
りなる超伝導層１１４と、ＰＢＣＯ膜１１６よりなる層
間絶縁膜１１８とを形成する（図１５（ｂ））。
【０００９】次いで、全面に、例えばレーザアブレーシ
ョン法により、ＩＴＯ膜を堆積する。こうして、ＩＴＯ
よりなるバリア層１２０を形成する（図１５（ｃ））。
ョン法により、ＩＴＯ膜を堆積する。こうして、ＩＴＯ
よりなるバリア層１２０を形成する（図１５（ｃ））。
【００１０】次いで、バリア層１２０上に、例えばレー
ザーアブレーション法により、ＹＢＣＯ膜を堆積する。
こうして、ＹＢＣＯよりなる超伝導層１２２を形成する
（図１５（ｄ））。
ザーアブレーション法により、ＹＢＣＯ膜を堆積する。
こうして、ＹＢＣＯよりなる超伝導層１２２を形成する
（図１５（ｄ））。
【００１１】このようにして、バリア層１２０を介して
超伝導層１１４、１２２が接合されたランプエッジ型ジ
ョセフソン接合を有する超伝導接合素子が製造されてい
た。
超伝導層１１４、１２２が接合されたランプエッジ型ジ
ョセフソン接合を有する超伝導接合素子が製造されてい
た。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】超伝導接合素子を用い
て超伝導集積回路を実現するためには、素子特性のばら
つきの少ない接合を形成することが不可欠である。ま
た、回路の集積度を向上するためにはランプエッジ部の
傾斜角度をできるだけ大きくして占有面積を小さくする
ことが望まれる。また、超伝導電流を制御する第３電極
を追加する構造も提案されているが、このような構造を
採用するためにも傾斜角度を大きくすることが望まれ
る。
て超伝導集積回路を実現するためには、素子特性のばら
つきの少ない接合を形成することが不可欠である。ま
た、回路の集積度を向上するためにはランプエッジ部の
傾斜角度をできるだけ大きくして占有面積を小さくする
ことが望まれる。また、超伝導電流を制御する第３電極
を追加する構造も提案されているが、このような構造を
採用するためにも傾斜角度を大きくすることが望まれ
る。
【００１３】しかしながら、上記従来の超伝導接合素子
では、接合界面を垂直に近い急峻な構造にしようとする
とバリア層１２０の堆積量が超伝導層１２２の形成面よ
りも極端に遅くなり、接合形成が困難となっていた。す
なわち、バリア層１１６を形成するための材料は一般に
スパッタ法やレーザーアブレーション法により堆積され
るが、これら成膜方法は側壁部への堆積が平面部への堆
積と比較して困難なため、側壁部（接合部）に所望の膜
厚のバリア層１２０を形成しようとすると超伝導層１２
２の形成面上における堆積膜厚がきわめて厚くなり、接
合の実効的な面積が減少することとなっていた（図１
６）。このような傾向は接合界面を垂直に近づけるほど
に顕著となるため、上記従来の超伝導接合素子において
ランプエッジの傾斜角度を大きくすることは困難であっ
た。
では、接合界面を垂直に近い急峻な構造にしようとする
とバリア層１２０の堆積量が超伝導層１２２の形成面よ
りも極端に遅くなり、接合形成が困難となっていた。す
なわち、バリア層１１６を形成するための材料は一般に
スパッタ法やレーザーアブレーション法により堆積され
るが、これら成膜方法は側壁部への堆積が平面部への堆
積と比較して困難なため、側壁部（接合部）に所望の膜
厚のバリア層１２０を形成しようとすると超伝導層１２
２の形成面上における堆積膜厚がきわめて厚くなり、接
合の実効的な面積が減少することとなっていた（図１
６）。このような傾向は接合界面を垂直に近づけるほど
に顕著となるため、上記従来の超伝導接合素子において
ランプエッジの傾斜角度を大きくすることは困難であっ
た。
【００１４】本発明の目的は、高温超伝導体を電極に用
いたジョセフソン接合を有する超伝導接合素子におい
て、接合界面を垂直に近い急峻な構造にしうるとともに
安定して接合を形成しうる超伝導接合素子の構造及びそ
の製造方法を提供することにある。
いたジョセフソン接合を有する超伝導接合素子におい
て、接合界面を垂直に近い急峻な構造にしうるとともに
安定して接合を形成しうる超伝導接合素子の構造及びそ
の製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、基板上に、
超伝導材料に対してバリアとして機能するバリア材料よ
りなる膜を介して形成された第１の超伝導層と、前記第
１の超伝導層の側壁に形成され、前記バリア材料よりな
り、バリアとして機能するバリア層と、前記基板上に形
成され、前記バリア層を介して前記第１の超伝導層の側
壁に接合された第２の超伝導層とを有することを特徴と
する超伝導接合素子によって達成される。
超伝導材料に対してバリアとして機能するバリア材料よ
りなる膜を介して形成された第１の超伝導層と、前記第
１の超伝導層の側壁に形成され、前記バリア材料よりな
り、バリアとして機能するバリア層と、前記基板上に形
成され、前記バリア層を介して前記第１の超伝導層の側
壁に接合された第２の超伝導層とを有することを特徴と
する超伝導接合素子によって達成される。
【００１６】また、上記の超伝導接合素子において、前
記第２の超伝導層は、前記第１の超伝導層の上方に延在
するようにしてもよい。
記第２の超伝導層は、前記第１の超伝導層の上方に延在
するようにしてもよい。
【００１７】また、上記の超伝導接合素子において、前
記第１の超伝導層と前記第２の超伝導層との接合は、前
記第１の超伝導層と前記第２の超伝導層との接合面が前
記基板の表面に対して所定の角度で傾斜したランプエッ
ジ型接合、又は、前記第１の超伝導層と前記第２の超伝
導層との接合面が前記基板の表面に対して略垂直である
平面型接合であるようにしてもよい。
記第１の超伝導層と前記第２の超伝導層との接合は、前
記第１の超伝導層と前記第２の超伝導層との接合面が前
記基板の表面に対して所定の角度で傾斜したランプエッ
ジ型接合、又は、前記第１の超伝導層と前記第２の超伝
導層との接合面が前記基板の表面に対して略垂直である
平面型接合であるようにしてもよい。
【００１８】また、上記の超伝導接合素子において、前
記第１の超伝導層上及び前記第２の超伝導層上に形成さ
れ、上面が略平坦化された絶縁膜を更に有するようにし
てもよい。
記第１の超伝導層上及び前記第２の超伝導層上に形成さ
れ、上面が略平坦化された絶縁膜を更に有するようにし
てもよい。
【００１９】また、上記の超伝導接合素子において、前
記絶縁膜上に形成された第３の超伝導層を更に有するよ
うにしてもよい。
記絶縁膜上に形成された第３の超伝導層を更に有するよ
うにしてもよい。
【００２０】また、上記目的は、基板上に、超伝導材料
に対してバリアとして機能するバリア材料よりなる膜を
形成する工程と、前記バリア材料よりなる膜上に、第１
の超伝導層を形成する工程と、前記第１の超伝導層をエ
ッチングして所定のパターンに成形する工程と、前記第
１の超伝導層をエッチングすることにより露出した前記
バリア材料よりなる膜をスパッタし、前記バリア材料よ
りなるバリア層を前記第１の超伝導層の側壁に形成する
工程と、前記バリア層を介して前記第１の超伝導層の側
壁部に接合された第２の超伝導層を形成する工程とを有
することを特徴とする超伝導接合素子の製造方法によっ
ても達成される。
に対してバリアとして機能するバリア材料よりなる膜を
形成する工程と、前記バリア材料よりなる膜上に、第１
の超伝導層を形成する工程と、前記第１の超伝導層をエ
ッチングして所定のパターンに成形する工程と、前記第
１の超伝導層をエッチングすることにより露出した前記
バリア材料よりなる膜をスパッタし、前記バリア材料よ
りなるバリア層を前記第１の超伝導層の側壁に形成する
工程と、前記バリア層を介して前記第１の超伝導層の側
壁部に接合された第２の超伝導層を形成する工程とを有
することを特徴とする超伝導接合素子の製造方法によっ
ても達成される。
【００２１】また、上記の超伝導接合素子の製造方法に
おいて、前記バリア層は、前記第２の超伝導層の堆積前
のクリーニング工程において、前記バリア材料よりなる
膜をスパッタすることにより形成するようにしてもよ
い。
おいて、前記バリア層は、前記第２の超伝導層の堆積前
のクリーニング工程において、前記バリア材料よりなる
膜をスパッタすることにより形成するようにしてもよ
い。
【００２２】また、上記の超伝導接合素子の製造方法に
おいて、前記第１の超伝導層をパターニングする工程で
は、前記バリア材料よりなる膜が露出する前にエッチン
グを停止し、前記クリーニング工程では、前記第１の超
伝導層を完全にパターニングするとともに、前記バリア
層を形成するようにしてもよい。
おいて、前記第１の超伝導層をパターニングする工程で
は、前記バリア材料よりなる膜が露出する前にエッチン
グを停止し、前記クリーニング工程では、前記第１の超
伝導層を完全にパターニングするとともに、前記バリア
層を形成するようにしてもよい。
【００２３】また、上記の超伝導接合素子の製造方法に
おいて、前記クリーニング工程におけるバリア層の形成
は、７００℃以上の高温下で行うようにしてもよい。
おいて、前記クリーニング工程におけるバリア層の形成
は、７００℃以上の高温下で行うようにしてもよい。
【００２４】また、上記目的は、基板上に、第１の超伝
導層を形成する工程と、前記第１の超伝導層をエッチン
グして所定のパターンに成形する工程と、前記基板上、
前記第１の超伝導層の上面及び側壁に、超伝導材料に対
してバリアとして機能するバリア材料よりなる膜を形成
する工程と、前記バリア材料よりなる膜をスパッタし、
前記バリア材料よりなるバリア層を前記第１の超伝導層
の側壁に形成する工程と、前記バリア層を介して前記第
１の超伝導層の側壁部に接合された第２の超伝導層を形
成する工程とを有することを特徴とする超伝導接合素子
の製造方法によっても達成される。
導層を形成する工程と、前記第１の超伝導層をエッチン
グして所定のパターンに成形する工程と、前記基板上、
前記第１の超伝導層の上面及び側壁に、超伝導材料に対
してバリアとして機能するバリア材料よりなる膜を形成
する工程と、前記バリア材料よりなる膜をスパッタし、
前記バリア材料よりなるバリア層を前記第１の超伝導層
の側壁に形成する工程と、前記バリア層を介して前記第
１の超伝導層の側壁部に接合された第２の超伝導層を形
成する工程とを有することを特徴とする超伝導接合素子
の製造方法によっても達成される。
【００２５】また、上記の超伝導接合素子の製造方法に
おいて、前記基板が露出するまで前記バリア材料よりな
る膜をスパッタすることにより前記バリア層を形成する
ようにしてもよい。
おいて、前記基板が露出するまで前記バリア材料よりな
る膜をスパッタすることにより前記バリア層を形成する
ようにしてもよい。
【００２６】また、上記の超伝導接合素子の製造方法に
おいて、前記第２の超伝導層を形成する工程の後に、表
面の凹凸を平坦化する工程を更に有するようにしてもよ
い。
おいて、前記第２の超伝導層を形成する工程の後に、表
面の凹凸を平坦化する工程を更に有するようにしてもよ
い。
【００２７】
【発明の実施の形態】［第１実施形態］本発明による第
１実施形態による超伝導接合素子及びその製造方法につ
いて図１及び図２を用いて説明する。
１実施形態による超伝導接合素子及びその製造方法につ
いて図１及び図２を用いて説明する。
【００２８】図１は本実施形態による超伝導接合素子の
構造を示す概略図、図２は本実施形態による超伝導接合
素子の製造方法を示す工程断面図である。
構造を示す概略図、図２は本実施形態による超伝導接合
素子の製造方法を示す工程断面図である。
【００２９】はじめに、本実施形態による超伝導接合素
子の構造について図１を用いて説明する。
子の構造について図１を用いて説明する。
【００３０】面方位（１１０）のＳＴＯ基板１０上に
は、ＩＴＯよりなるバリア層１４が形成されている。バ
リア層１４上には、ＹＢＣＯよりなる超伝導層１８が形
成されている。超伝導層１８上には、ＰＢＣＯよりなる
層間絶縁膜２２が形成されている。超伝導層１８及び層
間絶縁膜２２は、側壁部が例えば約６０°の角度で傾斜
（ランプエッジ）するようにパターニングされている。
超伝導層１８及び層間絶縁膜２２の側壁部は、超伝導層
１８の下部より延在するバリア層１４によって覆われて
いる。バリア層１４及び層間絶縁膜２２上には、ＹＢＣ
Ｏよりなる超伝導層２６が形成されている。こうして、
ランプエッジ部においてバリア層１４を介して超伝導層
１８、２６が接合された、ランプエッジ型ジョセフソン
接合を有する超伝導接合素子が構成されている。
は、ＩＴＯよりなるバリア層１４が形成されている。バ
リア層１４上には、ＹＢＣＯよりなる超伝導層１８が形
成されている。超伝導層１８上には、ＰＢＣＯよりなる
層間絶縁膜２２が形成されている。超伝導層１８及び層
間絶縁膜２２は、側壁部が例えば約６０°の角度で傾斜
（ランプエッジ）するようにパターニングされている。
超伝導層１８及び層間絶縁膜２２の側壁部は、超伝導層
１８の下部より延在するバリア層１４によって覆われて
いる。バリア層１４及び層間絶縁膜２２上には、ＹＢＣ
Ｏよりなる超伝導層２６が形成されている。こうして、
ランプエッジ部においてバリア層１４を介して超伝導層
１８、２６が接合された、ランプエッジ型ジョセフソン
接合を有する超伝導接合素子が構成されている。
【００３１】このように、本実施形態による超伝導接合
素子は、超伝導層１８の下部より延在するバリア層１４
を介して超伝導層１８、２６が接合されていることに特
徴がある。
素子は、超伝導層１８の下部より延在するバリア層１４
を介して超伝導層１８、２６が接合されていることに特
徴がある。
【００３２】次いで、本実施形態による超伝導接合素子
の製造方法について図２を用いて説明する。
の製造方法について図２を用いて説明する。
【００３３】まず、ＳＴＯ（１１０）基板１０上に、例
えばレーザーアブレーション法により、膜厚５０ｎｍの
ＩＴＯ膜１２と、膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ膜１６と、
膜厚１００ｎｍのＰＢＣＯ膜２０とを順次堆積する（図
２（ａ））。これら膜の堆積には、スパッタ法その他の
成膜方法を用いてもよい。
えばレーザーアブレーション法により、膜厚５０ｎｍの
ＩＴＯ膜１２と、膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ膜１６と、
膜厚１００ｎｍのＰＢＣＯ膜２０とを順次堆積する（図
２（ａ））。これら膜の堆積には、スパッタ法その他の
成膜方法を用いてもよい。
【００３４】次いで、ＰＢＣＯ膜２０上にレジスト膜を
形成する。レジスト膜としては例えばＯＭＲ８３、４５
ｃｐを用い、４０００ｒｐｍ、２０秒間の条件で回転塗
布する。
形成する。レジスト膜としては例えばＯＭＲ８３、４５
ｃｐを用い、４０００ｒｐｍ、２０秒間の条件で回転塗
布する。
【００３５】次いで、通常のリソグラフィー技術により
レジスト膜をパターニングし、レジストパターン２８を
形成する（図２（ｂ））。
レジスト膜をパターニングし、レジストパターン２８を
形成する（図２（ｂ））。
【００３６】次いで、レジストパターン２８をマスクと
して、例えばＡｒイオンミリングによりＰＢＣＯ膜２０
及びＹＢＣＯ膜１６をエッチングし、ＹＢＣＯ膜１６よ
りなる超伝導層１８と、ＰＢＣＯ膜２０よりなる層間絶
縁膜２２とを形成する。この際、Ａｒイオンの照射方向
に対して基板を例えば６０°傾け、パターニング後の側
壁部が６０°の傾斜角度を有するようにする。なお、Ａ
ｒイオンミリングの条件は、例えば、加速電圧を３００
Ｖ、電流量を２０ｍＡ、真空度を１×１０-4Ｔｏｒｒと
する。
して、例えばＡｒイオンミリングによりＰＢＣＯ膜２０
及びＹＢＣＯ膜１６をエッチングし、ＹＢＣＯ膜１６よ
りなる超伝導層１８と、ＰＢＣＯ膜２０よりなる層間絶
縁膜２２とを形成する。この際、Ａｒイオンの照射方向
に対して基板を例えば６０°傾け、パターニング後の側
壁部が６０°の傾斜角度を有するようにする。なお、Ａ
ｒイオンミリングの条件は、例えば、加速電圧を３００
Ｖ、電流量を２０ｍＡ、真空度を１×１０-4Ｔｏｒｒと
する。
【００３７】ＹＢＣＯ膜１６の下地には、バックスパッ
タされやすいＩＴＯ膜１２が形成されている。このた
め、ＰＢＣＯ膜２０及びＹＢＣＯ膜１６がエッチングさ
れてＩＴＯ膜１２が表面に露出すると、Ａｒイオンによ
ってＩＴＯ膜１２がバックスパッタされる。ＩＴＯは、
ＹＢＣＯとは異なり側壁堆積物を形成しやすい物質であ
るため、バックスパッタされたＩＴＯはＰＢＣＯ膜２０
及びＹＢＣＯ膜１６のエッジに再付着する。これによ
り、ＰＢＣＯ膜２０及びＹＢＣＯ膜１６のエッジには、
超伝導層１８の下部より延在し、ＩＴＯ膜１２よりなる
バリア層１４が形成される（図２（ｃ））。なお、超伝
導層１８の側壁部には、膜厚約１０ｎｍのバリア層１４
が形成される。
タされやすいＩＴＯ膜１２が形成されている。このた
め、ＰＢＣＯ膜２０及びＹＢＣＯ膜１６がエッチングさ
れてＩＴＯ膜１２が表面に露出すると、Ａｒイオンによ
ってＩＴＯ膜１２がバックスパッタされる。ＩＴＯは、
ＹＢＣＯとは異なり側壁堆積物を形成しやすい物質であ
るため、バックスパッタされたＩＴＯはＰＢＣＯ膜２０
及びＹＢＣＯ膜１６のエッジに再付着する。これによ
り、ＰＢＣＯ膜２０及びＹＢＣＯ膜１６のエッジには、
超伝導層１８の下部より延在し、ＩＴＯ膜１２よりなる
バリア層１４が形成される（図２（ｃ））。なお、超伝
導層１８の側壁部には、膜厚約１０ｎｍのバリア層１４
が形成される。
【００３８】次いで、レジストパターン２８を除去した
後、例えばレーザーアブレーション法により、膜厚１０
０ｎｍのＹＢＣＯ膜を堆積してパターニングし、ＹＢＣ
Ｏよりなる超伝導層２６を形成する（図２（ｄ））。
後、例えばレーザーアブレーション法により、膜厚１０
０ｎｍのＹＢＣＯ膜を堆積してパターニングし、ＹＢＣ
Ｏよりなる超伝導層２６を形成する（図２（ｄ））。
【００３９】このようにして、超伝導層１８の下部より
延在するバリア層１４を介して超伝導層１８、２６が接
合されたランプエッジ型ジョセフソン接合を有する超伝
導接合素子を形成する。
延在するバリア層１４を介して超伝導層１８、２６が接
合されたランプエッジ型ジョセフソン接合を有する超伝
導接合素子を形成する。
【００４０】このように、本実施形態によれば、超伝導
層１８と超伝導層２６との間のバリア層１４を、ＰＢＣ
Ｏ膜２０及びＹＢＣＯ膜１６のエッチングの際のＩＴＯ
膜１２のバックスパッタにより形成するので、超伝導層
１８の側壁部にバリア層１４を形成することによる接合
面積の減少を防止することができる。これにより、超伝
導接合を容易に形成することができる。
層１８と超伝導層２６との間のバリア層１４を、ＰＢＣ
Ｏ膜２０及びＹＢＣＯ膜１６のエッチングの際のＩＴＯ
膜１２のバックスパッタにより形成するので、超伝導層
１８の側壁部にバリア層１４を形成することによる接合
面積の減少を防止することができる。これにより、超伝
導接合を容易に形成することができる。
【００４１】また、バックスパッタによるＩＴＯの側壁
堆積膜厚は、側壁部の傾斜角度が大きいほどに厚くな
る。したがって、接合の占有面積を縮小すべく傾斜角度
を大きくした場合であっても、容易に接合を形成するこ
とができる。
堆積膜厚は、側壁部の傾斜角度が大きいほどに厚くな
る。したがって、接合の占有面積を縮小すべく傾斜角度
を大きくした場合であっても、容易に接合を形成するこ
とができる。
【００４２】なお、上記実施形態では、接合部の傾斜角
度を６０°としたランプエッジ型ジョセフソン接合を有
する超伝導接合素子を示したが、接合部の傾斜角度を９
０°とした平面型ジョセフソン接合を有する超伝導接合
素子においても同様に適用することができる。
度を６０°としたランプエッジ型ジョセフソン接合を有
する超伝導接合素子を示したが、接合部の傾斜角度を９
０°とした平面型ジョセフソン接合を有する超伝導接合
素子においても同様に適用することができる。
【００４３】［第２実施形態］本発明による第２実施形
態による超伝導接合素子の製造方法について図３を用い
て説明する。なお、第１実施形態による超伝導接合素子
及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付
し説明を省略し或いは簡略にする。
態による超伝導接合素子の製造方法について図３を用い
て説明する。なお、第１実施形態による超伝導接合素子
及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付
し説明を省略し或いは簡略にする。
【００４４】図３は本実施形態による超伝導接合素子の
製造方法を示す工程断面図である。
製造方法を示す工程断面図である。
【００４５】本実施形態による超伝導接合素子の製造方
法により製造される超伝導接合素子の構造は、図１に示
す第１実施形態による超伝導接合素子の構造と同様であ
る。
法により製造される超伝導接合素子の構造は、図１に示
す第１実施形態による超伝導接合素子の構造と同様であ
る。
【００４６】以下、本実施形態による超伝導接合素子の
製造方法について図３を用いて説明する。
製造方法について図３を用いて説明する。
【００４７】まず、図２（ａ）乃至図２（ｂ）に示す第
１実施形態による超伝導接合素子の製造方法と同様にし
て、ＳＴＯ（１１０）基板１０上に、ＩＴＯ膜１２と、
ＹＢＣＯ膜１６と、ＰＢＣＯ膜２０と、レジストパター
ン２８とを形成する（図３（ａ））。
１実施形態による超伝導接合素子の製造方法と同様にし
て、ＳＴＯ（１１０）基板１０上に、ＩＴＯ膜１２と、
ＹＢＣＯ膜１６と、ＰＢＣＯ膜２０と、レジストパター
ン２８とを形成する（図３（ａ））。
【００４８】次いで、レジストパターン２８をマスクと
して、例えばＡｒイオンミリングによりＰＢＣＯ膜２０
及びＹＢＣＯ膜１６をエッチングする。この際、ＹＢＣ
Ｏ膜１６のエッチングは、ＩＴＯ膜１２が露出する手前
で停止する（図３（ｂ））。
して、例えばＡｒイオンミリングによりＰＢＣＯ膜２０
及びＹＢＣＯ膜１６をエッチングする。この際、ＹＢＣ
Ｏ膜１６のエッチングは、ＩＴＯ膜１２が露出する手前
で停止する（図３（ｂ））。
【００４９】次いで、レジストパターン２８を除去した
後、超伝導層２６を構成するＹＢＣＯ膜を堆積するため
の成膜装置内に基板を導入する。
後、超伝導層２６を構成するＹＢＣＯ膜を堆積するため
の成膜装置内に基板を導入する。
【００５０】次いで、ＹＢＣＯ膜を堆積する前処理とし
て、ＥＣＲプラズマによるクリーニングを行う。ＥＣＲ
プラズマによるクリーニングは、例えば、ガス圧をＡ
ｒ：Ｏ 2＝１：１、トータル圧力５×１０-4Ｔｏｒｒ、
電力２００Ｗとする。
て、ＥＣＲプラズマによるクリーニングを行う。ＥＣＲ
プラズマによるクリーニングは、例えば、ガス圧をＡ
ｒ：Ｏ 2＝１：１、トータル圧力５×１０-4Ｔｏｒｒ、
電力２００Ｗとする。
【００５１】このクリーニング処理により、ＹＢＣＯ膜
１６がエッチングされてＩＴＯ膜１２が露出し、次い
で、ＩＴＯ膜１２がバックスパッタされる。バックスパ
ッタされたＩＴＯ膜はＰＢＣＯ膜２０及びＹＢＣＯ膜１
６のエッジに再付着する。こうして、ＰＢＣＯ膜２０及
びＹＢＣＯ膜１６のエッジには、超伝導層１８の下部よ
り延在し、ＩＴＯ膜よりなるバリア層１４が形成される
（図３（ｃ））。
１６がエッチングされてＩＴＯ膜１２が露出し、次い
で、ＩＴＯ膜１２がバックスパッタされる。バックスパ
ッタされたＩＴＯ膜はＰＢＣＯ膜２０及びＹＢＣＯ膜１
６のエッジに再付着する。こうして、ＰＢＣＯ膜２０及
びＹＢＣＯ膜１６のエッジには、超伝導層１８の下部よ
り延在し、ＩＴＯ膜よりなるバリア層１４が形成される
（図３（ｃ））。
【００５２】なお、ＹＢＣＯ膜１６を完全にパターニン
グする前に成膜装置内に導入するのは、ＹＢＣＯ膜１６
の清浄な界面により接合を形成するためである。すなわ
ち、ＹＢＣＯ膜１６の清浄な界面の面出し、バリア層１
４の形成、超伝導層２６の形成を、同一真空内で一貫し
て行うことにより、より清浄な接合界面を形成すること
ができる。また、クリーニングと同時にバリア層１４を
形成することで、バリア層１４の形成を例えば７００℃
程度の高温下で行うことができる。これにより、バリア
層１４の結晶化を促進することができ、良質のバリア層
１４を形成することができる。
グする前に成膜装置内に導入するのは、ＹＢＣＯ膜１６
の清浄な界面により接合を形成するためである。すなわ
ち、ＹＢＣＯ膜１６の清浄な界面の面出し、バリア層１
４の形成、超伝導層２６の形成を、同一真空内で一貫し
て行うことにより、より清浄な接合界面を形成すること
ができる。また、クリーニングと同時にバリア層１４を
形成することで、バリア層１４の形成を例えば７００℃
程度の高温下で行うことができる。これにより、バリア
層１４の結晶化を促進することができ、良質のバリア層
１４を形成することができる。
【００５３】次いで、例えばレーザーアブレーション法
により、膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ膜を堆積してパター
ニングし、ＹＢＣＯよりなる超伝導層２６を形成する
（図３（ｄ））。
により、膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ膜を堆積してパター
ニングし、ＹＢＣＯよりなる超伝導層２６を形成する
（図３（ｄ））。
【００５４】このようにして、超伝導層１８の下部より
延在するバリア層１４を介して超伝導層１８、２６が接
合されたランプエッジ型ジョセフソン接合を有する超伝
導接合素子を形成する。
延在するバリア層１４を介して超伝導層１８、２６が接
合されたランプエッジ型ジョセフソン接合を有する超伝
導接合素子を形成する。
【００５５】このように、本実施形態によれば、超伝導
層２６の堆積前処理のクリーニングによって、超伝導層
１８の接合面の面出し及びバリア層１４の形成を行うの
で、良質な超伝導接合を形成することができる。
層２６の堆積前処理のクリーニングによって、超伝導層
１８の接合面の面出し及びバリア層１４の形成を行うの
で、良質な超伝導接合を形成することができる。
【００５６】なお、上記実施形態では、接合部の傾斜角
度を６０°としたランプエッジ型ジョセフソン接合を有
する超伝導接合素子を示したが、接合部の傾斜角度を９
０°とした平面型ジョセフソン接合を有する超伝導接合
素子においても同様に適用することができる。
度を６０°としたランプエッジ型ジョセフソン接合を有
する超伝導接合素子を示したが、接合部の傾斜角度を９
０°とした平面型ジョセフソン接合を有する超伝導接合
素子においても同様に適用することができる。
【００５７】［第３実施形態］本発明による第３実施形
態による超伝導接合素子及びその製造方法について図４
及び図５を用いて説明する。なお、第１又は第２実施形
態による超伝導接合素子及びその製造方法と同様の構成
要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にす
る。
態による超伝導接合素子及びその製造方法について図４
及び図５を用いて説明する。なお、第１又は第２実施形
態による超伝導接合素子及びその製造方法と同様の構成
要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にす
る。
【００５８】図４は本実施形態による超伝導接合素子の
構造を示す概略図、図５は本実施形態による超伝導接合
素子の製造方法を示す工程断面図である。
構造を示す概略図、図５は本実施形態による超伝導接合
素子の製造方法を示す工程断面図である。
【００５９】はじめに、本実施形態による超伝導接合素
子の構造について図４を用いて説明する。
子の構造について図４を用いて説明する。
【００６０】ＳＴＯ（１１０）基板１０上には、ＩＴＯ
よりなるバリア層１４を介して、所定のパターンに成形
されたＹＢＣＯよりなる超伝導層１８と、ＰＢＣＯより
なる層間絶縁膜２２とが形成されている。超伝導層１８
及び層間絶縁膜２２は側壁部が略垂直となるようにパタ
ーニングされており、バリア層１４は、超伝導層１８及
び層間絶縁膜２２の側壁部にも延在している。また、Ｓ
ＴＯ基板１０上には、バリア層１４が形成された超伝導
層１８及び層間絶縁膜２２の側壁部及び層間絶縁膜２２
上に延在して形成され、ＹＢＣＯよりなる超伝導層２６
が形成されている。こうして、側壁部においてバリア層
１４を介して超伝導層１８、２６が接合された、平面型
ジョセフソン接合を有する超伝導接合素子が構成されて
いる。
よりなるバリア層１４を介して、所定のパターンに成形
されたＹＢＣＯよりなる超伝導層１８と、ＰＢＣＯより
なる層間絶縁膜２２とが形成されている。超伝導層１８
及び層間絶縁膜２２は側壁部が略垂直となるようにパタ
ーニングされており、バリア層１４は、超伝導層１８及
び層間絶縁膜２２の側壁部にも延在している。また、Ｓ
ＴＯ基板１０上には、バリア層１４が形成された超伝導
層１８及び層間絶縁膜２２の側壁部及び層間絶縁膜２２
上に延在して形成され、ＹＢＣＯよりなる超伝導層２６
が形成されている。こうして、側壁部においてバリア層
１４を介して超伝導層１８、２６が接合された、平面型
ジョセフソン接合を有する超伝導接合素子が構成されて
いる。
【００６１】このように、本実施形態による超伝導接合
素子は、ＳＴＯ基板１０と超伝導層１８との間にはバリ
ア層１４が形成されているが、ＳＴＯ基板１０と超伝導
層２６との間にはバリア層１４が形成されていないこと
に特徴がある。
素子は、ＳＴＯ基板１０と超伝導層１８との間にはバリ
ア層１４が形成されているが、ＳＴＯ基板１０と超伝導
層２６との間にはバリア層１４が形成されていないこと
に特徴がある。
【００６２】次いで、本実施形態による超伝導接合素子
の製造方法について図５を用いて説明する。
の製造方法について図５を用いて説明する。
【００６３】まず、ＳＴＯ（１１０）基板１０上に、例
えばスパッタ法により、膜厚約１０ｎｍのＩＴＯ膜１２
を堆積する。ＩＴＯ膜１２の膜厚は、後述するように、
形成すべきバリア層１４の膜厚に対応して適宜調整す
る。なお、ＩＴＯやＩｎ2Ｏ3などのバリア層１４に適用
しうる材料は、均一な厚さの膜を形成することが超伝導
材料の場合と比較して容易である。
えばスパッタ法により、膜厚約１０ｎｍのＩＴＯ膜１２
を堆積する。ＩＴＯ膜１２の膜厚は、後述するように、
形成すべきバリア層１４の膜厚に対応して適宜調整す
る。なお、ＩＴＯやＩｎ2Ｏ3などのバリア層１４に適用
しうる材料は、均一な厚さの膜を形成することが超伝導
材料の場合と比較して容易である。
【００６４】次いで、ＩＴＯ膜１２上に、例えばレーザ
ーアブレーション法により、膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ
膜１６と、膜厚１００ｎｍのＰＢＣＯ膜２０とを堆積す
る（図５（ａ））。
ーアブレーション法により、膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ
膜１６と、膜厚１００ｎｍのＰＢＣＯ膜２０とを堆積す
る（図５（ａ））。
【００６５】次いで、ＰＢＣＯ膜２０上に、通常のリソ
グラフィー技術によりレジストパターン２８を形成す
る。
グラフィー技術によりレジストパターン２８を形成す
る。
【００６６】次いで、レジストパターン２８をマスクと
して、例えばＡｒイオンミリングによりＰＢＣＯ膜２０
及びＹＢＣＯ膜１６をエッチングする。この際、ＹＢＣ
Ｏ膜１６のエッチングは、第２実施形態の場合と同様
に、ＩＴＯ膜１２が露出する手前で停止する（図５
（ｂ））。
して、例えばＡｒイオンミリングによりＰＢＣＯ膜２０
及びＹＢＣＯ膜１６をエッチングする。この際、ＹＢＣ
Ｏ膜１６のエッチングは、第２実施形態の場合と同様
に、ＩＴＯ膜１２が露出する手前で停止する（図５
（ｂ））。
【００６７】次いで、レジストパターン２８を除去した
後、超伝導層２６を構成するＹＢＣＯ膜を堆積するため
の成膜装置内に基板を導入する。
後、超伝導層２６を構成するＹＢＣＯ膜を堆積するため
の成膜装置内に基板を導入する。
【００６８】次いで、ＹＢＣＯ膜を堆積する前処理とし
て、ＥＣＲプラズマによるクリーニングを行う。
て、ＥＣＲプラズマによるクリーニングを行う。
【００６９】このクリーニング処理により、ＹＢＣＯ膜
１６がエッチングされてＩＴＯ膜１２が露出し、次い
で、ＩＴＯ膜１２がバックスパッタされる。バックスパ
ッタされたＩＴＯ膜はＰＢＣＯ膜２０及びＹＢＣＯ膜１
６のエッジに再付着する。こうして、ＰＢＣＯ膜２０及
びＹＢＣＯ膜１６のエッジには、超伝導層１８の下部よ
り延在し、ＩＴＯ膜よりなるバリア層１４が形成され
る。
１６がエッチングされてＩＴＯ膜１２が露出し、次い
で、ＩＴＯ膜１２がバックスパッタされる。バックスパ
ッタされたＩＴＯ膜はＰＢＣＯ膜２０及びＹＢＣＯ膜１
６のエッジに再付着する。こうして、ＰＢＣＯ膜２０及
びＹＢＣＯ膜１６のエッジには、超伝導層１８の下部よ
り延在し、ＩＴＯ膜よりなるバリア層１４が形成され
る。
【００７０】なお、本実施形態による超伝導接合素子の
製造方法では、ＩＴＯ膜１２が完全にバックスパッタさ
れてＳｒＴｉＯ3（１１０）基板１０が露出するまでク
リーニングを行う。バックスパッタによりＰＢＣＯ膜２
０及びＹＢＣＯ膜１６のエッジに形成されるバリア層１
４の膜厚は、ＩＴＯ膜１２の膜厚に依存する。したがっ
て、ＩＴＯ膜１２の膜厚を予め制御しておくことで、所
望の厚さのバリア層１４を形成することができる（図５
（ｃ））。
製造方法では、ＩＴＯ膜１２が完全にバックスパッタさ
れてＳｒＴｉＯ3（１１０）基板１０が露出するまでク
リーニングを行う。バックスパッタによりＰＢＣＯ膜２
０及びＹＢＣＯ膜１６のエッジに形成されるバリア層１
４の膜厚は、ＩＴＯ膜１２の膜厚に依存する。したがっ
て、ＩＴＯ膜１２の膜厚を予め制御しておくことで、所
望の厚さのバリア層１４を形成することができる（図５
（ｃ））。
【００７１】例えば、本実施形態のように側壁部がＳＴ
Ｏ基板１０の表面に対して略垂直の場合には、ＩＴＯ膜
１２の膜厚１００％に対して膜厚約１００％のバリア層
１４を形成することができる。また、ＳＴＯ基板１０の
表面に対して約６０°傾斜したランプエッジの場合に
は、ＩＴＯ膜１２の膜厚１００％に対して膜厚約５０％
のバリア層１４を形成することができる。本実施形態に
よる超伝導接合素子の製造ではＩＴＯ膜１２の膜厚を１
０ｎｍとしているので、ＰＢＣＯ膜２０及びＹＢＣＯ膜
１６のエッジには、膜厚約１０ｎｍのバリア層１４が形
成される。
Ｏ基板１０の表面に対して略垂直の場合には、ＩＴＯ膜
１２の膜厚１００％に対して膜厚約１００％のバリア層
１４を形成することができる。また、ＳＴＯ基板１０の
表面に対して約６０°傾斜したランプエッジの場合に
は、ＩＴＯ膜１２の膜厚１００％に対して膜厚約５０％
のバリア層１４を形成することができる。本実施形態に
よる超伝導接合素子の製造ではＩＴＯ膜１２の膜厚を１
０ｎｍとしているので、ＰＢＣＯ膜２０及びＹＢＣＯ膜
１６のエッジには、膜厚約１０ｎｍのバリア層１４が形
成される。
【００７２】なお、ＩＴＯ膜はＳＴＯ基板と比較してエ
ッチング速度が３．５倍程度であり、選択比を確保する
ことは容易である。
ッチング速度が３．５倍程度であり、選択比を確保する
ことは容易である。
【００７３】次いで、例えばレーザーアブレーション法
により、膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ膜を堆積してパター
ニングし、ＹＢＣＯよりなる超伝導層２６を形成する
（図５（ｄ））。
により、膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ膜を堆積してパター
ニングし、ＹＢＣＯよりなる超伝導層２６を形成する
（図５（ｄ））。
【００７４】このようにして、超伝導層１８の下部より
延在するバリア層１４を介して超伝導層１８、２６が接
合された平面型ジョセフソン接合を有する超伝導接合素
子を形成する。
延在するバリア層１４を介して超伝導層１８、２６が接
合された平面型ジョセフソン接合を有する超伝導接合素
子を形成する。
【００７５】このように、本実施形態によれば、超伝導
層１８と超伝導層２６との間に形成されるバリア層１４
の膜厚を、ＩＴＯ膜１２の膜厚により制御するので、バ
リア層１４の厚さが均一な接合を形成することができ
る。これにより、素子のばらつきを抑えることができ
る。
層１８と超伝導層２６との間に形成されるバリア層１４
の膜厚を、ＩＴＯ膜１２の膜厚により制御するので、バ
リア層１４の厚さが均一な接合を形成することができ
る。これにより、素子のばらつきを抑えることができ
る。
【００７６】なお、上記実施形態では、接合部の傾斜角
度を９０°とした平面型ジョセフソン接合を有する超伝
導接合素子を示したが、接合部の傾斜角度を例えば６０
°としたランプエッジ型ジョセフソン接合を有する超伝
導接合素子においても同様に適用することができる。
度を９０°とした平面型ジョセフソン接合を有する超伝
導接合素子を示したが、接合部の傾斜角度を例えば６０
°としたランプエッジ型ジョセフソン接合を有する超伝
導接合素子においても同様に適用することができる。
【００７７】［第４実施形態］本発明による第４実施形
態による超伝導接合素子及びその製造方法について図６
乃至図９を用いて説明する。なお、第１乃至第３実施形
態による超伝導接合素子及びその製造方法と同様の構成
要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にす
る。
態による超伝導接合素子及びその製造方法について図６
乃至図９を用いて説明する。なお、第１乃至第３実施形
態による超伝導接合素子及びその製造方法と同様の構成
要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にす
る。
【００７８】図６は本実施形態による超伝導接合素子の
構造を示す概略図、図７及び図８は本実施形態による超
伝導接合素子の製造方法を示す工程断面図、図９は本実
施形態による超伝導接合素子の電気特性を示すグラフで
ある。
構造を示す概略図、図７及び図８は本実施形態による超
伝導接合素子の製造方法を示す工程断面図、図９は本実
施形態による超伝導接合素子の電気特性を示すグラフで
ある。
【００７９】はじめに、本実施形態による超伝導接合素
子の構造について図６を用いて説明する。
子の構造について図６を用いて説明する。
【００８０】ＭｇＯ基板５０上には、ＹＢＣＯよりなる
超伝導層５４とＹＢＣＯよりなる超伝導層６８とがバリ
ア層６４を介して形成されている。超伝導層５４上に
は、ＰＢＣＯよりなる層間絶縁膜５８が形成されてい
る。超伝導層６８は、層間絶縁膜５８上まで延在してい
る。こうして、側壁部においてバリア層６４を介して超
伝導層５４、６８が接合された、平面型ジョセフソン接
合を有する超伝導接合素子が構成されている。
超伝導層５４とＹＢＣＯよりなる超伝導層６８とがバリ
ア層６４を介して形成されている。超伝導層５４上に
は、ＰＢＣＯよりなる層間絶縁膜５８が形成されてい
る。超伝導層６８は、層間絶縁膜５８上まで延在してい
る。こうして、側壁部においてバリア層６４を介して超
伝導層５４、６８が接合された、平面型ジョセフソン接
合を有する超伝導接合素子が構成されている。
【００８１】このように、本実施形態による超伝導接合
素子は、接合を構成する超伝導層５４及び超伝導層６８
が、ともにＭｇＯ基板３０上に形成されていることに特
徴がある。
素子は、接合を構成する超伝導層５４及び超伝導層６８
が、ともにＭｇＯ基板３０上に形成されていることに特
徴がある。
【００８２】一般に、超伝導層の結晶面方位は、成長す
る下地の材料に依存する。このため、図４に示す第３実
施形態による超伝導接合素子のように、一方の超伝導層
２６をＳＴＯ基板１０上に形成し、他方の超伝導層１８
をバリア層１４上に形成すると、これら超伝導層１８、
２６の配向方向が互いに異なり良好な接合特性を得られ
なくなることも考えられる。そこで、本実施形態による
超伝導接合素子では、超伝導層５４、６８の下地材料を
ともにＭｇＯ基板５０により構成することとしている。
る下地の材料に依存する。このため、図４に示す第３実
施形態による超伝導接合素子のように、一方の超伝導層
２６をＳＴＯ基板１０上に形成し、他方の超伝導層１８
をバリア層１４上に形成すると、これら超伝導層１８、
２６の配向方向が互いに異なり良好な接合特性を得られ
なくなることも考えられる。そこで、本実施形態による
超伝導接合素子では、超伝導層５４、６８の下地材料を
ともにＭｇＯ基板５０により構成することとしている。
【００８３】次に、本実施形態による超伝導接合素子の
製造方法について図７及び図８を用いて説明する。
製造方法について図７及び図８を用いて説明する。
【００８４】まず、ＭｇＯ基板５０上に、例えばレーザ
ーアブレーション法により、膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ
膜５２と、膜厚１００ｎｍのＰＢＣＯ膜５６とを形成す
る（図７（ａ））。
ーアブレーション法により、膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ
膜５２と、膜厚１００ｎｍのＰＢＣＯ膜５６とを形成す
る（図７（ａ））。
【００８５】次いで、ＰＢＣＯ膜５６上に、通常のリソ
グラフィー技術により、レジストパターン６０を形成す
る。
グラフィー技術により、レジストパターン６０を形成す
る。
【００８６】次いで、レジストパターン６０をマスクと
して、例えばＡｒイオンミリングにより、ＰＢＣＯ膜５
６及びＹＢＣＯ膜５２をエッチングし、ＹＢＣＯ膜５２
よりなる超伝導層５４と、ＰＢＣＯ膜５６よりなる層間
絶縁膜５８とを形成する（図７（ｂ））。
して、例えばＡｒイオンミリングにより、ＰＢＣＯ膜５
６及びＹＢＣＯ膜５２をエッチングし、ＹＢＣＯ膜５２
よりなる超伝導層５４と、ＰＢＣＯ膜５６よりなる層間
絶縁膜５８とを形成する（図７（ｂ））。
【００８７】次いで、レジストパターン６０を除去した
後、全面に、例えばスパッタ法により、膜厚約１０ｎｍ
のＩｎ2Ｏ3膜６２を形成する（図７（ｃ））。
後、全面に、例えばスパッタ法により、膜厚約１０ｎｍ
のＩｎ2Ｏ3膜６２を形成する（図７（ｃ））。
【００８８】次いで、超伝導層６８を構成するＹＢＣＯ
膜を堆積するための成膜装置内に基板を導入する。
膜を堆積するための成膜装置内に基板を導入する。
【００８９】次いで、ＹＢＣＯ膜を堆積する前処理とし
て、ＥＣＲプラズマによるクリーニングを行う。
て、ＥＣＲプラズマによるクリーニングを行う。
【００９０】このクリーニング処理により、ＭｇＯ基板
５０上のＩｎ2Ｏ3膜６２及び層間絶縁膜５８上のＩｎ2
Ｏ3膜６２がバックスパッタされる。バックスパッタさ
れたＩｎ2Ｏ3膜６２は超伝導層５４及び層間絶縁膜５８
のエッジに再付着する。こうして、超伝導層５４及び層
間絶縁膜５８のエッジには、Ｉｎ2Ｏ3よりなるバリア層
６４が形成される（図８（ａ））。
５０上のＩｎ2Ｏ3膜６２及び層間絶縁膜５８上のＩｎ2
Ｏ3膜６２がバックスパッタされる。バックスパッタさ
れたＩｎ2Ｏ3膜６２は超伝導層５４及び層間絶縁膜５８
のエッジに再付着する。こうして、超伝導層５４及び層
間絶縁膜５８のエッジには、Ｉｎ2Ｏ3よりなるバリア層
６４が形成される（図８（ａ））。
【００９１】このように、本実施形態による超伝導接合
素子の製造方法では、スパッタ法によるＩｎ2Ｏ3膜６２
の堆積と、バックスパッタによるＩｎ2Ｏ3膜６２の再付
着によりＩｎ2Ｏ3よりなるバリア層６４を形成する。し
たがって、バリア層６４にピンホールが導入される確率
を低減することができる。これにより、良質な接合を実
現することができる。
素子の製造方法では、スパッタ法によるＩｎ2Ｏ3膜６２
の堆積と、バックスパッタによるＩｎ2Ｏ3膜６２の再付
着によりＩｎ2Ｏ3よりなるバリア層６４を形成する。し
たがって、バリア層６４にピンホールが導入される確率
を低減することができる。これにより、良質な接合を実
現することができる。
【００９２】また、ＭｇＯ基板５０が露出するまでバッ
クスパッタすることによりバリア層６４を形成するの
で、第３実施形態に示したように、バリア層６４膜厚の
制御性を高めることができる。また、超伝導層５４と超
伝導層６８との間の接合面積が減少することもない。
クスパッタすることによりバリア層６４を形成するの
で、第３実施形態に示したように、バリア層６４膜厚の
制御性を高めることができる。また、超伝導層５４と超
伝導層６８との間の接合面積が減少することもない。
【００９３】次いで、例えばレーザーアブレーション法
により、膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ膜を堆積してパター
ニングし、超伝導層６８を形成する（図８（ｂ））。
により、膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ膜を堆積してパター
ニングし、超伝導層６８を形成する（図８（ｂ））。
【００９４】このようにして、バリア層４２を介して超
伝導層３４、４６が接合された平面型ジョセフソン接合
を有する超伝導接合素子を形成する。
伝導層３４、４６が接合された平面型ジョセフソン接合
を有する超伝導接合素子を形成する。
【００９５】図９は、本実施形態による超伝導接合素子
の製造方法により形成した接合幅６μｍの超伝導接合素
子におけるＩ−Ｖ特性を示すグラフである。図示するよ
うに、本実施形態による超伝導接合素子は、従来のラン
プエッジ型ジョセフソン接合を有する超伝導接合素子と
遜色のない電気特性を有している。
の製造方法により形成した接合幅６μｍの超伝導接合素
子におけるＩ−Ｖ特性を示すグラフである。図示するよ
うに、本実施形態による超伝導接合素子は、従来のラン
プエッジ型ジョセフソン接合を有する超伝導接合素子と
遜色のない電気特性を有している。
【００９６】このように、本実施形態によれば、超伝導
層３４と超伝導層４６とを同一の下地上に形成し、且
つ、バリア層４２をスパッタ法及びバックスパッタによ
り形成するので、良質な超伝導接合を形成することがで
きる。
層３４と超伝導層４６とを同一の下地上に形成し、且
つ、バリア層４２をスパッタ法及びバックスパッタによ
り形成するので、良質な超伝導接合を形成することがで
きる。
【００９７】なお、上記実施形態では、接合部の傾斜角
度を９０°とした平面型ジョセフソン接合を有する超伝
導接合素子を示したが、接合部の傾斜角度を例えば６０
°としたランプエッジ型ジョセフソン接合を有する超伝
導接合素子においても同様に適用することができる。
度を９０°とした平面型ジョセフソン接合を有する超伝
導接合素子を示したが、接合部の傾斜角度を例えば６０
°としたランプエッジ型ジョセフソン接合を有する超伝
導接合素子においても同様に適用することができる。
【００９８】［第５実施形態］本発明による第５実施形
態による超伝導接合素子及びその製造方法について図１
０及び図１１を用いて説明する。なお、第１乃至第４実
施形態による超伝導接合素子及びその製造方法と同様の
構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略
にする。
態による超伝導接合素子及びその製造方法について図１
０及び図１１を用いて説明する。なお、第１乃至第４実
施形態による超伝導接合素子及びその製造方法と同様の
構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略
にする。
【００９９】図１０は本実施形態による超伝導接合素子
の構造を示す概略図、図１１は本実施形態による超伝導
接合素子の製造方法を示す工程断面図である。
の構造を示す概略図、図１１は本実施形態による超伝導
接合素子の製造方法を示す工程断面図である。
【０１００】本実施形態では、超伝導接合素子により集
積回路を構成することを考慮し、素子表面が平坦化され
た超伝導接合素子及びその製造方法を提供する。このよ
うに超伝導接合素子を構成することで、上層に配線層等
を形成して素子間を接続することがきわめて容易とな
る。
積回路を構成することを考慮し、素子表面が平坦化され
た超伝導接合素子及びその製造方法を提供する。このよ
うに超伝導接合素子を構成することで、上層に配線層等
を形成して素子間を接続することがきわめて容易とな
る。
【０１０１】はじめに、本実施形態による超伝導接合素
子の構造について図９を用いて説明する。
子の構造について図９を用いて説明する。
【０１０２】本実施形態による超伝導接合素子は、図１
０に示すように、図４に示す第３実施形態による超伝導
接合素子の上面が、略平坦化されていることに特徴があ
る。
０に示すように、図４に示す第３実施形態による超伝導
接合素子の上面が、略平坦化されていることに特徴があ
る。
【０１０３】次に、本実施形態による超伝導接合素子の
製造方法について図１１を用いて説明する。
製造方法について図１１を用いて説明する。
【０１０４】まず、図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示す第
３実施形態による超伝導接合素子の製造方法と同様にし
て、ＳＴＯ基板１０上に、バリア層１４、超伝導層１
８、層間絶縁膜２２を形成する（図１１（ａ））。
３実施形態による超伝導接合素子の製造方法と同様にし
て、ＳＴＯ基板１０上に、バリア層１４、超伝導層１
８、層間絶縁膜２２を形成する（図１１（ａ））。
【０１０５】次いで、全面に、例えばレーザーアブレー
ション法により膜厚１１０ｎｍのＹＢＣＯ膜と膜厚１０
０ｎｍのＰＢＣＯ膜とを堆積してパターニングし、ＹＢ
ＣＯよりなる超伝導層２６と及びＰＢＣＯよりなる層間
絶縁膜３２とを形成する（図１１（ｂ））。
ション法により膜厚１１０ｎｍのＹＢＣＯ膜と膜厚１０
０ｎｍのＰＢＣＯ膜とを堆積してパターニングし、ＹＢ
ＣＯよりなる超伝導層２６と及びＰＢＣＯよりなる層間
絶縁膜３２とを形成する（図１１（ｂ））。
【０１０６】次いで、全面に、スピンコート法により膜
厚１００ｎｍのレジスト膜３４を塗布する（図１１
（ｃ））。
厚１００ｎｍのレジスト膜３４を塗布する（図１１
（ｃ））。
【０１０７】次いで、Ａｒイオンミリングにより、レジ
スト膜３４がすべて除去されるまでバックエッチングを
行う。バックエッチングの条件は、例えば、加速電圧を
３００Ｖ、電流量を２０ｍＡ、時間を３０分とする。
スト膜３４がすべて除去されるまでバックエッチングを
行う。バックエッチングの条件は、例えば、加速電圧を
３００Ｖ、電流量を２０ｍＡ、時間を３０分とする。
【０１０８】次いで、バックエッチング後の層間絶縁膜
２２上面が略平坦になるまでレジスト膜の塗布とバック
エッチングとを繰り返す。なお、本実施形態による膜厚
条件では、レジスト膜（ＯＭＲ８３）の塗布とバックエ
ッチングとを２回行うことにより、素子表面を略平坦化
することができる。
２２上面が略平坦になるまでレジスト膜の塗布とバック
エッチングとを繰り返す。なお、本実施形態による膜厚
条件では、レジスト膜（ＯＭＲ８３）の塗布とバックエ
ッチングとを２回行うことにより、素子表面を略平坦化
することができる。
【０１０９】なお、本実施形態による超伝導接合素子で
は垂直に近い接合面を形成しているため、接合上に突き
出す余分な構造を、傾斜が緩い場合と比較してシャープ
に浮き上がらせることができる。その結果、薄いレジス
ト膜を塗布した場合に平坦に塗布することが容易とな
り、バックエッチングによって突起部分を選択的にエッ
チングして平坦な構造を作成することができる。
は垂直に近い接合面を形成しているため、接合上に突き
出す余分な構造を、傾斜が緩い場合と比較してシャープ
に浮き上がらせることができる。その結果、薄いレジス
ト膜を塗布した場合に平坦に塗布することが容易とな
り、バックエッチングによって突起部分を選択的にエッ
チングして平坦な構造を作成することができる。
【０１１０】こうして、上面が略平坦化された超伝導接
合素子を形成する（図１１（ｄ））。
合素子を形成する（図１１（ｄ））。
【０１１１】このように、本実施形態によれば、超伝導
接合素子の上面を容易に平坦化することができるので、
その上層に配線層等の形成が必要とされる集積回路等を
構成するうえできわめて有効である。
接合素子の上面を容易に平坦化することができるので、
その上層に配線層等の形成が必要とされる集積回路等を
構成するうえできわめて有効である。
【０１１２】なお、上記実施形態では、第３実施形態に
よる超伝導接合素子の表面を平坦化する場合を示した
が、第１、第２、第４実施形態による超伝導接合素子に
おいても同様に適用することができる。
よる超伝導接合素子の表面を平坦化する場合を示した
が、第１、第２、第４実施形態による超伝導接合素子に
おいても同様に適用することができる。
【０１１３】［第６実施形態］本発明による第６実施形
態による超伝導接合素子及びその製造方法について図１
２及び図１３を用いて説明する。なお、第１乃至第５実
施形態による超伝導接合素子及びその製造方法と同様の
構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略
にする。
態による超伝導接合素子及びその製造方法について図１
２及び図１３を用いて説明する。なお、第１乃至第５実
施形態による超伝導接合素子及びその製造方法と同様の
構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略
にする。
【０１１４】図１２は本実施形態による超伝導接合素子
の構造を示す概略図、図１３は本実施形態による超伝導
接合素子の製造方法を示す工程断面図である。
の構造を示す概略図、図１３は本実施形態による超伝導
接合素子の製造方法を示す工程断面図である。
【０１１５】本実施形態では、第５実施形態による超伝
導接合素子及びその製造方法を利用し、超伝導層１８と
超伝導層２６との間を流れる超伝導電流を制御する第３
電極を有する超伝導接合素子及びその製造方法を示す。
導接合素子及びその製造方法を利用し、超伝導層１８と
超伝導層２６との間を流れる超伝導電流を制御する第３
電極を有する超伝導接合素子及びその製造方法を示す。
【０１１６】はじめに、本実施形態による超伝導接合素
子について図１２を用いて説明する。 本実施形態によ
る超伝導接合素子は、図９に示す第５実施形態による超
伝導接合素子上に、層間絶縁膜３６を介して超伝導層３
８が更に形成されていることに特徴がある。このように
超伝導層３８を設けることにより、超伝導層３８に所定
のバイアスを印加することでバリア層１４を介して超伝
導層１８と超伝導層２６との間を流れる超伝導電流を制
御することができる。
子について図１２を用いて説明する。 本実施形態によ
る超伝導接合素子は、図９に示す第５実施形態による超
伝導接合素子上に、層間絶縁膜３６を介して超伝導層３
８が更に形成されていることに特徴がある。このように
超伝導層３８を設けることにより、超伝導層３８に所定
のバイアスを印加することでバリア層１４を介して超伝
導層１８と超伝導層２６との間を流れる超伝導電流を制
御することができる。
【０１１７】次に、本実施形態による超伝導接合素子の
製造方法について図１３を用いて説明する。
製造方法について図１３を用いて説明する。
【０１１８】まず、図１１（ａ）乃至図１１（ｄ）に示
す第５実施形態による超伝導接合素子の製造方法と同様
にして、超伝導接合素子の上面を平坦化する（図１３
（ａ））。
す第５実施形態による超伝導接合素子の製造方法と同様
にして、超伝導接合素子の上面を平坦化する（図１３
（ａ））。
【０１１９】次いで、例えばレーザーアブレーション法
により、膜厚１００ｎｍのＰＢＣＯ膜を堆積する。こう
して、ＰＢＣＯよりなる層間絶縁膜３６を形成する。
により、膜厚１００ｎｍのＰＢＣＯ膜を堆積する。こう
して、ＰＢＣＯよりなる層間絶縁膜３６を形成する。
【０１２０】次いで、層間絶縁膜３６上に、例えばレー
ザーアブレーション法により膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ
膜を堆積してパターニングし、ＹＢＣＯよりなる超伝導
層３８を形成する（図１３（ｂ））。
ザーアブレーション法により膜厚１００ｎｍのＹＢＣＯ
膜を堆積してパターニングし、ＹＢＣＯよりなる超伝導
層３８を形成する（図１３（ｂ））。
【０１２１】こうして、超伝導電流を制御する第３電極
を有する超伝導接合素子を形成する。
を有する超伝導接合素子を形成する。
【０１２２】このように、本実施形態によれば、超伝導
接合素子の上面が平坦化されているので、超伝導電流を
制御する第３電極を有する超伝導接合素子を容易に形成
することができる。
接合素子の上面が平坦化されているので、超伝導電流を
制御する第３電極を有する超伝導接合素子を容易に形成
することができる。
【０１２３】なお、本実施形態では、図４に示す第３実
施形態による超伝導接合素子に第３電極を設けたが、他
の実施形態による超伝導接合素子においても同様に適用
することができる。
施形態による超伝導接合素子に第３電極を設けたが、他
の実施形態による超伝導接合素子においても同様に適用
することができる。
【０１２４】［変形実施形態］本発明は、上記実施形態
に限らず種々の変形が可能である。
に限らず種々の変形が可能である。
【０１２５】例えば、上記実施形態では高温超伝導材料
としてＹＢＣＯを適用した超伝導接合素子を例に説明し
たが、他の超伝導材料、例えばＢＳＣＣＯ（Bismuth St
rontium Cobalt Copper oxide）を用いた超伝導接合素
子においても同様に適用することができる。
としてＹＢＣＯを適用した超伝導接合素子を例に説明し
たが、他の超伝導材料、例えばＢＳＣＣＯ（Bismuth St
rontium Cobalt Copper oxide）を用いた超伝導接合素
子においても同様に適用することができる。
【０１２６】また、上記実施形態では、バリア層として
は、ＩＴＯ又はＩｎ2Ｏ3を適用する例を示したが、ＩＴ
ＯやＩｎ2Ｏ3に限られるものではない。バリア層として
は、７００°以上の熱処理に耐えることができる酸化物
材料であれば適用することが可能であり、具体的には、
ＬＳＡＴ（Lanthanum Strontium Aluminum TantalumOxi
de）、ＰＢＣＯ、ＣｅＯ2、ＬａＧａＯなどを適用する
ことができる。なお、バックスパッタによる側壁膜形成
の観点からは、ＩＴＯやＩｎ2Ｏ3が制御性の面で優れて
いる。
は、ＩＴＯ又はＩｎ2Ｏ3を適用する例を示したが、ＩＴ
ＯやＩｎ2Ｏ3に限られるものではない。バリア層として
は、７００°以上の熱処理に耐えることができる酸化物
材料であれば適用することが可能であり、具体的には、
ＬＳＡＴ（Lanthanum Strontium Aluminum TantalumOxi
de）、ＰＢＣＯ、ＣｅＯ2、ＬａＧａＯなどを適用する
ことができる。なお、バックスパッタによる側壁膜形成
の観点からは、ＩＴＯやＩｎ2Ｏ3が制御性の面で優れて
いる。
【０１２７】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、２つの超
伝導層がバリア層を介して接合された超伝導接合素子に
おいて、バリア材料よりなる膜を堆積してバックスパッ
タすることにより超伝導層の側壁にバリア層を形成する
ので、従来の超伝導接合素子のようにバリア層を形成す
ることにより接合面積が減少することはない。また、バ
リア材料よりなる膜をすべてバックスパッタすること
で、バリア層を制御性よく形成することができる。これ
により、超伝導接合を容易に形成することができる。
伝導層がバリア層を介して接合された超伝導接合素子に
おいて、バリア材料よりなる膜を堆積してバックスパッ
タすることにより超伝導層の側壁にバリア層を形成する
ので、従来の超伝導接合素子のようにバリア層を形成す
ることにより接合面積が減少することはない。また、バ
リア材料よりなる膜をすべてバックスパッタすること
で、バリア層を制御性よく形成することができる。これ
により、超伝導接合を容易に形成することができる。
【図１】本発明の第１実施形態による超伝導接合素子の
構造を示す概略図である。
構造を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態による超伝導接合素子の
製造方法を示す工程断面図である。
製造方法を示す工程断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態による超伝導接合素子の
製造方法を示す工程断面図である。
製造方法を示す工程断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態による超伝導接合素子の
構造を示す概略図である。
構造を示す概略図である。
【図５】本発明の第３実施形態による超伝導接合素子の
製造方法を示す工程断面図である。
製造方法を示す工程断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態による超伝導接合素子の
構造を示す概略図である。
構造を示す概略図である。
【図７】本発明の第４実施形態による超伝導接合素子の
製造方法を示す工程断面図（その１）である。
製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図８】本発明の第４実施形態による超伝導接合素子の
製造方法を示す工程断面図（その２）である。
製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図９】本発明の第４実施形態による超伝導接合素子の
電流−電圧特性を示すグラフである。
電流−電圧特性を示すグラフである。
【図１０】本発明の第５実施形態による超伝導接合素子
の構造を示す概略図である。
の構造を示す概略図である。
【図１１】本発明の第５実施形態による超伝導接合素子
の製造方法を示す工程断面図である。
の製造方法を示す工程断面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態による超伝導接合素子
の構造を示す概略図である。
の構造を示す概略図である。
【図１３】本発明の第６実施形態による超伝導接合素子
の製造方法を示す工程断面図である。
の製造方法を示す工程断面図である。
【図１４】従来の超伝導接合素子の構造を示す概略図で
ある。
ある。
【図１５】従来の超伝導接合素子の製造方法を示す工程
断面図である。
断面図である。
【図１６】従来の超伝導接合素子の課題を説明する図で
ある。
ある。
１０…ＳＴＯ基板 １２…ＩＴＯ膜 １４…バリア層 １６…ＹＢＣＯ膜 １８…超伝導層 ２０…ＰＢＣＯ膜 ２２…層間絶縁膜 ２６…超伝導層 ２８…レジストパターン ３２…層間絶縁膜 ３４…レジスト膜 ３６…層間絶縁膜 ３８…超伝導層 ５０…ＭｇＯ基板 ５２…ＹＢＣＯ膜 ５４…超伝導層 ５６…ＰＢＣＯ膜 ５８…層間絶縁膜 ６０…レジストパターン ６２…Ｉｎ2Ｏ3膜 ６４…バリア層 ６８…超伝導層 １１０…ＳＴＯ基板 １１２…ＹＢＣＯ膜 １１４…超伝導層 １１６…ＰＢＣＯ膜 １１８…層間絶縁膜 １２０…バリア層 １２２…超伝導層
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M113 AA06 AA16 AA24 AA25 AA33 AA37 AD35 AD36 AD37 AD67 AD68 BA04 BA29 BB07 BC04 BC17 BC20 CA34 CA35
Claims (12)
- 【請求項１】 基板上に、超伝導材料に対してバリアと
して機能するバリア材料よりなる膜を介して形成された
第１の超伝導層と、 前記第１の超伝導層の側壁に形成され、前記バリア材料
よりなり、バリアとして機能するバリア層と、 前記基板上に形成され、前記バリア層を介して前記第１
の超伝導層の側壁に接合された第２の超伝導層とを有す
ることを特徴とする超伝導接合素子。 - 【請求項２】 請求項１記載の超伝導接合素子におい
て、 前記第２の超伝導層は、前記第１の超伝導層の上方に延
在することを特徴とする超伝導接合素子。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の超伝導接合素子に
おいて、 前記第１の超伝導層と前記第２の超伝導層との接合は、
前記第１の超伝導層と前記第２の超伝導層との接合面が
前記基板の表面に対して所定の角度で傾斜したランプエ
ッジ型接合、又は、前記第１の超伝導層と前記第２の超
伝導層との接合面が前記基板の表面に対して略垂直であ
る平面型接合であることを特徴とする超伝導接合素子。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
超伝導接合素子において、 前記第１の超伝導層上及び前記第２の超伝導層上に形成
され、上面が略平坦化された絶縁膜を更に有することを
特徴とする超伝導接合素子。 - 【請求項５】 請求項４記載の超伝導接合素子におい
て、 前記絶縁膜上に形成された第３の超伝導層を更に有する
ことを特徴とする超伝導接合素子。 - 【請求項６】 基板上に、超伝導材料に対してバリアと
して機能するバリア材料よりなる膜を形成する工程と、 前記バリア材料よりなる膜上に、第１の超伝導層を形成
する工程と、 前記第１の超伝導層をエッチングして所定のパターンに
成形する工程と、 前記第１の超伝導層をエッチングすることにより露出し
た前記バリア材料よりなる膜をスパッタし、前記バリア
材料よりなるバリア層を前記第１の超伝導層の側壁に形
成する工程と、 前記バリア層を介して前記第１の超伝導層の側壁部に接
合された第２の超伝導層を形成する工程とを有すること
を特徴とする超伝導接合素子の製造方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の超伝導接合素子の製造方
法において、 前記バリア層は、前記第２の超伝導層の堆積前のクリー
ニング工程において、前記バリア材料よりなる膜をスパ
ッタすることにより形成することを特徴とする超伝導接
合素子の製造方法。 - 【請求項８】 請求項７記載の超伝導接合素子の製造方
法において、 前記第１の超伝導層をパターニングする工程では、前記
バリア材料よりなる膜が露出する前にエッチングを停止
し、 前記クリーニング工程では、前記第１の超伝導層を完全
にパターニングするとともに、前記バリア層を形成する
ことを特徴とする超伝導接合素子の製造方法。 - 【請求項９】 請求項７又は８記載の超伝導接合素子の
製造方法において、 前記クリーニング工程におけるバリア層の形成は、７０
０℃以上の高温下で行うことを特徴とする超伝導接合素
子の製造方法。 - 【請求項１０】 基板上に、第１の超伝導層を形成する
工程と、 前記第１の超伝導層をエッチングして所定のパターンに
成形する工程と、 前記基板上、前記第１の超伝導層の上面及び側壁に、超
伝導材料に対してバリアとして機能するバリア材料より
なる膜を形成する工程と、 前記バリア材料よりなる膜をスパッタし、前記バリア材
料よりなるバリア層を前記第１の超伝導層の側壁に形成
する工程と、 前記バリア層を介して前記第１の超伝導層の側壁部に接
合された第２の超伝導層を形成する工程とを有すること
を特徴とする超伝導接合素子の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項６乃至１０のいずれか１項に記
載の超伝導接合素子の製造方法において、 前記基板が露出するまで前記バリア材料よりなる膜をス
パッタすることにより前記バリア層を形成することを特
徴とする超伝導接合素子の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項６乃至１１のいずれか１項に記
載の超伝導接合素子の製造方法において、 前記第２の超伝導層を形成する工程の後に、表面の凹凸
を平坦化する工程を更に有することを特徴とする超伝導
接合素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11083243A JP2000277820A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 超伝導接合素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11083243A JP2000277820A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 超伝導接合素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000277820A true JP2000277820A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13796899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11083243A Withdrawn JP2000277820A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 超伝導接合素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000277820A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003101090A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | Fujitsu Ltd | 高集積超伝導回路の製造方法 |
| CN115440877A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-12-06 | 合肥本源量子计算科技有限责任公司 | 超导电路、量子芯片及超导电路的制备方法 |
-
1999
- 1999-03-26 JP JP11083243A patent/JP2000277820A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003101090A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | Fujitsu Ltd | 高集積超伝導回路の製造方法 |
| CN115440877A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-12-06 | 合肥本源量子计算科技有限责任公司 | 超导电路、量子芯片及超导电路的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |