JP2002246665A - 超伝導電子デバイスの製造方法 - Google Patents
超伝導電子デバイスの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 コンパクトな集積回路を構成することができ
る超伝導電子デバイスの製造方法を提供する。 【解決手段】 基板１上に劈開されたＢＳＣＣＯ単結晶
２を固定する工程と、第１のフォトレジスト３を用いた
第１のイオンミリング４により特定の深さにまでＢＳＣ
ＣＯ単結晶をエッチングする工程と、第２のフォトレジ
スト５を用いた第２のイオンミリング６を行い、固有ジ
ョセフソン接合装置を形成する工程と、固有ジョセフソ
ン接合装置を劈開し、裏返したＢＳＣＣＯ単結晶片７を
得る工程と、新たな基板８上にＢＳＣＣＯ単結晶片７を
固定し、第３のフォトレジスト９を用いた第３のイオン
ミリング１０でＢＳＣＣＯ単結晶装置をパターニングす
る工程と、下部電極１１及び上部電極１２を形成して、
超伝導電子デバイスを得る工程とを施す。
る超伝導電子デバイスの製造方法を提供する。 【解決手段】 基板１上に劈開されたＢＳＣＣＯ単結晶
２を固定する工程と、第１のフォトレジスト３を用いた
第１のイオンミリング４により特定の深さにまでＢＳＣ
ＣＯ単結晶をエッチングする工程と、第２のフォトレジ
スト５を用いた第２のイオンミリング６を行い、固有ジ
ョセフソン接合装置を形成する工程と、固有ジョセフソ
ン接合装置を劈開し、裏返したＢＳＣＣＯ単結晶片７を
得る工程と、新たな基板８上にＢＳＣＣＯ単結晶片７を
固定し、第３のフォトレジスト９を用いた第３のイオン
ミリング１０でＢＳＣＣＯ単結晶装置をパターニングす
る工程と、下部電極１１及び上部電極１２を形成して、
超伝導電子デバイスを得る工程とを施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超伝導電子デバイ
スの製造方法に関するものである。
スの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術として超伝
導電子デバイスは大きな基板上にメサ構造となるよう
に、エッチングにより形成するようにしていた。
導電子デバイスは大きな基板上にメサ構造となるよう
に、エッチングにより形成するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
メサ構造の超伝導電子デバイスの場合は、大きな広い基
板上に超伝導電子デバイスを形成する必要があり、つま
り、マイクロ波応用の場合は、不適当な大きな土台が必
要となることになり、コンパクトな集積回路構成に支障
を来すといった問題があった。
メサ構造の超伝導電子デバイスの場合は、大きな広い基
板上に超伝導電子デバイスを形成する必要があり、つま
り、マイクロ波応用の場合は、不適当な大きな土台が必
要となることになり、コンパクトな集積回路構成に支障
を来すといった問題があった。
【０００４】本発明は、上記状況に鑑みて、コンパクト
な集積回路を構成することができる超伝導電子デバイス
の製造方法を提供することを目的とする。
な集積回路を構成することができる超伝導電子デバイス
の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕超伝導電子デバイスの製造方法において、基板上
に劈開されたＢＳＣＣＯ単結晶を固定する工程と、第１
のフォトレジストを前記ＢＳＣＣＯ単結晶表面上にフォ
トリソグラフィ技術を用いて形成する工程と、第１のイ
オンミリングにより特定の深さにまで前記ＢＳＣＣＯ単
結晶をエッチングする工程と、第２のフォトレジストを
前記ＢＳＣＣＯ単結晶表面上にフォトリソグラフィ技術
を用いて形成する工程と、前記第２のフォトレジストを
用いて第２のイオンミリングを行い、固有ジョセフソン
接合装置を形成する工程と、前記第２のフォトレジスト
を除去し、前記固有ジョセフソン接合装置を劈開し、裏
返したＢＳＣＣＯ単結晶片を得る工程と、新たな基板上
に前記ＢＳＣＣＯ単結晶片を固定し、フォトリソグラフ
ィ技術を用いて形成する工程と、第３のフォトレジスト
を前記ＢＳＣＣＯ単結晶片上に形成する工程と、前記第
３のフォトレジストを用いたフォトリソグラフィと第３
のイオンミリングでＢＳＣＣＯ単結晶装置をパターニン
グする工程と、前記第３のフォトレジストを剥離してか
ら、下部電極及び上部電極を形成して、超伝導電子デバ
イスを得る工程とを施すことを特徴とする。
成するために、 〔１〕超伝導電子デバイスの製造方法において、基板上
に劈開されたＢＳＣＣＯ単結晶を固定する工程と、第１
のフォトレジストを前記ＢＳＣＣＯ単結晶表面上にフォ
トリソグラフィ技術を用いて形成する工程と、第１のイ
オンミリングにより特定の深さにまで前記ＢＳＣＣＯ単
結晶をエッチングする工程と、第２のフォトレジストを
前記ＢＳＣＣＯ単結晶表面上にフォトリソグラフィ技術
を用いて形成する工程と、前記第２のフォトレジストを
用いて第２のイオンミリングを行い、固有ジョセフソン
接合装置を形成する工程と、前記第２のフォトレジスト
を除去し、前記固有ジョセフソン接合装置を劈開し、裏
返したＢＳＣＣＯ単結晶片を得る工程と、新たな基板上
に前記ＢＳＣＣＯ単結晶片を固定し、フォトリソグラフ
ィ技術を用いて形成する工程と、第３のフォトレジスト
を前記ＢＳＣＣＯ単結晶片上に形成する工程と、前記第
３のフォトレジストを用いたフォトリソグラフィと第３
のイオンミリングでＢＳＣＣＯ単結晶装置をパターニン
グする工程と、前記第３のフォトレジストを剥離してか
ら、下部電極及び上部電極を形成して、超伝導電子デバ
イスを得る工程とを施すことを特徴とする。
【０００６】〔２〕上記〔１〕記載の超伝導電子デバイ
スの製造方法において、前記上部及び下部の両方の電極
が超伝導体からなることを特徴とする。
スの製造方法において、前記上部及び下部の両方の電極
が超伝導体からなることを特徴とする。
【０００７】〔３〕上記〔１〕記載の超伝導電子デバイ
スの製造方法において、四端子法で電流−電圧特性を測
定することを特徴とする。
スの製造方法において、四端子法で電流−電圧特性を測
定することを特徴とする。
【０００８】〔４〕上記〔１〕記載の超伝導電子デバイ
スの製造方法において、前記上部及び下部の両方の電極
が常伝導体からなることを特徴とする。
スの製造方法において、前記上部及び下部の両方の電極
が常伝導体からなることを特徴とする。
【０００９】〔５〕上記〔１〕記載の超伝導電子デバイ
スの製造方法において、前記ＢＳＣＣＯ単結晶片の厚み
を数十Å（オングストローム）まで薄くすることを特徴
とする。
スの製造方法において、前記ＢＳＣＣＯ単結晶片の厚み
を数十Å（オングストローム）まで薄くすることを特徴
とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１１】図１は本発明の実施例を示す超伝導電子デ
バイスの製造工程図である。
バイスの製造工程図である。
【００１２】（１）まず、図１（ａ）に示すように、基
板（例えば、シリコン基板）１上に劈開されたＢＳＣＣ
Ｏ単結晶２をポリイミドで固定する。
板（例えば、シリコン基板）１上に劈開されたＢＳＣＣ
Ｏ単結晶２をポリイミドで固定する。
【００１３】（２）次に、図１（ｂ）に示すように、第
１のフォトレジスト３をＢＳＣＣＯ単結晶２表面上にフ
ォトリソグラフィ技術を用いて配置する。そこで、第１
のイオンミリング４により特定の深さにまで試料をエッ
チングする。
１のフォトレジスト３をＢＳＣＣＯ単結晶２表面上にフ
ォトリソグラフィ技術を用いて配置する。そこで、第１
のイオンミリング４により特定の深さにまで試料をエッ
チングする。
【００１４】（３）次に、図１（ｃ）に示すように、第
２のフォトレジスト５をＢＳＣＣＯ単結晶２表面上にフ
ォトリソグラフィ技術を用いて配置する。次いで、第２
のフォトレジスト５を用いて第２のイオンミリング６を
行い、固有ジョセフソン接合装置を作る。
２のフォトレジスト５をＢＳＣＣＯ単結晶２表面上にフ
ォトリソグラフィ技術を用いて配置する。次いで、第２
のフォトレジスト５を用いて第２のイオンミリング６を
行い、固有ジョセフソン接合装置を作る。
【００１５】（４）次に、図１（ｄ）に示すように、第
２のフォトレジスト５を除去し、試料を劈開し、裏返し
たＢＳＣＣＯ単結晶片７を得る。
２のフォトレジスト５を除去し、試料を劈開し、裏返し
たＢＳＣＣＯ単結晶片７を得る。
【００１６】（５）次に、図１（ｅ）に示すように、新
たな基板８上にその裏返したＢＳＣＣＯ単結晶片７を固
定し、フォトリソグラフィ技術を用いて形成する。第３
のフォトレジスト９をＢＳＣＣＯ単結晶片７上に形成す
る。
たな基板８上にその裏返したＢＳＣＣＯ単結晶片７を固
定し、フォトリソグラフィ技術を用いて形成する。第３
のフォトレジスト９をＢＳＣＣＯ単結晶片７上に形成す
る。
【００１７】（６）次いで、図１（ｆ）に示すように、
第３のフォトレジスト９を用いたフォトリソグラフィと
第３のイオンミリング１０でＢＳＣＣＯ単結晶装置をパ
ターニングする。
第３のフォトレジスト９を用いたフォトリソグラフィと
第３のイオンミリング１０でＢＳＣＣＯ単結晶装置をパ
ターニングする。
【００１８】（７）最後に、図１（ｇ）に示すように、
第３のフォトレジスト９を剥離してから、下部電極（超
伝導体）１１及び上部電極（超伝導体）１２を形成し
て、引出し電極１３，１４を接続して超伝導電子デバイ
スを得る。
第３のフォトレジスト９を剥離してから、下部電極（超
伝導体）１１及び上部電極（超伝導体）１２を形成し
て、引出し電極１３，１４を接続して超伝導電子デバイ
スを得る。
【００１９】なお、ここで、下部電極１１及び上部電極
１２はＢＳＣＣＯ単結晶片からなっており、超伝導状態
を呈する。
１２はＢＳＣＣＯ単結晶片からなっており、超伝導状態
を呈する。
【００２０】この方法を用いて、ａ−ｂ面方向の寸法が
サブミクロンから約５００ミクロンまで、ｃ軸方向の厚
さが数十から数千オングストロームまで変えることがで
きる超伝導電子デバイスを製造することができる。
サブミクロンから約５００ミクロンまで、ｃ軸方向の厚
さが数十から数千オングストロームまで変えることがで
きる超伝導電子デバイスを製造することができる。
【００２１】（１）固有ジョセフソン接合装置 図１（ｇ）に示すように、固有ジョセフソン接合装置を
得ることができる。このような固有ジョセフソン接合装
置は、（ａ）上部と下部の両方の電極１１，１２が超伝
導状態であり、四端子法で電流−電圧特性を測定するこ
とができる。（ｂ）固有ジョセフソン接合装置の接合数
を精密に制御できる。（ｃ）接合特性は非常に均一であ
る、といった特徴を有する。
得ることができる。このような固有ジョセフソン接合装
置は、（ａ）上部と下部の両方の電極１１，１２が超伝
導状態であり、四端子法で電流−電圧特性を測定するこ
とができる。（ｂ）固有ジョセフソン接合装置の接合数
を精密に制御できる。（ｃ）接合特性は非常に均一であ
る、といった特徴を有する。
【００２２】（２）集積回路 この技術を使用することにより、様々な厚さと任意の形
状をもつＢＳＣＣＯ単結晶の薄片を、多くの種類の基板
上に配置する集積回路を作製することができる。
状をもつＢＳＣＣＯ単結晶の薄片を、多くの種類の基板
上に配置する集積回路を作製することができる。
【００２３】図２は本発明の実施例を示すシリコン基板
上に形成された超伝導電子デバイスの集積装置を示す図
であり、多くの電極２２と幾つかのマイクロブリッジ形
状２３をもつシリコン基板２１上の単結晶の光学顕微鏡
写真を示している。短波長域のミリ波とサブミリ波用の
フィルタや共振器も本発明の方法を用いて作製すること
ができる。なお、２４は引出し電極である。
上に形成された超伝導電子デバイスの集積装置を示す図
であり、多くの電極２２と幾つかのマイクロブリッジ形
状２３をもつシリコン基板２１上の単結晶の光学顕微鏡
写真を示している。短波長域のミリ波とサブミリ波用の
フィルタや共振器も本発明の方法を用いて作製すること
ができる。なお、２４は引出し電極である。
【００２４】（３）単一の素子構造 派生的なものとして新しい構造を有する超伝導電子デバ
イスを本発明の製造方法を用いて作り上げることができ
る。
イスを本発明の製造方法を用いて作り上げることができ
る。
【００２５】図３は本発明の他の実施例を示す超伝導電
子デバイスの斜視図である。
子デバイスの斜視図である。
【００２６】この図に示すように、数十から数千Å（オ
ングストローム）のｃ軸方向の厚さと、サブミクロンま
でのａ−ｂ面方向の寸法をもつＢＳＣＣＯ単結晶３１を
２層の常伝導金属の電極３２，３３間に配置させること
ができる。
ングストローム）のｃ軸方向の厚さと、サブミクロンま
でのａ−ｂ面方向の寸法をもつＢＳＣＣＯ単結晶３１を
２層の常伝導金属の電極３２，３３間に配置させること
ができる。
【００２７】これは実際の応用と理論的な研究に適した
理想的な固有ジョセフソン接合システムとすることがで
きる。
理想的な固有ジョセフソン接合システムとすることがで
きる。
【００２８】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００２９】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。
よれば、次のような効果を奏することができる。
【００３０】（Ａ）コンパクトな集積回路を構成するこ
とができる超伝導電子デバイスを得ることができる。
とができる超伝導電子デバイスを得ることができる。
【００３１】（Ｂ）超伝導電子デバイスを数十Å（オン
グストローム）まで薄くすることができる。
グストローム）まで薄くすることができる。
【００３２】（Ｃ）単結晶の薄片を任意の形状にパター
ン化することができる。
ン化することができる。
【００３３】（Ｄ）同一薄片上にその他のデバイスを集
積化することができる。
積化することができる。
【００３４】（Ｅ）従来のメサ構造と比較して、マイク
ロ波応用に不適当な大きな土台が不要である。
ロ波応用に不適当な大きな土台が不要である。
【００３５】（Ｆ）四端子をもつ試料を測定することが
できる。
できる。
【図１】本発明の実施例を示す超伝導電子デバイスの製
造工程図である。
造工程図である。
【図２】本発明の実施例を示すシリコン基板上に形成さ
れた超伝導電子デバイスの集積装置を示す図である。
れた超伝導電子デバイスの集積装置を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す超伝導電子デバイス
の斜視図である。
の斜視図である。
１ 基板（例えば、シリコン基板） ２，３１ ＢＳＣＣＯ単結晶 ３ 第１のフォトレジスト ４ 第１のイオンミリング ５ 第２のフォトレジスト ６ 第２のイオンミリング ７ 裏返したＢＳＣＣＯ単結晶片 ８ 新たな基板 ９ 第３のフォトレジスト １０ 第３のイオンミリング １１ 下部電極（超伝導体） １２ 上部電極（超伝導体） １３，１４，２４ 引出し電極 ２１ シリコン基板 ２２ 多くの電極 ２３ マイクロブリッジ形状 ３２，３３ 常伝導金属の電極
Claims (5)
- 【請求項１】（ａ）基板上に劈開されたＢＳＣＣＯ単結
晶を固定する工程と、（ｂ）第１のフォトレジストを前
記ＢＳＣＣＯ単結晶表面上にフォトリソグラフィ技術を
用いて形成する工程と、（ｃ）第１のイオンミリングに
より特定の深さにまで前記ＢＳＣＣＯ単結晶をエッチン
グする工程と、（ｄ）第２のフォトレジストを前記ＢＳ
ＣＣＯ単結晶表面上にフォトリソグラフィ技術を用いて
形成する工程と、（ｅ）前記第２のフォトレジストを用
いて第２のイオンミリングを行い、固有ジョセフソン接
合装置を形成する工程と、（ｆ）前記第２のフォトレジ
ストを除去し、前記固有ジョセフソン接合装置を劈開
し、裏返したＢＳＣＣＯ単結晶片を得る工程と、（ｇ）
新たな基板上に前記ＢＳＣＣＯ単結晶片を固定し、フォ
トリソグラフィ技術を用いて形成する工程と、（ｈ）第
３のフォトレジストを前記ＢＳＣＣＯ単結晶片上に形成
する工程と、（ｉ）前記第３のフォトレジストを用いた
フォトリソグラフィと第３のイオンミリングでＢＳＣＣ
Ｏ単結晶装置をパターニングする工程と、（ｊ）前記第
３のフォトレジストを剥離してから、下部電極及び上部
電極を形成して、超伝導電子デバイスを得る工程とを施
すことを特徴とする超伝導電子デバイスの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の超伝導電子デバイスの製
造方法において、前記上部及び下部の両方の電極が超伝
導体からなることを特徴とする超伝導電子デバイスの製
造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の超伝導電子デバイスの製
造方法において、四端子法で電流−電圧特性を測定する
ことを特徴とする超伝導電子デバイスの製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の超伝導電子デバイスの製
造方法において、前上部及び下部の両方の電極が常伝導
体からなることを特徴とする超伝導電子デバイスの製造
方法。 - 【請求項５】 請求項１記載の超伝導電子デバイスの製
造方法において、前記ＢＳＣＣＯ単結晶片の厚みを数十
Åまで薄くすることを特徴とする超伝導電子デバイスの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001036428A JP4772193B2 (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | 超伝導電子デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001036428A JP4772193B2 (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | 超伝導電子デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002246665A true JP2002246665A (ja) | 2002-08-30 |
| JP4772193B2 JP4772193B2 (ja) | 2011-09-14 |
Family
ID=18899703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001036428A Expired - Fee Related JP4772193B2 (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | 超伝導電子デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4772193B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1447859A2 (en) * | 2003-02-13 | 2004-08-18 | Postech Foundation | Method for fabricating DC SQUID using high-Tc superconducting intrinsic Josephson junction |
| JP2006210585A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | National Institute For Materials Science | 積層ジョセフソン接合を用いた新型テラヘルツ発振器 |
| CN105576115A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-11 | 南京大学 | 一种双面结高温超导bscco太赫兹源的制备方法 |
| RU187779U1 (ru) * | 2018-12-14 | 2019-03-19 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Одиночная излучательная ВТСП мезоструктура на основе соединений висмута |
| US20220181538A1 (en) * | 2020-12-07 | 2022-06-09 | Iqm Finland Oy | Method for manufacturing josephson junctions |
-
2001
- 2001-02-14 JP JP2001036428A patent/JP4772193B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1447859A2 (en) * | 2003-02-13 | 2004-08-18 | Postech Foundation | Method for fabricating DC SQUID using high-Tc superconducting intrinsic Josephson junction |
| EP1447859A3 (en) * | 2003-02-13 | 2005-12-21 | Postech Foundation | Method for fabricating DC SQUID using high-Tc superconducting intrinsic Josephson junction |
| JP2006210585A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | National Institute For Materials Science | 積層ジョセフソン接合を用いた新型テラヘルツ発振器 |
| CN105576115A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-11 | 南京大学 | 一种双面结高温超导bscco太赫兹源的制备方法 |
| CN105576115B (zh) * | 2015-12-24 | 2018-04-17 | 南京大学 | 一种双面结高温超导bscco太赫兹源的制备方法 |
| RU187779U1 (ru) * | 2018-12-14 | 2019-03-19 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Одиночная излучательная ВТСП мезоструктура на основе соединений висмута |
| US20220181538A1 (en) * | 2020-12-07 | 2022-06-09 | Iqm Finland Oy | Method for manufacturing josephson junctions |
| US11621388B2 (en) * | 2020-12-07 | 2023-04-04 | Iqm Finland Oy | Method for manufacturing Josephson junctions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4772193B2 (ja) | 2011-09-14 |
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