JP2003086851A - Low-inductance superconducting junction and its manufacturing method - Google Patents

Low-inductance superconducting junction and its manufacturing method

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JP2003086851A
JP2003086851A JP2001275282A JP2001275282A JP2003086851A JP 2003086851 A JP2003086851 A JP 2003086851A JP 2001275282 A JP2001275282 A JP 2001275282A JP 2001275282 A JP2001275282 A JP 2001275282A JP 2003086851 A JP2003086851 A JP 2003086851A
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superconducting
junction
electrode
inductance
insulating film
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JP2001275282A
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Inventor
Tsunehiro Namigashira
経裕 波頭
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International Superconductivity Technology Center
Fujitsu Ltd
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International Superconductivity Technology Center
Fujitsu Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a low-inductance superconducting junction to operate at a high speed of >=20 [GHz] by reducing the inductance of the junction by adopting an extremely simple means, and to provide a method of manufacturing the junction. SOLUTION: In the lamp-edge type superconducting junction using an oxide superconductor, an upper superconducting electrode 24 is extended along a slope composed of a lower superconducting electrode 22 and an interlayer insulating film 23 and, at the same time, is terminated at an appropriate location between the junction 25 with the lower superconducting electrode 22 and the top of the slope of the insulating film 23.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、通信、コンピュー
タ、計測等の分野で用いられつつある超伝導回路を構成
するのに好適な低インダクタンス超伝導接合及びその製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-inductance superconducting junction suitable for constituting a superconducting circuit which is being used in the fields of communication, computers, measurement, etc., and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、通信用ルーター、サーバー、AD
変換器、磁束計(SQUID)、サンプラーなどに用い
る超伝導回路の開発が急がれている。
2. Description of the Related Art Currently, communication routers, servers, AD
Development of superconducting circuits used for converters, magnetometers (SQUIDs), samplers, etc. is urgent.

【0003】この超伝導回路を構成するのに酸化物超伝
導接合が多用されているが、その超伝導接合の種類の一
つにランプエッジ接合が知られている。
Oxide superconducting junctions are often used to form this superconducting circuit, and ramp edge junction is known as one of the types of the superconducting junctions.

【0004】図7はランプエッジ接合構造をもつ酸化物
超伝導接合を表す要部切断側面図であり、図に於いて、
1は支持基体、2は下部超伝導電極、3は層間絶縁膜、
4は上部超伝導電極をそれぞれ示している。
FIG. 7 is a side sectional view showing an oxide superconducting junction having a ramp edge junction structure.
1 is a supporting substrate, 2 is a lower superconducting electrode, 3 is an interlayer insulating film,
Reference numerals 4 denote upper superconducting electrodes, respectively.

【0005】この酸化物超伝導接合には、記号Lで指示
した部分、即ち、下部超伝導電極2を覆う層間絶縁膜3
の斜面を越えて上部超伝導電極4の一部が延在し、そし
て、これが原因となって、1.5〔pH〕もの大きなイ
ンダクタンスが現れ、高速動作化を妨げている。
In this oxide superconducting junction, the interlayer insulating film 3 covering the portion indicated by the symbol L, that is, the lower superconducting electrode 2.
A part of the upper superconducting electrode 4 extends beyond the slope of No. 3, and due to this, a large inductance of 1.5 [pH] appears, which hinders high-speed operation.

【0006】この部分Lは接合を作製する工程上では必
要とされるが、超伝導回路としては遊びになる部分であ
り、しかも、リソグラフィ技術に於ける位置合わせ精度
の関係で部分Lにばらつきを生ずることが多い。
Although this portion L is required in the process of manufacturing the junction, it is a portion that becomes a play in the superconducting circuit, and moreover, there is variation in the portion L due to the alignment accuracy in the lithography technique. It often happens.

【0007】勿論、このようなばらつきがあれば、各超
伝導接合に於けるインダクタンスが相違することにな
り、従って、超伝導回路内でインダクタンスにばらつき
を生じることになり、その対策をとるにしても、一義的
に実施することは不可能であって、高速の超伝導回路を
構成することは困難である。
Of course, if there is such a variation, the inductance in each superconducting junction will be different, so that the inductance will vary in the superconducting circuit. However, it is impossible to unambiguously implement it, and it is difficult to construct a high-speed superconducting circuit.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明では、極めて簡
単な手段を採ることで、超伝導接合のインダクタンス低
減を実現し、20〔GHz〕以上の高速動作を可能にし
ようとする。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, the inductance of a superconducting junction is reduced by adopting an extremely simple means, and a high speed operation of 20 [GHz] or higher is made possible.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に依る低インダク
タンス超伝導接合及びその製造方法に於いては、下部超
伝導電極を覆う層間絶縁膜の斜面を越えて上部超伝導電
極が延在する部分を除去し、それに依ってインダクタン
スの低減を図り、高速動作化することが基本になってい
る。
In the low-inductance superconducting junction and the method for manufacturing the same according to the present invention, a portion in which the upper superconducting electrode extends beyond the slope of the interlayer insulating film covering the lower superconducting electrode. Is basically eliminated to reduce the inductance, thereby achieving high-speed operation.

【0010】図1は本発明の原理を説明する為の超伝導
接合を表す要部切断側面図であり、図に於いて、図に於
いて、21は支持基体、22は下部超伝導電極、23は
層間絶縁膜、24は上部超伝導電極、25は超伝導接合
部分をそれぞれ示している。
FIG. 1 is a cutaway side view of essential parts showing a superconducting junction for explaining the principle of the present invention. In the figure, 21 is a supporting substrate, 22 is a lower superconducting electrode, and Reference numeral 23 is an interlayer insulating film, 24 is an upper superconducting electrode, and 25 is a superconducting junction.

【0011】図から明らかなように、本発明に於ける上
部超伝導電極24は、本来ならば層間絶縁膜23の斜面
を越えて平坦面にまで延在する部分が切除されている
為、寄生インダクタンスは著しく低減される。
As is apparent from the figure, the upper superconducting electrode 24 in the present invention is originally a part of the interlayer insulating film 23 that extends beyond the slant surface to the flat surface, and is therefore cut off. The inductance is significantly reduced.

【0012】ところで、本発明に依る超伝導接合とは目
的が相違することから本発明の従来の技術とはなり得な
いが、構造に類似点をもつ超伝導回路が提案されて公知
(特開平10−150228号公報を参照)であるの
で、それについて触れておくことは、本発明超伝導接合
の有効性を認識する上で意義があると思われる。
By the way, since the purpose of the superconducting junction is different from that of the superconducting junction according to the present invention, the conventional technique of the present invention cannot be realized. No. 10-150228), it is thought that it is meaningful to mention it in order to recognize the effectiveness of the superconducting junction of the present invention.

【0013】図8は従来の超伝導回路を表す要部切断側
面図であり、図に於いて、10は基板、11は下部電
極、12は第1の絶縁膜、13はトンネルバリア、14
は上部電極、16は第2の絶縁膜、17はグランドプレ
ーンをそれぞれ示している。
FIG. 8 is a cutaway side view of a main part of a conventional superconducting circuit. In the figure, 10 is a substrate, 11 is a lower electrode, 12 is a first insulating film, 13 is a tunnel barrier, and 14 is a tunnel barrier.
Is an upper electrode, 16 is a second insulating film, and 17 is a ground plane.

【0014】この超伝導回路の特徴は、図8に見られる
ように、下部電極11の傾斜部分以外の下部電極11と
上部電極14がトンネルバリア13を介して重なる部分
が除去され、表面が平坦化されたエッジ接合を有するも
のである。
As shown in FIG. 8, this superconducting circuit is characterized in that the portion other than the inclined portion of the lower electrode 11 where the lower electrode 11 and the upper electrode 14 overlap with each other through the tunnel barrier 13 is removed and the surface is flat. It has a converted edge joint.

【0015】その表面平坦化については二つの方法が示
され、一つは、図8(A)に見られるように、第1の絶
縁膜12を残して平坦化する方法、そして他の一つは、
図8(B)に見られるように、第1の絶縁膜12を残さ
ずに平坦化する方法である。
There are two methods for surface flattening, one is a method of flattening the first insulating film 12 as shown in FIG. 8A, and the other is flattening. Is
As shown in FIG. 8B, this is a method of planarizing without leaving the first insulating film 12.

【0016】このように、表面に平坦化されたエッジ接
合が生成されるようにする理由は、図8(C)に見られ
るように、第2の絶縁膜16を介してグランドプレーン
17を形成しなければならないことに依る。
As described above, the reason why the flattened edge junction is generated on the surface is that the ground plane 17 is formed via the second insulating film 16 as shown in FIG. 8C. It depends on what you have to do.

【0017】図8に見られる超伝導回路を実現するに
は、幾つかの問題がある。 1. 下部電極11上に第1の絶縁膜12を残して平坦
化する場合 この場合、その構造上、上部電極14の厚さは、下部電
極11と第1の絶縁膜12とを合わせた厚さが必要とな
り、その為、超伝導回路中でラインの太さが変わること
になるので、インダクタンスや超伝導電流密度が異なる
ことになり、実現できないほど回路設計が困難になる筈
である。
There are several problems in implementing the superconducting circuit seen in FIG. 1. When the first insulating film 12 is left flat on the lower electrode 11 and planarized, in this case, because of the structure, the thickness of the upper electrode 14 is equal to the total thickness of the lower electrode 11 and the first insulating film 12. This is necessary, and therefore the line thickness will change in the superconducting circuit, so the inductance and the superconducting current density will be different, and the circuit design will be difficult to achieve.

【0018】2. 下部電極11上に第1の絶縁膜12
を残さずに平坦化する場合 超伝導接合部分を研磨することになり、接合にダメージ
を与えるので、特性が劣化する。
2. The first insulating film 12 is formed on the lower electrode 11.
In the case of flattening without leaving, the superconducting joint portion is polished and the joint is damaged, so that the characteristics are deteriorated.

【0019】3. グランドプレーン17を上部に形成
すれば、接合特性が良好なものを実現できると考えてい
るようであるが、接合上面を平坦化しても、接合の側面
には段差を生じている。従って、その段差部分の上部に
在るグランドプレーン17には、超伝導状態が弱い部分
が生成され、磁場をトラップする可能性が高く、その結
果、接合特性が磁場に依って変化し、回路に誤動作を生
ずることになる。
3. It seems that if the ground plane 17 is formed on the upper portion, good bonding characteristics can be realized, but even if the upper surface of the bonding is flattened, steps are formed on the side surfaces of the bonding. Therefore, a portion having a weak superconducting state is generated in the ground plane 17 above the step portion, and it is highly possible that the magnetic field is trapped. As a result, the junction characteristics change depending on the magnetic field, and It will cause malfunction.

【0020】4. グランドプレーン17を上部に形成
することで、超伝導回路は基板の誘電率の影響を直接受
けることになり、誘電率が大きい場合にはインダクタン
スが大きくなる。因みに、YBCO(YBa2 Cu3
7-x )を成長させるのに適している基板としてSrTi
3 やLaSrAlTaOを用いるが、これ等の誘電率
は20以上ある為、インダクタンスを低減するには、グ
ランドプレーンを下部に配設して基板の誘電率の影響を
遮断することが必要である。
4. By forming the ground plane 17 on the upper side, the superconducting circuit is directly affected by the permittivity of the substrate, and the inductance increases when the permittivity is high. By the way, YBCO (YBa 2 Cu 3 O
SrTi as a suitable substrate for growing 7-x )
O 3 or LaSrAlTaO is used. Since these have a dielectric constant of 20 or more, it is necessary to dispose the ground plane in the lower part to block the influence of the dielectric constant of the substrate in order to reduce the inductance.

【0021】本発明に依る超伝導接合に於いては、グラ
ンドプレーンを下層に配設することが前提になってい
て、接合そのものがもつインダクタンスの低減を接合特
性の劣化を避けつつ実現する。
In the superconducting junction according to the present invention, it is premised that the ground plane is arranged in the lower layer, and the reduction of the inductance of the junction itself is realized while avoiding the deterioration of the junction characteristics.

【0022】その為、接合上面の不要部分のみを除去
し、平坦性などは無関係に突起部分を残し、接合を露出
させないように覆うことが必須になっている。
Therefore, it is indispensable to remove only the unnecessary portion on the upper surface of the joint, leave the protruding portion irrespective of the flatness, and cover the joint so as not to expose it.

【0023】本発明では、前記手段を採ることに依り、
ストリップ・ラインのインダクタンスを低減できるだけ
でなく、接合自体のインダクタンスも低減することがで
きるので、高速動作性及び実用性に優れた超伝導回路を
実現することができる。
In the present invention, by adopting the above means,
Not only can the inductance of the strip line be reduced, but also the inductance of the junction itself can be reduced, so that a superconducting circuit excellent in high-speed operability and practicability can be realized.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】図2並びに図3は本発明の実施の
形態1を説明する為の工程要所に於ける超伝導接合を表
す要部切断側面図であり、以下、これ等の図を参照しつ
つ説明する。尚、図1に於いて用いた記号と同記号は同
部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
2 and 3 are side sectional views showing essential parts of a superconducting junction in the process steps for explaining the first embodiment of the present invention. Will be described with reference to. The same symbols as those used in FIG. 1 represent the same parts or have the same meanings.

【0025】図2(A)参照 (1) 酸化物材料であるLSAT(LaSrAlTa
x )からなる支持基体31を用意する。
See FIG. 2A. (1) LSAT (LaSrAlTa) which is an oxide material.
A support base 31 made of O x ) is prepared.

【0026】図2(B)参照 (2) レーザ・アブレーション法を適用することに依
り、支持基板31上に厚さ200〔nm〕のYBCO
(YBa2 Cu3 7-x )からなる酸化物超伝導体層3
2を形成する。
See FIG. 2B. (2) By applying the laser ablation method, YBCO having a thickness of 200 nm is formed on the supporting substrate 31.
(YBa 2 Cu 3 O 7-x ) oxide superconductor layer 3
Form 2.

【0027】(3) 同じくレーザ・アブレーション法
を適用することに依り、酸化物超伝導体層32上に厚さ
200〔nm〕のLSATからなる層間絶縁層33を形
成する。
(3) Similarly, by applying the laser ablation method, the interlayer insulating layer 33 made of LSAT and having a thickness of 200 nm is formed on the oxide superconductor layer 32.

【0028】図2(C)参照 (4) レジスト・プロセスを適用することに依り、斜
面を形成する際のマスクとなるレジスト層(図示せず)
を形成する。
See FIG. 2C. (4) By applying a resist process, a resist layer serving as a mask when forming a slope (not shown).
To form.

【0029】(5) イオン・ミリング法を適用するこ
とに依り、イオン加速電圧を200〔V〕〜700
〔V〕の範囲で適切に選択し、前記レジスト層をマスク
として斜め方向からイオンを衝突させることで層間絶縁
層33及び超伝導体層32に角度30°の斜面形状をも
つようにミリングして下部超伝導電極32Eとすると共
に下部超伝導電極32Eの斜面に改質層からなるバリア
層を生成させる。
(5) By applying the ion milling method, the ion acceleration voltage is set to 200 [V] to 700.
By appropriately selecting in the range of [V], the interlayer insulating layer 33 and the superconductor layer 32 are milled so as to have a slope shape of an angle of 30 ° by bombarding ions with the resist layer as a mask in an oblique direction. A barrier layer made of a modified layer is formed on the slope of the lower superconducting electrode 32E as well as the lower superconducting electrode 32E.

【0030】図3(A)参照 (6) レーザ・アブレーション法を適用することに依
り、厚さ200〔nm〕のYBCOからなる酸化物超伝
導体層34を形成する。尚、図には、下部超伝導電極3
2Eと上部超伝導電極となるべき酸化物超伝導体層34
との接合部分を記号40で指示すると共に若干誇張して
表してある。
Referring to FIG. 3A (6), by applying the laser ablation method, an oxide superconductor layer 34 of YBCO having a thickness of 200 nm is formed. In the figure, the lower superconducting electrode 3
2E and oxide superconductor layer 34 to serve as upper superconducting electrode
The joint portion with and is indicated by the symbol 40 and is exaggerated slightly.

【0031】図3(B)参照 (7) レジスト・プロセスを適用することに依り、上
部超伝導電極を形成する際のマスクとなるレジスト層
(図示せず)を形成する。
Referring to FIG. 3B (7), by applying a resist process, a resist layer (not shown) serving as a mask for forming the upper superconducting electrode is formed.

【0032】(8) 前記工程(5)で採用したイオン
・ミリング法と同様な条件を適用することに依り、前記
レジスト層をマスクとして超伝導体層34を表面から層
間絶縁層33内に達するまでミリングして上部超伝導電
極34Eとする。
(8) By applying the same conditions as in the ion milling method adopted in the step (5), the superconductor layer 34 reaches the interlayer insulating layer 33 from the surface using the resist layer as a mask. Milling up to the upper superconducting electrode 34E.

【0033】ここで、層間絶縁層33上に在る上部超伝
導電極34Eの一部は、下部超伝導電極32Eと対向す
る状態になって残り、これが寄生インダクタンス生成の
原因となる。
Here, a part of the upper superconducting electrode 34E existing on the interlayer insulating layer 33 remains in a state of facing the lower superconducting electrode 32E, which causes generation of parasitic inductance.

【0034】図3(C)参照 (9) 径が0.03〔μm〕以下のアルミナを用いて
上部超伝導電極34Eの研磨を行い、下部超伝導電極3
2Eと対向し且つ層間絶縁層33の斜面を越えて延在す
る部分を除去する。
Referring to FIG. 3 (C) (9), the upper superconducting electrode 34E is polished by using alumina having a diameter of 0.03 [μm] or less, and the lower superconducting electrode 3
The portion facing 2E and extending beyond the slope of the interlayer insulating layer 33 is removed.

【0035】実施の形態1に於いて、上部超伝導電極3
4Eの不要部分の除去は、研磨部分の面積が小さいこと
から、単なる研磨で効率良く除去することができ、ま
た、必要あれば、全面に保護膜を形成してから研磨を行
うことで、上部超伝導電極34Eへのダメージを良好に
抑止することができる。
In the first embodiment, the upper superconducting electrode 3
The unnecessary portion of 4E can be efficiently removed by simple polishing because the area of the polished portion is small, and if necessary, a protective film is formed on the entire surface and then the upper portion is removed. Damage to the superconducting electrode 34E can be effectively suppressed.

【0036】以上の工程説明で重要なことは、研磨の程
度であるが、前記説明した従来の技術に見られるよう
に、全体が平坦となるように研磨したのでは、下部超伝
導電極32Eと上部超伝導電極34Eとの接合部分のエ
ッジが表出されて特性の劣化が発生することから、少な
くとも接合部分のエッジが表出されないようにすること
を研磨の限界としなければならない。
Although the degree of polishing is important in the above description of the steps, the lower superconducting electrode 32E can be obtained by polishing so that the entire surface becomes flat as seen in the above-mentioned conventional technique. Since the edge of the joining portion with the upper superconducting electrode 34E is exposed and the characteristics are deteriorated, it is necessary to limit at least the edge of the joining portion to the polishing limit.

【0037】図4は本発明の実施の形態2を説明する為
の工程要所に於ける超伝導接合を表す要部切断側面図で
あり、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚、図
1に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは
同じ意味を持つものとし、また、上部超伝導電極34E
を形成する為の超伝導体層34を成膜するまでの工程は
実施の形態1と変わりないので省略し、次の段階から説
明することにする。
FIG. 4 is a cutaway side view of an essential part showing a superconducting junction in a process step for explaining the second embodiment of the present invention, which will be described below with reference to these figures. The same symbols as those used in FIG. 1 represent the same parts or have the same meanings, and the upper superconducting electrode 34E
Since the steps up to the formation of the superconductor layer 34 for forming the same are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted and will be described from the next stage.

【0038】図4(A)参照 (1) レジスト・プロセスを適用することに依り、下
部超伝導電極32Eと対向し且つ層間絶縁層33の斜面
を越えて延在する超伝導体層34の部分を除去する為の
パターンをもつレジスト層35を形成する。
See FIG. 4A. (1) The portion of the superconductor layer 34 that faces the lower superconducting electrode 32E and extends beyond the slope of the interlayer insulating layer 33 by applying a resist process. A resist layer 35 having a pattern for removing is formed.

【0039】この場合、実施の形態1とは異なり、超伝
導体層34のパターニング、及び、寄生インダクタンス
を生成する部分の除去とを同時に実施することになり、
しかも、寄生インダクタンスを生成する部分の除去は、
下部超伝導電極32Eと上部超伝導電極との接合部分4
0のエッジが表出されない限界で実施するので、位置合
わせ精度の高いパターニング技術が必要である。
In this case, unlike the first embodiment, the patterning of the superconductor layer 34 and the removal of the portion producing the parasitic inductance are carried out at the same time.
Moreover, the removal of the part that creates the parasitic inductance is
Junction part 4 of lower superconducting electrode 32E and upper superconducting electrode
The patterning technique with high alignment accuracy is necessary because the process is performed at the limit where 0 edges are not exposed.

【0040】ここで、超伝導体層34の層厚が約200
〔nm〕程度、角度30°の斜面では層間絶縁膜33に
於ける傾斜面での長さが400〔nm〕となるので、位
置合わせ精度は200〔nm〕以下が要求されることに
なり、その要求に応えるには、例えば電子ビーム露光法
などが有用である。
Here, the layer thickness of the superconductor layer 34 is about 200.
Since the length of the inclined surface of the interlayer insulating film 33 is 400 [nm] on the inclined surface of about [nm] and the angle of 30 °, the alignment accuracy is required to be 200 [nm] or less, To meet the demand, for example, an electron beam exposure method is useful.

【0041】図4(B)参照 (2) 前記工程(5)で採用したイオン・ミリング法
と同様な条件を適用することに依り、レジスト層35を
マスクとして超伝導体層34を表面から下部超伝導電極
32Eに達する直前まで、従って、下部超伝導電極32
Eと上部超伝導電極との接合部分40のエッジが表出さ
れる直前までミリングして上部超伝導電極34Eとす
る。
See FIG. 4B. (2) By applying the same conditions as in the ion milling method adopted in the step (5), the resist layer 35 is used as a mask to form the superconductor layer 34 from the surface to the bottom. Until just before reaching the superconducting electrode 32E, the lower superconducting electrode 32
The upper superconducting electrode 34E is milled until just before the edge of the joint portion 40 between E and the upper superconducting electrode is exposed.

【0042】図5並びに図6は本発明の実施の形態3を
説明する為の工程要所に於ける超伝導接合を表す要部切
断側面図であり、以下、これ等の図を参照しつつ説明す
る。尚、図1に於いて用いた記号と同記号は同部分を表
すか或いは同じ意味を持つものとする。
FIG. 5 and FIG. 6 are sectional side views of essential parts showing superconducting junctions in the process steps for explaining the third embodiment of the present invention. Hereinafter, with reference to these drawings, FIG. explain. The same symbols as those used in FIG. 1 represent the same parts or have the same meanings.

【0043】図5(A)参照 (1) レジスト・プロセスとイオン・ミリング法を適
用することに依り、LSATからなる支持基体31に深
さを300〔nm〕乃至500〔nm〕の範囲で選択し
たグランド・プレーン形成用凹所31Aを形成する。
See FIG. 5A. (1) By applying the resist process and the ion milling method, the depth is selected in the range of 300 [nm] to 500 [nm] for the support base 31 made of LSAT. The ground plane forming recess 31A is formed.

【0044】図5(B)参照 (2) レーザ・アブレーション法を適用することに依
り、グランド・プレーン形成用凹所31Aを含めた支持
基板31上に300〔nm〕〜500〔nm〕の範囲で
選択した厚さのYBCOからなるグランド・プレーン層
41を形成する。
Refer to FIG. 5B (2) By applying the laser ablation method, the range of 300 [nm] to 500 [nm] is provided on the supporting substrate 31 including the recess 31 A for forming the ground plane. A ground plane layer 41 made of YBCO having a thickness selected in step 1 is formed.

【0045】図5(C)参照 (3) レジスト・プロセスを適用することに依り、グ
ランド・プレーン形成用凹所31Aを埋めたグランド・
プレーン層41上及び支持基板31の平坦面に在るグラ
ンド・プレーン層41上に僅かに掛かる程度にレジスト
膜を形成する。
Refer to FIG. 5C. (3) By applying the resist process, the ground plane forming recess 31A is filled with the ground layer.
A resist film is formed on the plane layer 41 and the ground plane layer 41 on the flat surface of the support substrate 31 so as to cover the ground plane layer 41.

【0046】上記のようにすることで、次のウエット・
エッチングを行う際、サイドからのエッチングに依るグ
ランド・プレーン部分への侵食を防止することができ
る。
By performing the above, the following wet
When etching is performed, it is possible to prevent erosion of the ground plane portion due to etching from the side.

【0047】(4) 1/1000に希釈したHClを
エッチャントとするウエット・エッチング法を適用する
ことに依り、レジスト膜をマスクとしてグランド・プレ
ーン層41のエッチングを行う。
(4) The ground plane layer 41 is etched using the resist film as a mask by applying a wet etching method using HCl diluted to 1/1000 as an etchant.

【0048】この工程に依り、支持基板31の平坦面上
に在るグランド・プレーン層41は殆ど除去されるので
あるが、グランド・プレーン形成用凹所31の縁辺近傍
には、前記したレジスト膜パターンの関係で一部が突起
状に残留している。
By this step, the ground plane layer 41 on the flat surface of the supporting substrate 31 is almost removed, but the resist film described above is formed near the edge of the recess 31 for forming the ground plane. Due to the pattern, a part remains as a protrusion.

【0049】図6(A)参照 (5) 径が0.03〔μm〕以下のアルミナを用いて
表面を研磨することで平坦化する。尚、この研磨に依っ
て前記突起は除去されることは云うまでもない。
See FIG. 6A (5) The surface is flattened by polishing the surface with alumina having a diameter of 0.03 [μm] or less. Needless to say, the protrusions are removed by this polishing.

【0050】図6(B)参照 (6) レーザ・アブレーション法を適用することに依
り、グランド・プレーン層41上を含む全面に厚さ20
0〔nm〕乃至300〔nm〕の範囲で選択されたLS
ATからなる層間絶縁層42を形成する。
See FIG. 6B. (6) By applying the laser ablation method, the entire surface including the ground plane layer 41 has a thickness of 20.
LS selected in the range of 0 [nm] to 300 [nm]
An interlayer insulating layer 42 made of AT is formed.

【0051】この後、実施の形態1と同じ工程、即ち、
図2(B)乃至図3(C)について説明した工程と同じ
工程を実施して、層間絶縁層42上に下部超伝導電極3
2E、層間絶縁膜33、上部超伝導電極34E、接合部
分40などを形成し、上部超伝導電極34Eの研磨を行
って完成する。従って、完成された超伝導接合は、層間
絶縁層42上に図3(C)に見られる超伝導接合を搭載
した構造になっている。
After this, the same steps as in the first embodiment, namely,
The same steps as those described with reference to FIGS. 2B to 3C are performed to form the lower superconducting electrode 3 on the interlayer insulating layer 42.
2E, the interlayer insulating film 33, the upper superconducting electrode 34E, the bonding portion 40 and the like are formed, and the upper superconducting electrode 34E is polished to complete the process. Therefore, the completed superconducting junction has a structure in which the superconducting junction shown in FIG. 3C is mounted on the interlayer insulating layer 42.

【0052】前記各実施の形態では、酸化物材料からな
る支持基体としてLSATを用いたが、この他、MgO
或いはMgOにY2 3 やCeO2 のバッファ層を形成
してなる支持基板を用いたり、また、SrTiO3 など
を用いることもできる。
In each of the above-mentioned embodiments, LSAT was used as the support base made of an oxide material.
Alternatively, a supporting substrate formed by forming a buffer layer of Y 2 O 3 or CeO 2 on MgO can be used, or SrTiO 3 or the like can be used.

【0053】前記各実施の形態では、酸化物超伝導体と
してYBCOを用いたが、この他、NdBa2 Cu3
x など、他の酸化物超伝導体材料を用いることができ
る。
In each of the above embodiments, YBCO was used as the oxide superconductor, but in addition to this, NdBa 2 Cu 3 O was used.
Other oxide superconductor materials such as x can be used.

【0054】前記各実施の形態では、薄膜を堆積するの
にレーザ・アブレーション法を適用したが、この他、マ
グネトロン・スパッタ法、オフアクシス・スパッタ法な
どを適切に選択して良い。
In each of the above-mentioned embodiments, the laser ablation method is applied to deposit the thin film, but in addition to this, a magnetron sputtering method, an off-axis sputtering method or the like may be appropriately selected.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明に依る低インダクタンス超伝導接
合及びその製造方法に於いては、酸化物超伝導体を用い
たランプエッジ型超伝導接合に於いて、上部超伝導電極
が下部超伝導電極と層間絶縁膜とからなる斜面に沿って
延在すると共に下部超伝導電極との接合部分を越え層間
絶縁膜の斜面を越えるまでの適所で終端させている。
According to the present invention, there is provided a low-inductance superconducting junction and a method of manufacturing the same. In a lamp-edge type superconducting junction using an oxide superconductor, the upper superconducting electrode is a lower superconducting electrode. And an interlayer insulating film, and extends at a proper position beyond the junction with the lower superconducting electrode and beyond the slope of the interlayer insulating film.

【0056】前記構成を採ることに依り、ストリップ・
ラインのインダクタンスを低減できるだけでなく、接合
自体のインダクタンスも低減することができるので、高
速動作性及び実用性に優れた超伝導回路を実現すること
ができる。
By adopting the above configuration, the strip
Not only can the line inductance be reduced, but the inductance of the junction itself can also be reduced, so that a superconducting circuit with excellent high-speed operability and practicality can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理を説明する為の超伝導接合を表す
要部切断側面図である。
FIG. 1 is a cutaway side view of essential parts showing a superconducting junction for explaining the principle of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1を説明する為の工程要所
に於ける超伝導接合を表す要部切断側面図である。
FIG. 2 is a cutaway side view of an essential part showing a superconducting junction in a process key point for explaining the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態1を説明する為の工程要所
に於ける超伝導接合を表す要部切断側面図である。
FIG. 3 is a cutaway side view of an essential part showing a superconducting junction in a process key point for explaining the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態2を説明する為の工程要所
に於ける超伝導接合を表す要部切断側面図である。
FIG. 4 is a cutaway side view of an essential part showing a superconducting junction in a process essential part for explaining a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態3を説明する為の工程要所
に於ける超伝導接合を表す要部切断側面図である。
FIG. 5 is a cutaway side view of an essential part showing a superconducting junction in a process essential part for explaining a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態3を説明する為の工程要所
に於ける超伝導接合を表す要部切断側面図である。
FIG. 6 is a cutaway side view of essential parts showing a superconducting junction in a process key part for explaining a third embodiment of the present invention.

【図7】ランプエッジ接合構造をもつ酸化物超伝導接合
を表す要部切断側面図である。
FIG. 7 is a cutaway side view of essential parts showing an oxide superconducting junction having a ramp edge junction structure.

【図8】従来の超伝導回路を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 8 is a cutaway side view of a main part of a conventional superconducting circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 支持基体 22 下部超伝導電極 23 層間絶縁膜 24 上部超伝導電極 25 超伝導接合 21 support substrate 22 Lower superconducting electrode 23 Interlayer insulation film 24 Upper superconducting electrode 25 Superconducting junction

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 波頭 経裕 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 4M113 AA06 AA16 AA25 AA37 AD35 AD36 AD37 AD42 AD67 AD68 BA01 BA04 BA08 BB07 BC04 BC08 BC22 CA34    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Nobuhiro Hazu             4-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             No. 1 within Fujitsu Limited F-term (reference) 4M113 AA06 AA16 AA25 AA37 AD35                       AD36 AD37 AD42 AD67 AD68                       BA01 BA04 BA08 BB07 BC04                       BC08 BC22 CA34

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸化物超伝導体を用いたランプエッジ型超
伝導接合に於いて、 上部超伝導電極が下部超伝導電極と層間絶縁膜とからな
る斜面に沿って延在すると共に下部超伝導電極との接合
部分を越え層間絶縁膜の斜面を越えるまでの適所で終端
された構造をもつことを特徴とする低インダクタンス超
伝導接合。
1. In a ramp-edge type superconducting junction using an oxide superconductor, an upper superconducting electrode extends along a slope formed by a lower superconducting electrode and an interlayer insulating film, and a lower superconducting electrode. A low-inductance superconducting junction having a structure in which it is terminated at an appropriate position beyond the junction with the electrode and beyond the slope of the interlayer insulating film.
【請求項2】下部超伝導電極の下方に超伝導グランド・
プレーンが設けられてなることを特徴とする請求項1記
載の低インダクタンス超伝導接合。
2. A superconducting ground layer below the lower superconducting electrode.
The low inductance superconducting junction according to claim 1, wherein a plane is provided.
【請求項3】積層された下部超伝導電極と層間絶縁膜と
の側面に形成された斜面に沿って延在する上部超伝導電
極を形成する工程と、 上部超伝導電極の先端を下部超伝導電極との接合部分を
越え層間絶縁膜の斜面を越えるまでの適所で除去する工
程とが含まれてなることを特徴とする低インダクタンス
超伝導接合の製造方法。
3. A step of forming an upper superconducting electrode extending along a slope formed on a side surface of the laminated lower superconducting electrode and the interlayer insulating film, and a step of forming a tip of the upper superconducting electrode at the lower superconducting electrode. A method of manufacturing a low-inductance superconducting junction, which comprises a step of removing it at a proper position beyond the junction with the electrode and beyond the slope of the interlayer insulating film.
【請求項4】上部超伝導電極に於ける先端の除去を研磨
で行うことを特徴とする請求項3記載の低インダクタン
ス超伝導接合の製造方法。
4. The method of manufacturing a low inductance superconducting junction according to claim 3, wherein the removal of the tip of the upper superconducting electrode is performed by polishing.
【請求項5】上部超伝導電極に於ける先端の除去をパタ
ーニングで行うことを特徴とする請求項3記載の低イン
ダクタンス超伝導接合の製造方法。
5. The method for producing a low-inductance superconducting junction according to claim 3, wherein the removal of the tip of the upper superconducting electrode is performed by patterning.
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