JP2526402B2 - 超伝導ジョセフソン素子の製造方法 - Google Patents
超伝導ジョセフソン素子の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超伝導ジョセフソン素子
の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】図５に従来の作製プロセスとして、電子
情報通信学会技術研究報告超伝導エレクトロニクスＳＣ
Ｅ９２−５０において示された高温超伝導ジョセフソン
素子作製プロセス（以下、第１の従来例という。）を示
す。 【０００３】図５において、誘電体基板１０上にフォト
レジスト１１がつけられる（Ａ）。紫外線露光でフォト
レジスト１１がパターニングされる（Ｂ）。イオンビー
ムエッチングで誘電体基板１０がエッチングされる
（Ｃ）。レジスト１１が剥離され（Ｄ）、誘電体基板１
０に段差が形成される。この誘電体基板１０を洗浄した
後、誘電体基板１０の上に高温超伝導薄膜１２が堆積さ
れる（Ｅ）。必要な段差の部分にジョセフソン接合を作
るため、レジストを塗り、それをパターニングし、エッ
チングで高温超伝導薄膜１２を加工し、高温超伝導ジョ
セフソン素子ができあがる。 【０００４】なお、パターニングとは、薄膜に対して電
極を形成するとか、配線のパターンを作る等のように、
所定の型のあるパターンを形成することを意味する。 【０００５】図６に電子情報通信学会論文誌ｖｏｌ．Ｊ
７６−Ｃ−〓 Ｎｏ．６、ｐ３６４において示される誘
電体基板に段差をエッチングする際のマスクとして金属
マスクを使用した例（以下、第２の従来例という。）を
示す。まず、誘電体基板１０上に金属マスク１３を堆積
させる（Ａ）。このときの金属マスクとしてはタンタル
を使用している。フォトレジスト１１をぬり（Ｂ）、フ
ォトレジスト１１を紫外線露光でパターニングする
（Ｃ）。アルゴンイオンビームエッチングで金属マスク
１３をエッチングする（Ｄ）。レジスト１１を剥離した
後（Ｅ）、窒素イオンビームエッチングにより基板に段
差をつける（Ｆ）。残ったマスク１３は剥離する
（Ｇ）。この誘電体基板を洗浄した後、高温超伝導薄膜
１２を堆積させる。必要な部分に接合を作るため、レジ
ストを塗り、それをパターニングし、エッチングで高温
超伝導薄膜１２を加工し、高温超伝導ジョセフソン素子
ができあがる。第１の従来例のように有機レジストであ
るフォトレジストを用いてマスクとする場合、形成され
た誘電体基板の段差部はレジストの熱膨張等でなだらか
なものとなる。これに反し、第２の従来例では金属マス
クを用いることにより急峻な段差を形成することができ
る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
従来例においては、基板に段差をつける際、イオンビー
ムエッチングを使用しているため、熱の影響があり、エ
ッチング時にレジストの熱膨張等が伴い、誘電体基板の
側壁の角度制御を厳密に行うことが困難であり、特性の
そろったジョセフソン素子を作製することができない。
また、段差の側壁の形状の平坦度も良くなく、側壁自身
に凹凸をもってしまい、側壁でも弱結合ができてしま
い、不要なジョセフソン接合ができてしまうことや、側
壁面での超伝導体の劣化が起こり、臨界温度が下がり、
特性の劣化を引き起こす。 【０００７】また、イオンビームエッチングの代わりに
ウエットエッチングを使用したとしても、熱の影響はな
くなるが、サイドエッチングのため段差部の平坦度は悪
くなる。 【０００８】また、第２の従来例においては、金属マス
クを使用することにより、第１の従来例におけるフォト
レジストの熱膨張の問題点は解決しているが、金属マス
クの側壁の形状については全く考慮せず、垂直にしてい
る。このため第２の従来例では段差の部分は急峻な側壁
をもつ。この場合は、超伝導体が切り立った構造になっ
ていて、段差上部と段差下部の部分の超伝導体がつなが
って、この結合部に弱結合ができ、ジョセフソン接合が
できると考えられる。この方法では、急峻な側壁の部分
での超伝導体の堆積の再現性に問題があり、多くの弱結
合ができてしまう可能性がある。 【０００９】本発明の目的は上述の問題点を解決し、従
来のものに比較し超伝導薄膜形成面の段差の側壁の角度
の制御を再現性良く行い、側壁の形状の平坦度を上げる
ことにより、特性的に優れた再現性の良い超伝導ジョセ
フソン素子を作製することである。 【００１０】 【問題を解決するための手段】本発明に係る請求項記載
の超伝導ジョセフソン素子の製造方法は、超伝導薄膜形
成面の所要部分に段差を形成し、上記超伝導薄膜形成面
に堆積された超伝導薄膜をパターニングし、上記超伝導
薄膜形成面の段差部にジョセフソン接合を形成された超
伝導ジョセフソン素子の製造方法において、上記超伝導
薄膜形成面上に段差部を形成するためのマスクとなる金
属薄膜層を形成し、上記金属薄膜層の上面にパターニン
グしたフォトレジストを被着し、反応性イオンエッチン
グを行うことによって、パターニングに応じて上記金属
マスクに形成されるパターンの側壁に任意の角度をもつ
金属マスクを形成し、上記金属マスク上に残留するフォ
トレジストを除去し、イオンビームエッチングにより、
上記金属マスクの側壁の角度に応じた傾斜状の段差を上
記超伝導薄膜形成面に転写し、該傾斜状の段差に跨るよ
うに超伝導薄膜をパターニングするようにしたことを特
徴とする。 【００１１】 【作用】上記構成によれば、超伝導薄膜形成面にイオン
ビームエッチングで段差を形成しようとするとき、金属
マスクと超伝導薄膜形成面のエッチングは同時に進行す
る。金属マスクは、金属薄膜層のパターニングの際、反
応性イオンエッチングを用いているため、パターンの側
壁には任意の角度がついている。そのため、イオンビー
ムは側壁部もエッチングしていき、金属マスクはイオン
ビームによる熱膨張が生じないので、一定の側壁の角度
を保持したまま、金属マスクの側壁は後退していく。こ
のとき、徐々に超伝導薄膜形成面に当たるイオンビーム
の面は側壁が後退していくに連れ、増加していく。この
側壁の後退に従い、超伝導薄膜形成面にも任意の角度の
側壁を有する段差部を形成できる。この時、金属マスク
の耐熱性により、超伝導薄膜形成面の側壁の平坦度が良
くなる。 【００１２】超伝導薄膜の特性は超伝導薄膜形成面に大
きく左右されるため、超伝導薄膜形成面の側壁の平坦度
を良くする事は、超伝導薄膜形成面の段差の側壁に堆積
される超伝導薄膜の劣化をおさえることにつながり、側
壁での臨界温度の低下や、不要な粒界接合を作ってしま
うようなことはなくなる。 【００１３】 【実施例】以下、図面を参照して、本発明による実施例
について説明する。 【００１４】図１に本発明に係る実施例である超伝導素
子の作製プロセスを示す。まず、超伝導薄膜形成面をも
つ基板１６上に金属マスク１３を堆積させる（Ａ）。フ
ォトレジスト１１をぬり（Ｂ）、フォトレジスト１１を
パターニングする（Ｃ）。金属マスク１３をエッチング
する（Ｄ）。この時、超伝導薄膜形成面の段差の側壁の
角度を制御するため、反応性イオンエッチングで金属マ
スク１３のパターンの側壁に角度がつけられる。フォト
レジスト１１を剥離した後（Ｅ）、イオンビームエッチ
ングにより、超伝導薄膜形成面に任意の角度がついた段
差をつける（Ｆ）。残った金属マスク１３は剥離する
（Ｇ）。この超伝導薄膜形成面に、超伝導薄膜１５を堆
積させる。必要な段差部分にジョセフソン接合を作るた
め、フォトレジストをぬり、パターニングし、エッチン
グで薄膜を加工し、最終的に超伝導ジョセフソン素子の
完成となる。段差の部分で配向性の違いにより粒界がで
き、ジョセフソン接合ができる。 【００１５】なお、段差とは超伝導薄膜形成面のエッチ
ングされた部分とエッチングされていない面との間の部
分を意味する。 【００１６】図２に金属のパターンの側壁の角度に対し
て超伝導薄膜形成面をイオンビームエッチング後の超伝
導薄膜形成面の段差の側壁の角度の関係を示す。この図
において、超伝導薄膜形成面をもつ基板はＭｇＯ、金属
マスクはニオブ、イオンビームはアルゴンイオンビーム
を用いた。この場合、ＭｇＯとニオブのアルゴンイオン
ビームに対するエッチング速度の違いにより、金属マス
クのパターンの側壁の角度は超伝導薄膜形成面の段差の
側壁の角度と同じにはならないが、再現性良くこの角度
は得られる。 【００１７】ＭｇＯ基板でアルゴンイオンエッチングと
ニオブ金属マスクの組み合わせでは段差の角度が４０度
までのものしか得られない。しかし、この組み合わせを
変えることにより大きな角度も可能となる。例えば、金
属マスクと超伝導薄膜形成面のエッチングレートが同程
度のものを用いれば、大きな角度の段差をつけることが
可能となる。 【００１８】上述のプロセスにおいては金属マスクとし
てニオブを用いているが、金属マスクは高融点金属であ
ればどのようなものでも使用可能である。 【００１９】また、反応性イオンエッチングガスとして
ＣＦ4 、金属マスクはニオブを使用しているが、反応性
イオンエッチングで削ることのできる金属であればどん
なものでも使用可能である。たとえば、反応性イオンエ
ッチングガスとしてＣＦ4 を用いれば、金属としてシリ
コン、窒化シリコン、モリブデン、タンタル、窒化タン
タル、タングステン等が、反応性イオンエッチングガス
としてＣＣｌ4 を用いれば、金属としてシリコン、アル
ミニウム、クロム、チタン等が、反応性イオンエッチン
グガスとしてＣＣｌ2Ｆ2を用いれば、ＧａＡｓ等を用い
ることが可能である。 【００２０】図３に完成した超伝導ジョセフソン素子を
示す。段差をつけられた超伝導薄膜形成面をもつ基板１
６の上に、加工された超伝導薄膜１４があり、エッチン
グされた超伝導薄膜形成面と段差の側壁の部分と、エッ
チングされていない超伝導薄膜形成面と段差の側壁の部
分の２箇所で弱接合が形成されている。 【００２１】以上のように構成された実施例の超伝導ジ
ョセフソン素子の製造方法により製造された超伝導ジョ
セフソン素子において、超伝導薄膜１４にマイクロ波信
号を入力することにより接合部にマイクロ波電流が誘起
される。それによりマイクロ波の検出ができる。 【００２２】上述の方法で作成した素子は、段差角度が
１０度以下では粒界接合が作製されず、４０度以上では
きれいな電流電圧特性は得られない。典型的な素子の電
流電圧特性のオシログラフの写真を図４に示す。これ
は、超伝導薄膜をＹ1Ｂａ2Ｃｕ3０7、超伝導薄膜形成面
をもつ基板をＭｇＯ、段差角度を２０度としたもので、
４．２Ｋでの特性である。若干のヒステリシスを伴って
いるがＲＳＪモデルに非常に近い特性となっている。こ
の素子は臨界電流の減少はあるものの、７０Ｋでも動作
する。 【００２３】なお、上記実施例においては、誘電体基板
であるＭｇＯを超伝導薄膜形成面をもつ基板としたが、
薄膜を多層化した場合、超伝導薄膜の下に形成される面
に上述の方法と同様に金属マスクを用いてイオンビーム
エッチングを行えば、同様に超伝導の弱結合ができ、薄
膜層間の配線を行うと同時にジョセフソン接合を作るこ
とができる。 【００２４】 【発明の効果】以上、詳述したように、本発明に係る超
伝導ジョセフソン素子の製造方法によれば、超伝導薄膜
形成面に段差をつけるためのマスクとして、金属マスク
を用いて、金属マスクのエッチングの際、反応性イオン
ビームで金属マスクのパターンの側壁に角度をつけ、超
伝導薄膜形成面の段差の側壁の角度を制御よく作り、側
壁の平坦性を上げた超伝導ジョセフソン素子の製造方法
において、超伝導薄膜形成面の段差の側壁の平坦性を上
げることにより、側壁での超伝導特性の劣化を抑えるこ
とができる。 【００２５】また、この製造方法により、金属マスクの
パターンの側壁の角度に応じて超伝導薄膜形成面の段差
の側壁の角度は再現性よく得られ、安定した超伝導ジョ
セフソン素子を作製することができる。 【００２６】超伝導高周波素子の集積化に向けて、本発
明を使用することにより、素子作成の制御性を上げるこ
とができる。特性のばらつきが少ないことは集積化の設
計上必要なことであり、アンテナ等との結合の時のマッ
チングやアレイ化の時などに利点を有する。
の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】図５に従来の作製プロセスとして、電子
情報通信学会技術研究報告超伝導エレクトロニクスＳＣ
Ｅ９２−５０において示された高温超伝導ジョセフソン
素子作製プロセス（以下、第１の従来例という。）を示
す。 【０００３】図５において、誘電体基板１０上にフォト
レジスト１１がつけられる（Ａ）。紫外線露光でフォト
レジスト１１がパターニングされる（Ｂ）。イオンビー
ムエッチングで誘電体基板１０がエッチングされる
（Ｃ）。レジスト１１が剥離され（Ｄ）、誘電体基板１
０に段差が形成される。この誘電体基板１０を洗浄した
後、誘電体基板１０の上に高温超伝導薄膜１２が堆積さ
れる（Ｅ）。必要な段差の部分にジョセフソン接合を作
るため、レジストを塗り、それをパターニングし、エッ
チングで高温超伝導薄膜１２を加工し、高温超伝導ジョ
セフソン素子ができあがる。 【０００４】なお、パターニングとは、薄膜に対して電
極を形成するとか、配線のパターンを作る等のように、
所定の型のあるパターンを形成することを意味する。 【０００５】図６に電子情報通信学会論文誌ｖｏｌ．Ｊ
７６−Ｃ−〓 Ｎｏ．６、ｐ３６４において示される誘
電体基板に段差をエッチングする際のマスクとして金属
マスクを使用した例（以下、第２の従来例という。）を
示す。まず、誘電体基板１０上に金属マスク１３を堆積
させる（Ａ）。このときの金属マスクとしてはタンタル
を使用している。フォトレジスト１１をぬり（Ｂ）、フ
ォトレジスト１１を紫外線露光でパターニングする
（Ｃ）。アルゴンイオンビームエッチングで金属マスク
１３をエッチングする（Ｄ）。レジスト１１を剥離した
後（Ｅ）、窒素イオンビームエッチングにより基板に段
差をつける（Ｆ）。残ったマスク１３は剥離する
（Ｇ）。この誘電体基板を洗浄した後、高温超伝導薄膜
１２を堆積させる。必要な部分に接合を作るため、レジ
ストを塗り、それをパターニングし、エッチングで高温
超伝導薄膜１２を加工し、高温超伝導ジョセフソン素子
ができあがる。第１の従来例のように有機レジストであ
るフォトレジストを用いてマスクとする場合、形成され
た誘電体基板の段差部はレジストの熱膨張等でなだらか
なものとなる。これに反し、第２の従来例では金属マス
クを用いることにより急峻な段差を形成することができ
る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
従来例においては、基板に段差をつける際、イオンビー
ムエッチングを使用しているため、熱の影響があり、エ
ッチング時にレジストの熱膨張等が伴い、誘電体基板の
側壁の角度制御を厳密に行うことが困難であり、特性の
そろったジョセフソン素子を作製することができない。
また、段差の側壁の形状の平坦度も良くなく、側壁自身
に凹凸をもってしまい、側壁でも弱結合ができてしま
い、不要なジョセフソン接合ができてしまうことや、側
壁面での超伝導体の劣化が起こり、臨界温度が下がり、
特性の劣化を引き起こす。 【０００７】また、イオンビームエッチングの代わりに
ウエットエッチングを使用したとしても、熱の影響はな
くなるが、サイドエッチングのため段差部の平坦度は悪
くなる。 【０００８】また、第２の従来例においては、金属マス
クを使用することにより、第１の従来例におけるフォト
レジストの熱膨張の問題点は解決しているが、金属マス
クの側壁の形状については全く考慮せず、垂直にしてい
る。このため第２の従来例では段差の部分は急峻な側壁
をもつ。この場合は、超伝導体が切り立った構造になっ
ていて、段差上部と段差下部の部分の超伝導体がつなが
って、この結合部に弱結合ができ、ジョセフソン接合が
できると考えられる。この方法では、急峻な側壁の部分
での超伝導体の堆積の再現性に問題があり、多くの弱結
合ができてしまう可能性がある。 【０００９】本発明の目的は上述の問題点を解決し、従
来のものに比較し超伝導薄膜形成面の段差の側壁の角度
の制御を再現性良く行い、側壁の形状の平坦度を上げる
ことにより、特性的に優れた再現性の良い超伝導ジョセ
フソン素子を作製することである。 【００１０】 【問題を解決するための手段】本発明に係る請求項記載
の超伝導ジョセフソン素子の製造方法は、超伝導薄膜形
成面の所要部分に段差を形成し、上記超伝導薄膜形成面
に堆積された超伝導薄膜をパターニングし、上記超伝導
薄膜形成面の段差部にジョセフソン接合を形成された超
伝導ジョセフソン素子の製造方法において、上記超伝導
薄膜形成面上に段差部を形成するためのマスクとなる金
属薄膜層を形成し、上記金属薄膜層の上面にパターニン
グしたフォトレジストを被着し、反応性イオンエッチン
グを行うことによって、パターニングに応じて上記金属
マスクに形成されるパターンの側壁に任意の角度をもつ
金属マスクを形成し、上記金属マスク上に残留するフォ
トレジストを除去し、イオンビームエッチングにより、
上記金属マスクの側壁の角度に応じた傾斜状の段差を上
記超伝導薄膜形成面に転写し、該傾斜状の段差に跨るよ
うに超伝導薄膜をパターニングするようにしたことを特
徴とする。 【００１１】 【作用】上記構成によれば、超伝導薄膜形成面にイオン
ビームエッチングで段差を形成しようとするとき、金属
マスクと超伝導薄膜形成面のエッチングは同時に進行す
る。金属マスクは、金属薄膜層のパターニングの際、反
応性イオンエッチングを用いているため、パターンの側
壁には任意の角度がついている。そのため、イオンビー
ムは側壁部もエッチングしていき、金属マスクはイオン
ビームによる熱膨張が生じないので、一定の側壁の角度
を保持したまま、金属マスクの側壁は後退していく。こ
のとき、徐々に超伝導薄膜形成面に当たるイオンビーム
の面は側壁が後退していくに連れ、増加していく。この
側壁の後退に従い、超伝導薄膜形成面にも任意の角度の
側壁を有する段差部を形成できる。この時、金属マスク
の耐熱性により、超伝導薄膜形成面の側壁の平坦度が良
くなる。 【００１２】超伝導薄膜の特性は超伝導薄膜形成面に大
きく左右されるため、超伝導薄膜形成面の側壁の平坦度
を良くする事は、超伝導薄膜形成面の段差の側壁に堆積
される超伝導薄膜の劣化をおさえることにつながり、側
壁での臨界温度の低下や、不要な粒界接合を作ってしま
うようなことはなくなる。 【００１３】 【実施例】以下、図面を参照して、本発明による実施例
について説明する。 【００１４】図１に本発明に係る実施例である超伝導素
子の作製プロセスを示す。まず、超伝導薄膜形成面をも
つ基板１６上に金属マスク１３を堆積させる（Ａ）。フ
ォトレジスト１１をぬり（Ｂ）、フォトレジスト１１を
パターニングする（Ｃ）。金属マスク１３をエッチング
する（Ｄ）。この時、超伝導薄膜形成面の段差の側壁の
角度を制御するため、反応性イオンエッチングで金属マ
スク１３のパターンの側壁に角度がつけられる。フォト
レジスト１１を剥離した後（Ｅ）、イオンビームエッチ
ングにより、超伝導薄膜形成面に任意の角度がついた段
差をつける（Ｆ）。残った金属マスク１３は剥離する
（Ｇ）。この超伝導薄膜形成面に、超伝導薄膜１５を堆
積させる。必要な段差部分にジョセフソン接合を作るた
め、フォトレジストをぬり、パターニングし、エッチン
グで薄膜を加工し、最終的に超伝導ジョセフソン素子の
完成となる。段差の部分で配向性の違いにより粒界がで
き、ジョセフソン接合ができる。 【００１５】なお、段差とは超伝導薄膜形成面のエッチ
ングされた部分とエッチングされていない面との間の部
分を意味する。 【００１６】図２に金属のパターンの側壁の角度に対し
て超伝導薄膜形成面をイオンビームエッチング後の超伝
導薄膜形成面の段差の側壁の角度の関係を示す。この図
において、超伝導薄膜形成面をもつ基板はＭｇＯ、金属
マスクはニオブ、イオンビームはアルゴンイオンビーム
を用いた。この場合、ＭｇＯとニオブのアルゴンイオン
ビームに対するエッチング速度の違いにより、金属マス
クのパターンの側壁の角度は超伝導薄膜形成面の段差の
側壁の角度と同じにはならないが、再現性良くこの角度
は得られる。 【００１７】ＭｇＯ基板でアルゴンイオンエッチングと
ニオブ金属マスクの組み合わせでは段差の角度が４０度
までのものしか得られない。しかし、この組み合わせを
変えることにより大きな角度も可能となる。例えば、金
属マスクと超伝導薄膜形成面のエッチングレートが同程
度のものを用いれば、大きな角度の段差をつけることが
可能となる。 【００１８】上述のプロセスにおいては金属マスクとし
てニオブを用いているが、金属マスクは高融点金属であ
ればどのようなものでも使用可能である。 【００１９】また、反応性イオンエッチングガスとして
ＣＦ4 、金属マスクはニオブを使用しているが、反応性
イオンエッチングで削ることのできる金属であればどん
なものでも使用可能である。たとえば、反応性イオンエ
ッチングガスとしてＣＦ4 を用いれば、金属としてシリ
コン、窒化シリコン、モリブデン、タンタル、窒化タン
タル、タングステン等が、反応性イオンエッチングガス
としてＣＣｌ4 を用いれば、金属としてシリコン、アル
ミニウム、クロム、チタン等が、反応性イオンエッチン
グガスとしてＣＣｌ2Ｆ2を用いれば、ＧａＡｓ等を用い
ることが可能である。 【００２０】図３に完成した超伝導ジョセフソン素子を
示す。段差をつけられた超伝導薄膜形成面をもつ基板１
６の上に、加工された超伝導薄膜１４があり、エッチン
グされた超伝導薄膜形成面と段差の側壁の部分と、エッ
チングされていない超伝導薄膜形成面と段差の側壁の部
分の２箇所で弱接合が形成されている。 【００２１】以上のように構成された実施例の超伝導ジ
ョセフソン素子の製造方法により製造された超伝導ジョ
セフソン素子において、超伝導薄膜１４にマイクロ波信
号を入力することにより接合部にマイクロ波電流が誘起
される。それによりマイクロ波の検出ができる。 【００２２】上述の方法で作成した素子は、段差角度が
１０度以下では粒界接合が作製されず、４０度以上では
きれいな電流電圧特性は得られない。典型的な素子の電
流電圧特性のオシログラフの写真を図４に示す。これ
は、超伝導薄膜をＹ1Ｂａ2Ｃｕ3０7、超伝導薄膜形成面
をもつ基板をＭｇＯ、段差角度を２０度としたもので、
４．２Ｋでの特性である。若干のヒステリシスを伴って
いるがＲＳＪモデルに非常に近い特性となっている。こ
の素子は臨界電流の減少はあるものの、７０Ｋでも動作
する。 【００２３】なお、上記実施例においては、誘電体基板
であるＭｇＯを超伝導薄膜形成面をもつ基板としたが、
薄膜を多層化した場合、超伝導薄膜の下に形成される面
に上述の方法と同様に金属マスクを用いてイオンビーム
エッチングを行えば、同様に超伝導の弱結合ができ、薄
膜層間の配線を行うと同時にジョセフソン接合を作るこ
とができる。 【００２４】 【発明の効果】以上、詳述したように、本発明に係る超
伝導ジョセフソン素子の製造方法によれば、超伝導薄膜
形成面に段差をつけるためのマスクとして、金属マスク
を用いて、金属マスクのエッチングの際、反応性イオン
ビームで金属マスクのパターンの側壁に角度をつけ、超
伝導薄膜形成面の段差の側壁の角度を制御よく作り、側
壁の平坦性を上げた超伝導ジョセフソン素子の製造方法
において、超伝導薄膜形成面の段差の側壁の平坦性を上
げることにより、側壁での超伝導特性の劣化を抑えるこ
とができる。 【００２５】また、この製造方法により、金属マスクの
パターンの側壁の角度に応じて超伝導薄膜形成面の段差
の側壁の角度は再現性よく得られ、安定した超伝導ジョ
セフソン素子を作製することができる。 【００２６】超伝導高周波素子の集積化に向けて、本発
明を使用することにより、素子作成の制御性を上げるこ
とができる。特性のばらつきが少ないことは集積化の設
計上必要なことであり、アンテナ等との結合の時のマッ
チングやアレイ化の時などに利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施例の超伝導ジョセフソン素子
の作製プロセスを示す説明図である。 【図２】金属マスクのパターンの側壁の角度と超伝導薄
膜形成面の段差の側壁の角度との関係を示す特性図であ
る。 【図３】図１でのプロセスにより作製された超伝導ジョ
セフソン素子の斜視図である。 【図４】実施例により作製された超伝導ジョセフソン素
子の電流電圧特性を示すオシログラフの写真である。 【図５】第１の従来例の超伝導ジョセフソン素子作成プ
ロセスを示す説明図である。 【図６】第２の従来例の超伝導ジョセフソン素子作成プ
ロセスを示す説明図である。 【符号の説明】 １０ 誘電体基板 １１ フォトレジスト １２，１４ 高温超伝導薄膜 １３ 金属マスク １５ 超伝導薄膜 １６ 基板
の作製プロセスを示す説明図である。 【図２】金属マスクのパターンの側壁の角度と超伝導薄
膜形成面の段差の側壁の角度との関係を示す特性図であ
る。 【図３】図１でのプロセスにより作製された超伝導ジョ
セフソン素子の斜視図である。 【図４】実施例により作製された超伝導ジョセフソン素
子の電流電圧特性を示すオシログラフの写真である。 【図５】第１の従来例の超伝導ジョセフソン素子作成プ
ロセスを示す説明図である。 【図６】第２の従来例の超伝導ジョセフソン素子作成プ
ロセスを示す説明図である。 【符号の説明】 １０ 誘電体基板 １１ フォトレジスト １２，１４ 高温超伝導薄膜 １３ 金属マスク １５ 超伝導薄膜 １６ 基板
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(72)発明者 中條 渉
東京都小金井市貫井北町４丁目２番１号
郵政省通信総合研究所内
審査官 正山 旭
(56)参考文献 特開 平１−241874（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−24628（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−124137（ＪＰ，Ａ)
電子情報通信学会論文誌ＶＯＬ．Ｊ76
−Ｃ−▲ＩＩ▼，ＮＯ．６（ＪＵＮＥ
1993）ＰＰ．364−370
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 超伝導薄膜形成面の所要部分に段差を形成し、上記超伝
導薄膜形成面に堆積された超伝導薄膜をパターニング
し、上記超伝導薄膜形成面の段差部にジョセフソン接合
を形成する超伝導ジョセフソン素子の製造方法におい
て、上記超伝導薄膜形成面上に段差部を形成するための
マスクとなる金属薄膜層を形成し、上記金属薄膜層の上
面にパターニングしたフォトレジストを被着し、反応性
イオンエッチングを行うことによって、パターニングに
応じて上記金属マスクに形成されるパターンの側壁に任
意の角度をもつ金属マスクを形成し、上記金属マスク上
に残留するフォトレジストを除去し、イオンビームエッ
チングにより、上記金属マスクの側壁の角度に応じた傾
斜状の段差を上記超伝導薄膜形成面に転写し、該傾斜状
の段差に跨るように超伝導薄膜をパターニングするよう
にしたことを特徴とする超伝導ジョセフソン素子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5261935A JP2526402B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 超伝導ジョセフソン素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5261935A JP2526402B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 超伝導ジョセフソン素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794794A JPH0794794A (ja) | 1995-04-07 |
| JP2526402B2 true JP2526402B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=17368736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5261935A Expired - Lifetime JP2526402B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 超伝導ジョセフソン素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2526402B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPP590798A0 (en) * | 1998-09-14 | 1998-10-08 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method of manufacture of high temperature superconductors |
| CN102092673A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-06-15 | 上海集成电路研发中心有限公司 | Mems的缓变侧壁的形成方法 |
| CN111682096B (zh) * | 2020-05-12 | 2022-06-21 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种平面超导纳米桥结的制备方法 |
| CN115148890A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-10-04 | 南京大学 | 一种基于金属掩膜的铌铝约瑟夫森结的制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61124137A (ja) * | 1984-11-20 | 1986-06-11 | Fujitsu Ltd | 微細開孔パタ−ンの形成方法 |
| JPS6224628A (ja) * | 1985-07-24 | 1987-02-02 | Matsushita Electronics Corp | ホトレジストパタ−ンの形成方法 |
| JPH01241874A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-26 | Mitsubishi Electric Corp | ジョゼフソン接合素子 |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP5261935A patent/JP2526402B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電子情報通信学会論文誌ＶＯＬ．Ｊ７６−Ｃ−▲ＩＩ▼，ＮＯ．６（ＪＵＮＥ１９９３）ＰＰ．３６４−３７０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0794794A (ja) | 1995-04-07 |
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