JP2641978B2 - 超電導素子および作製方法 - Google Patents
超電導素子および作製方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超電導素子およびその作製方法に関する。
より詳細には、新規な構成の超電導素子およびその作製
方法に関する。
より詳細には、新規な構成の超電導素子およびその作製
方法に関する。
従来の技術 超電導を使用した代表的な素子に、ジョセフソン素子
がある。ジョセフソン素子は、一対の超電導体をトンネ
ル障壁を介して結合した構成であり、高速スイッチング
動作が可能である。しかしながら、ジョセフソン素子は
２端子の素子であり、論理回路を実現するためには複雑
な回路構成になってしまう。
がある。ジョセフソン素子は、一対の超電導体をトンネ
ル障壁を介して結合した構成であり、高速スイッチング
動作が可能である。しかしながら、ジョセフソン素子は
２端子の素子であり、論理回路を実現するためには複雑
な回路構成になってしまう。
一方、超電導を利用した３端子素子としては、超電導
ベーストランジスタ、超電導FET等がある。第３図に、
超電導ベーストランジスタの概念図を示す。第３図の超
電導ベーストランジスタは、超電導体または常電導体で
構成されたエミッタ21、絶縁体で構成されたトンネル障
壁22、超電導体で構成されたベース23、半導体アイソレ
ータ24および常電導体で構成されたコレクタ25を積層し
た構成になっている。この超電導ベーストランジスタ
は、トンネル障壁22を通過した高速電子を利用して低電
力消費、高速動作の素子である。
ベーストランジスタ、超電導FET等がある。第３図に、
超電導ベーストランジスタの概念図を示す。第３図の超
電導ベーストランジスタは、超電導体または常電導体で
構成されたエミッタ21、絶縁体で構成されたトンネル障
壁22、超電導体で構成されたベース23、半導体アイソレ
ータ24および常電導体で構成されたコレクタ25を積層し
た構成になっている。この超電導ベーストランジスタ
は、トンネル障壁22を通過した高速電子を利用して低電
力消費、高速動作の素子である。
第４図に、超電導FETの概念図を示す。第４図の超電
導FETは、超電導体で構成されている超電導ソース電極4
1および超電導ドレイン電極42が、半導体層43上に互い
に近接して配置されている。超電導ソース電極41および
超電導ドレイン電極42の間の部分の半導体層43は、下側
が大きく削られ厚さが薄くなっている。また、半導体層
43の下側表面にはゲート絶縁膜46が形成され、ゲート絶
縁膜46上にゲート電極44が設けられている。
導FETは、超電導体で構成されている超電導ソース電極4
1および超電導ドレイン電極42が、半導体層43上に互い
に近接して配置されている。超電導ソース電極41および
超電導ドレイン電極42の間の部分の半導体層43は、下側
が大きく削られ厚さが薄くなっている。また、半導体層
43の下側表面にはゲート絶縁膜46が形成され、ゲート絶
縁膜46上にゲート電極44が設けられている。
超電導FETは、超電導近接効果で超電導ソース電極41
および超電導ドレイン電極42間の半導体層43を流れる超
電導電流を、ゲート電圧で制御する低電圧消費、高速動
作の素子である。
および超電導ドレイン電極42間の半導体層43を流れる超
電導電流を、ゲート電圧で制御する低電圧消費、高速動
作の素子である。
さらに、ソース電極、ドレイン電極間に超電導体でチ
ャネルを形成し、この超電導チャネルを流れる電流をゲ
ート電極に印加する電圧で制御する３端子の超電導素子
も発表されている。
ャネルを形成し、この超電導チャネルを流れる電流をゲ
ート電極に印加する電圧で制御する３端子の超電導素子
も発表されている。
発明が解決しようとする課題 上記の超電導ベーストランジスタおよび超電導FET
は、いずれも半導体層と超電導体層とが積層された部分
を有する。ところが、近年研究が進んでいる酸化物超電
導体を使用して、半導体層と超電導体層との積層構造を
作製することは困難である。また、この構造が作製でき
ても半導体層と超電導体層の間の界面の制御が難しく、
素子として満足な動作をしなかった。
は、いずれも半導体層と超電導体層とが積層された部分
を有する。ところが、近年研究が進んでいる酸化物超電
導体を使用して、半導体層と超電導体層との積層構造を
作製することは困難である。また、この構造が作製でき
ても半導体層と超電導体層の間の界面の制御が難しく、
素子として満足な動作をしなかった。
また、超電導FETは、超電導近接効果を利用するた
め、超電導ソース電極41および超電導ドレイン電極42
を、それぞれを構成する超電導体のコヒーレンス長の数
倍程度以内に近接させて作製しなければならない。特に
酸化物超電導体は、コヒーレンス長が短いので、酸化物
超電導体を使用した場合には、超電導ソース電極41およ
び超電導ドレイン電極42間の距離は、数10nm以下にしな
ければならない。このような微細加工は非常に困難であ
り、従来は酸化物超電導体を使用した超電導FETを再現
性よく作製できなかった。
め、超電導ソース電極41および超電導ドレイン電極42
を、それぞれを構成する超電導体のコヒーレンス長の数
倍程度以内に近接させて作製しなければならない。特に
酸化物超電導体は、コヒーレンス長が短いので、酸化物
超電導体を使用した場合には、超電導ソース電極41およ
び超電導ドレイン電極42間の距離は、数10nm以下にしな
ければならない。このような微細加工は非常に困難であ
り、従来は酸化物超電導体を使用した超電導FETを再現
性よく作製できなかった。
さらに、従来の超電導チャネルを有する超電導素子
は、変調動作は確認されたが、キャリア密度が高いた
め、完全なオン／オフ動作ができなかった。酸化物超電
導体は、キャリア密度が低いので、超電導チャネルに使
用することにより、完全なオン／オフ動作を行う上記の
素子の実現の可能性が期待されている。しかしながら、
超電導チャネルは5nm程度の厚さにしなければならず、
そのような構成の実現することは困難であった。
は、変調動作は確認されたが、キャリア密度が高いた
め、完全なオン／オフ動作ができなかった。酸化物超電
導体は、キャリア密度が低いので、超電導チャネルに使
用することにより、完全なオン／オフ動作を行う上記の
素子の実現の可能性が期待されている。しかしながら、
超電導チャネルは5nm程度の厚さにしなければならず、
そのような構成の実現することは困難であった。
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点解決し
た、新規な構成の超電導素子およびその作製方法を提供
することにある。
た、新規な構成の超電導素子およびその作製方法を提供
することにある。
課題を解決するための手段 本発明に従うと、基板上に成膜された酸化物超電導薄
膜に形成された超電導チャネルと、該超電導チャネルの
両端近傍に配置されて該超電導チャネルに電流を流すソ
ース電極およびドレイン電極と、前記超電導チャネル上
にゲート絶縁層を介して配置されて該超電導チャネルに
流れる電流を制御するゲート電極を具備する超電導素子
において、前記酸化物超電導薄膜が平坦な上面を有する
ｃ軸配向の薄膜であり、前記酸化物超電導薄膜中に前記
ゲート絶縁層の成分元素が上側から凸状に拡散した領域
があり、この領域が拡散元素によって超電導性を失った
第１の非超電導領域であり、この第１の非超電導領域下
に薄い超電導チャネルを具備することを特徴とする超電
導素子が提供される。
膜に形成された超電導チャネルと、該超電導チャネルの
両端近傍に配置されて該超電導チャネルに電流を流すソ
ース電極およびドレイン電極と、前記超電導チャネル上
にゲート絶縁層を介して配置されて該超電導チャネルに
流れる電流を制御するゲート電極を具備する超電導素子
において、前記酸化物超電導薄膜が平坦な上面を有する
ｃ軸配向の薄膜であり、前記酸化物超電導薄膜中に前記
ゲート絶縁層の成分元素が上側から凸状に拡散した領域
があり、この領域が拡散元素によって超電導性を失った
第１の非超電導領域であり、この第１の非超電導領域下
に薄い超電導チャネルを具備することを特徴とする超電
導素子が提供される。
また、本発明においては、上記の超電導素子の作製方
法として、基板上にｃ軸配向の酸化物超電導薄膜を形成
する工程と、この酸化物超電導薄膜上にゲート絶縁層お
よびゲート電極の積層構造を作製する工程と、このゲー
ト電極に通電して前記酸化物超電導薄膜を局所的に加熱
して前記基板の成分元素を酸化物超電導薄膜中に下側か
ら凸状におよび／または前記ゲート絶縁層の成分元素を
上側から凸状に拡散させ、拡散元素により酸化物超電導
体の超電導性を失わせて非超電導領域を形成する工程と
を含むことを特徴とする方法が提供される。
法として、基板上にｃ軸配向の酸化物超電導薄膜を形成
する工程と、この酸化物超電導薄膜上にゲート絶縁層お
よびゲート電極の積層構造を作製する工程と、このゲー
ト電極に通電して前記酸化物超電導薄膜を局所的に加熱
して前記基板の成分元素を酸化物超電導薄膜中に下側か
ら凸状におよび／または前記ゲート絶縁層の成分元素を
上側から凸状に拡散させ、拡散元素により酸化物超電導
体の超電導性を失わせて非超電導領域を形成する工程と
を含むことを特徴とする方法が提供される。
作用 本発明の超電導素子は、酸化物超電導体による超電導
チャネルと、超電導チャネルに電流を流すソース電極お
よびドレイン電極と、超電導チャネルを流れる電流を制
御するゲート電極とを具備する。ゲート電極は超電導チ
ャネル上にゲート絶縁層を介して配置されている。超電
導チャネルは、基板および／またはゲート絶縁層から拡
散した元素で酸化物超電導薄膜中に形成された非超電導
領域により画成されている。
チャネルと、超電導チャネルに電流を流すソース電極お
よびドレイン電極と、超電導チャネルを流れる電流を制
御するゲート電極とを具備する。ゲート電極は超電導チ
ャネル上にゲート絶縁層を介して配置されている。超電
導チャネルは、基板および／またはゲート絶縁層から拡
散した元素で酸化物超電導薄膜中に形成された非超電導
領域により画成されている。
即ち、超電導チャネルは、ゲート電極に印加された電
圧で開閉させるために、ゲート電極により発生される電
界の方向に、厚さが5nm程度でなければならない。本発
明の超電導素子では、基板から拡散した元素により酸化
物超電導薄膜中に形成された非超電導領域の上側部分お
よび／またはゲート絶縁層から拡散した元素により酸化
物超電導膜膜中に形成された非超電導領域の下側部分に
位置する薄い超電導部分を超電導チャネルとする。
圧で開閉させるために、ゲート電極により発生される電
界の方向に、厚さが5nm程度でなければならない。本発
明の超電導素子では、基板から拡散した元素により酸化
物超電導薄膜中に形成された非超電導領域の上側部分お
よび／またはゲート絶縁層から拡散した元素により酸化
物超電導膜膜中に形成された非超電導領域の下側部分に
位置する薄い超電導部分を超電導チャネルとする。
本発明の方法では、ゲート電極に通電して発熱させ、
ゲート絶縁層、酸化物超電導体および基板を局所的に加
熱して、上記の拡散−非超電導領域形成を実現する。即
ち、本発明の方法では、最初基板上に超電導チャネルが
形成される酸化物超電導薄膜を成膜し、この酸化物超電
導薄膜上にゲート絶縁層およびゲート電極を形成する。
このゲート電極に通電して発熱させて、上述のように非
超電導領域を形成し、超電導チャネルを画成する。
ゲート絶縁層、酸化物超電導体および基板を局所的に加
熱して、上記の拡散−非超電導領域形成を実現する。即
ち、本発明の方法では、最初基板上に超電導チャネルが
形成される酸化物超電導薄膜を成膜し、この酸化物超電
導薄膜上にゲート絶縁層およびゲート電極を形成する。
このゲート電極に通電して発熱させて、上述のように非
超電導領域を形成し、超電導チャネルを画成する。
本発明の方法では、基板の表面に酸化物超電導体中に
容易に拡散するＹ、Ba等を添加しておくことも好まし
い。また、超電導素子の形状、特性等の要求により、ゲ
ート絶縁層からの拡散による非超電導領域の形成が好ま
しくない場合には、ゲート絶縁層に例えばSrTiO3、BaTi
O3等酸化物超電導体中に拡散し難い絶縁体を使用する。
容易に拡散するＹ、Ba等を添加しておくことも好まし
い。また、超電導素子の形状、特性等の要求により、ゲ
ート絶縁層からの拡散による非超電導領域の形成が好ま
しくない場合には、ゲート絶縁層に例えばSrTiO3、BaTi
O3等酸化物超電導体中に拡散し難い絶縁体を使用する。
本発明の超電導素子において、基板には、MgO、SrTiO
3等の酸化物単結晶基板が使用可能である。これらの基
板上には、配向性の高い結晶からなる酸化物超電導薄膜
を成長させることが可能であるので好ましい。また、表
面に絶縁層を有する半導体基板を使用することもでき
る。
3等の酸化物単結晶基板が使用可能である。これらの基
板上には、配向性の高い結晶からなる酸化物超電導薄膜
を成長させることが可能であるので好ましい。また、表
面に絶縁層を有する半導体基板を使用することもでき
る。
また、本発明の超電導素子にはＹ−Ba−Cu−Ｏ系酸化
物超電導体、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導体、Tl
−Ba−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導体等任意の酸化物超電
導体を使用することができる。
物超電導体、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導体、Tl
−Ba−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導体等任意の酸化物超電
導体を使用することができる。
以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明する
が、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発
明の技術的範囲をなんら制限するものではない。
が、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発
明の技術的範囲をなんら制限するものではない。
実施例 第１図に、本発明の超電導素子の断面図を示す。第１
図の超電導素子は、基板５上に成膜され、上面の両端に
それぞれソース電極２およびドレイン電極３配置され、
上面のほぼ中央部にゲート絶縁層６を介してゲート電極
４が配置された酸化物超電導薄膜を１を具備する。酸化
物超電導薄膜１のゲート絶縁層６の下側部分には、ゲー
ト絶縁体層６中の元素が拡散して超電導性を失った非超
電導領域52および基板５中の元素が拡散して超電導性を
失った非超電導領域51が形成されている。酸化物の超電
導薄膜１の非超電導領域51および52の間の部分には、上
記の非超電導領域51および52により、厚さ約5nmの極薄
の超電導チャネル10が画成されている。
図の超電導素子は、基板５上に成膜され、上面の両端に
それぞれソース電極２およびドレイン電極３配置され、
上面のほぼ中央部にゲート絶縁層６を介してゲート電極
４が配置された酸化物超電導薄膜を１を具備する。酸化
物超電導薄膜１のゲート絶縁層６の下側部分には、ゲー
ト絶縁体層６中の元素が拡散して超電導性を失った非超
電導領域52および基板５中の元素が拡散して超電導性を
失った非超電導領域51が形成されている。酸化物の超電
導薄膜１の非超電導領域51および52の間の部分には、上
記の非超電導領域51および52により、厚さ約5nmの極薄
の超電導チャネル10が画成されている。
第２図を参照して、本発明の超電導素子を本発明の方
法で作製する手順を説明する。まず、第２図（ａ）に示
すような基板５上に第２図（ｂ）に示すよう酸化物超電
導薄膜１を、オフアクシススパッタリング法、反応成蒸
着法、MBE法、CVD法等の方法で形成する。酸化物超電導
薄膜１の厚さは約20nmが好ましく、酸化物超電導体とし
ては、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系酸化物超電導体、Bi−Sr−Ca−
Cu−Ｏ系酸化物超電導体、Tl−Ba−Ca−Cu−Ｏ系酸化物
超電導体が好ましく、ｃ軸配向の薄膜とすることが好ま
しい。これは、ｃ軸配向の酸化物超電導薄膜は、基板と
平行な方向の臨界電流密度が大きいからである。オフア
クシススパッタリング法で酸化物超電導薄膜１を形成す
る場合の成膜条件を以下に示す。
法で作製する手順を説明する。まず、第２図（ａ）に示
すような基板５上に第２図（ｂ）に示すよう酸化物超電
導薄膜１を、オフアクシススパッタリング法、反応成蒸
着法、MBE法、CVD法等の方法で形成する。酸化物超電導
薄膜１の厚さは約20nmが好ましく、酸化物超電導体とし
ては、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系酸化物超電導体、Bi−Sr−Ca−
Cu−Ｏ系酸化物超電導体、Tl−Ba−Ca−Cu−Ｏ系酸化物
超電導体が好ましく、ｃ軸配向の薄膜とすることが好ま
しい。これは、ｃ軸配向の酸化物超電導薄膜は、基板と
平行な方向の臨界電流密度が大きいからである。オフア
クシススパッタリング法で酸化物超電導薄膜１を形成す
る場合の成膜条件を以下に示す。
スパッタリングガス Ar:90％ O2:10％ 圧力 10Pa 基板温度 700℃ 基板５としては、MgO（100）基板、SrTiO3（100）基
板等の絶縁体基板、または表面に、例えばMgAl2O4およ
びBaTiO3を積層した絶縁膜を有するSi等の半導体基板が
好ましい。
板等の絶縁体基板、または表面に、例えばMgAl2O4およ
びBaTiO3を積層した絶縁膜を有するSi等の半導体基板が
好ましい。
次に、第１図（ｃ）に示すように酸化物超電導薄膜１
上に絶縁膜16を約10nm以上の厚さに形成する。絶縁膜16
にはMgO、SiN等酸化物超電導薄膜との界面で大きな準位
を作らない絶縁体を用いることが好ましく、その厚さは
10nm以上とする。絶縁膜16上に金属膜17を第２図（ｄ）
に示すよう形成する。金属膜17にはTiまたはMo等の高融
点金属を用いることが好ましい。この積層された膜を第
２図（ｅ）に示すように反応性イオンエッチング、Arイ
オンエッチング等で異方性エッチングし、ゲート電極４
およびゲート絶縁層６を形成する。この際、必要に応
じ、サイドエッチを促進して、ゲート絶縁層６の長さを
短くする。
上に絶縁膜16を約10nm以上の厚さに形成する。絶縁膜16
にはMgO、SiN等酸化物超電導薄膜との界面で大きな準位
を作らない絶縁体を用いることが好ましく、その厚さは
10nm以上とする。絶縁膜16上に金属膜17を第２図（ｄ）
に示すよう形成する。金属膜17にはTiまたはMo等の高融
点金属を用いることが好ましい。この積層された膜を第
２図（ｅ）に示すように反応性イオンエッチング、Arイ
オンエッチング等で異方性エッチングし、ゲート電極４
およびゲート絶縁層６を形成する。この際、必要に応
じ、サイドエッチを促進して、ゲート絶縁層６の長さを
短くする。
このように、ゲート電極４およびゲート絶縁層６を形
成したら、ゲート電極４に通電して発熱させ、ゲート絶
縁層６、酸化物超電導薄膜１および基板５を局所的に加
熱する。このときの加熱温度は、ゲート絶縁層６、酸化
物超電導薄膜１および基板５の最も温度の高いところで
600℃以上700℃以下とする。必要に応じ、基板５を加熱
してもよい。
成したら、ゲート電極４に通電して発熱させ、ゲート絶
縁層６、酸化物超電導薄膜１および基板５を局所的に加
熱する。このときの加熱温度は、ゲート絶縁層６、酸化
物超電導薄膜１および基板５の最も温度の高いところで
600℃以上700℃以下とする。必要に応じ、基板５を加熱
してもよい。
この加熱処理により、第２図（ｆ）に示すよう、基板
５およびゲート絶縁層６に含まれる元素が酸化物超電導
薄膜１中に拡散し、それぞれ非超電導領域51および52が
形成される。非超電導領域51および52により、酸化物超
電導薄膜１内に超電導チャネル10が画成される。従っ
て、本発明の方法で本発明の超電導素子を作製する場
合、ゲート電極４の下方に自動的に超電導チャネル10が
画成される。
５およびゲート絶縁層６に含まれる元素が酸化物超電導
薄膜１中に拡散し、それぞれ非超電導領域51および52が
形成される。非超電導領域51および52により、酸化物超
電導薄膜１内に超電導チャネル10が画成される。従っ
て、本発明の方法で本発明の超電導素子を作製する場
合、ゲート電極４の下方に自動的に超電導チャネル10が
画成される。
基板５からの拡散を促進するため、基板５の表面に
Ｙ、Ba等酸化物超電導体中に容易に拡散する元素を添加
してもよい。また、非超電導領域52が形成されることが
好ましくない場合には、ゲート絶縁層６にSrTiO3、BaTi
O3等酸化物超電導体中に拡散し難い材料を使用する。
Ｙ、Ba等酸化物超電導体中に容易に拡散する元素を添加
してもよい。また、非超電導領域52が形成されることが
好ましくない場合には、ゲート絶縁層６にSrTiO3、BaTi
O3等酸化物超電導体中に拡散し難い材料を使用する。
最後に、第２図（ｇ）に示すようゲート電極４の両側
にソース電極２およびドレイン電極３をAuまたはTi、Ｗ
等の高融点金属、これらのシリサイドで形成して、本発
明の超電導素子が完成する。
にソース電極２およびドレイン電極３をAuまたはTi、Ｗ
等の高融点金属、これらのシリサイドで形成して、本発
明の超電導素子が完成する。
本発明の超電導素子を本発明の方法で作製すると、超
電導FETを作製する場合に要求される微細加工技術の制
限が緩和される。また、基板、ゲート絶縁層と酸化物超
電導薄膜との相互作用により超電導成が悪化した部分を
避けて超電導チャネルを画成することができる。さら
に、加熱時間の制御により容易に超電導チャネルの厚さ
を制御するこが可能である。従って、作製が容易であ
り、素子の性能も安定しており、再現性もよい。
電導FETを作製する場合に要求される微細加工技術の制
限が緩和される。また、基板、ゲート絶縁層と酸化物超
電導薄膜との相互作用により超電導成が悪化した部分を
避けて超電導チャネルを画成することができる。さら
に、加熱時間の制御により容易に超電導チャネルの厚さ
を制御するこが可能である。従って、作製が容易であ
り、素子の性能も安定しており、再現性もよい。
発明の効果 以上説明したように、本発明の超電導素子は、超電導
チャネル中を流れる超電導電流をゲート電圧で制御する
構成となっている。従って、従来の超電導FETのよう
に、超電導近接効果を利用していないので微細加工技術
が緩和される。また、超電導体と半導体を積層する必要
もないので、酸化物超電導体を使用して高性能な素子が
作製できる。
チャネル中を流れる超電導電流をゲート電圧で制御する
構成となっている。従って、従来の超電導FETのよう
に、超電導近接効果を利用していないので微細加工技術
が緩和される。また、超電導体と半導体を積層する必要
もないので、酸化物超電導体を使用して高性能な素子が
作製できる。
本発明により、超電導技術の電子デバイスへの応用が
さらに促進される。
さらに促進される。
第１図は、本発明の超電導素子の概略図であり、 第２図は、本発明の方法により本発明の超電導素子を作
製する場合の工程を示す概略図であり、 第３図は、超電導ベーストランジスタの概略図であり、 第４図は、超電導FETの概略図である。 〔主な参照番号〕 １……酸化物超電導薄膜、 ２……ソース電極、 ３……ドレイン電極、 ４……ゲート電極、５……基板
製する場合の工程を示す概略図であり、 第３図は、超電導ベーストランジスタの概略図であり、 第４図は、超電導FETの概略図である。 〔主な参照番号〕 １……酸化物超電導薄膜、 ２……ソース電極、 ３……ドレイン電極、 ４……ゲート電極、５……基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−234479（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−281481（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−214178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−273371（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−235287（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−86577（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】基板上に成膜された酸化物超電導薄膜に形
成された超電導チャネルと、該超電導チャネルの両端近
傍に配置されて該超電導チャネルに電流を流るソース電
極およびドレイン電極と、前記超電導チャネル上にゲー
ト絶縁層を介して配置されて該超電導チャネルに流れる
電流を制御するゲート電極を具備する超電導素子におい
て、前記酸化物超電導薄膜が平坦な上面を有するｃ軸配
向の薄膜であり、前記酸化物超電導薄膜中に前記ゲート
絶縁層の成分元素が上側から凸状に拡散した領域があ
り、この領域が拡散元素によって超電導性を失った第１
の非超電導領域であり、この第１の非超電導領域下に薄
い超電導チャネルを具備することを特徴とする超電導素
子。 - 【請求項２】前記酸化物超電導薄膜中に前記基板の成分
元素が下側から凸状に拡散した領域があり、この領域が
拡散元素によって超電導性を失った第２の非超電導領域
であり、薄い超電導チャネルが第１および第２の非超電
導領域の間に配置されていることを特徴とする請求項１
に記載の超電導素子。 - 【請求項３】前記酸化物超電導薄膜の前記超電導チャネ
ルの両側の部分に、超電導チャネルよりも厚い超電導領
域を有することを特徴とする請求項１または２に記載の
超電導素子。 - 【請求項４】前記酸化物超電導薄膜の厚い超電導領域上
にソース電極およびドレイン電極が配置されていること
を特徴とする請求項３に記載の超電導素子。 - 【請求項５】基板上にｃ軸配向の酸化物超電導薄膜を形
成する工程と、この酸化物超電導薄膜上にゲート絶縁層
およびゲート電極の積層構造を作製する工程と、このゲ
ート電極に通電して前記酸化物超電導薄膜を局所的に加
熱して前記基板の成分元素を酸化物超電導薄膜中に下側
から凸状におよび／または前記ゲート絶縁層の成分元素
を上側から凸状に拡散させ、拡散元素により酸化物超電
導体の超電導性を失わせて非超電導領域を形成する工程
とを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
に記載の超電導素子の作製方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2295658A JP2641978B2 (ja) | 1990-11-01 | 1990-11-01 | 超電導素子および作製方法 |
| DE69114435T DE69114435T2 (de) | 1990-09-27 | 1991-09-27 | Supraleitendes Bauelement und dessen Herstellungsverfahren. |
| EP91402596A EP0478466B1 (en) | 1990-09-27 | 1991-09-27 | A superconducting device and a method for manufacturing the same |
| CA002052378A CA2052378C (en) | 1990-09-27 | 1991-09-27 | Superconducting device and a method for manufacturing the same |
| US08/183,894 US5514877A (en) | 1990-09-27 | 1994-01-21 | Superconducting device and a method for manufacturing the same |
| US08/521,736 US5683968A (en) | 1990-09-27 | 1995-08-31 | Method for manufacturing a superconducting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2295658A JP2641978B2 (ja) | 1990-11-01 | 1990-11-01 | 超電導素子および作製方法 |
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|---|---|
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| JP2641978B2 true JP2641978B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=17823498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-11-01 JP JP2295658A patent/JP2641978B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04168781A (ja) | 1992-06-16 |
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