JP3281738B2 - Vortex flow transistor and method of manufacturing the same - Google Patents

Vortex flow transistor and method of manufacturing the same

Info

Publication number
JP3281738B2
JP3281738B2 JP02005095A JP2005095A JP3281738B2 JP 3281738 B2 JP3281738 B2 JP 3281738B2 JP 02005095 A JP02005095 A JP 02005095A JP 2005095 A JP2005095 A JP 2005095A JP 3281738 B2 JP3281738 B2 JP 3281738B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
thin film
vortex flow
superconducting
vortex
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP02005095A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08213662A (en
Inventor
実 鈴木
一紀 宮原
慎一 狩元
浩二 ▲つる▼
衆伍 久保
圭一 田辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP02005095A priority Critical patent/JP3281738B2/en
Publication of JPH08213662A publication Critical patent/JPH08213662A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3281738B2 publication Critical patent/JP3281738B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超伝導電子計算機ある
いは超伝導デジタル回路または超伝導量子デバイス等の
超伝導回路素子である、ボルテックスフロートランジス
タおよびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vortex flow transistor, which is a superconducting computer, a superconducting digital circuit, or a superconducting circuit element such as a superconducting quantum device, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ボルテックスフロートランジスタまたは
磁束量子フロー素子は、下部臨界磁場中に置かれた第II
種超伝導体または超伝導薄膜中に存在する量子化された
磁束(磁束量子またはボルテックス)がバイアス電流に
加速されてチャネル内を運動し、その結果、ジョセフソ
ンの関係式により、運動するボルテックスの速度に比例
する電圧が生じることを利用する、増幅型の超伝導三端
子素子である。出力電圧はボルテックスの数、すなわち
外部印加磁場に比例するため、チャネルの近くに配置し
た制御線の電流に比例する。ボルテックスフロートラン
ジスタは電流入力電圧出力型のトランジスタである。
2. Description of the Related Art A vortex flow transistor or a flux quantum flow device is a type II device which is placed in a lower critical magnetic field.
The quantized magnetic flux (flux quantum or vortex) present in the seed superconductor or superconducting thin film is accelerated by the bias current and moves in the channel. As a result, the moving vortex This is an amplification type superconducting three-terminal element that utilizes the fact that a voltage proportional to speed is generated. Since the output voltage is proportional to the number of vortices, that is, the externally applied magnetic field, the output voltage is proportional to the current of the control line arranged near the channel. The vortex flow transistor is a current input voltage output type transistor.

【0003】従来は、ジョセフソンボルテックスフロー
トランジスタと呼ばれる素子があった。この素子は、ジ
ョセフソン接合線路中に存在するボルテックスの走行を
利用していた。これを前者のボルテックスと区別してジ
ョセフソンボルテックスといい、本発明に利用されるボ
ルテックスのことをアブリコソフボルテックスという。
また、上記素子は出力がたかだか数100μVと小さ
く、半導体回路などとのインピーダンス整合の点で問題
があった。
Conventionally, there has been an element called a Josephson vortex flow transistor. This element utilizes the running of a vortex present in a Josephson junction line. This is distinguished from the former vortex as Josephson vortex, and the vortex used in the present invention is referred to as abrikosov vortex.
Further, the above-mentioned element has a small output of only several hundred μV, and has a problem in impedance matching with a semiconductor circuit or the like.

【0004】主として高温超伝導体におけるアブリコソ
フボルテックスを利用するボルテックスフロートランジ
スタでは、出力電圧が数10mVと大きくとれるという
長所はあるが、出力電圧の制御電流に対する比例領域が
狭いことや、立ち上がりの制御電流が大きいなどの欠点
があった。さらにまた、チャネルの形成は超伝導薄膜の
上部を化学的もしくは物理的に一部を取り除く方法で行
われていたために、チャネル部分の膜厚が素子ごとに変
動し、特性の再現性が悪いという欠点があった。
[0004] A vortex flow transistor utilizing an abrikosov vortex in a high-temperature superconductor has the advantage that the output voltage can be as large as several tens of mV, but the proportional region of the output voltage to the control current is narrow, and the rise control is difficult. There were drawbacks such as a large current. Furthermore, since the channel was formed by a method of chemically or physically removing a part of the upper part of the superconducting thin film, the thickness of the channel portion fluctuated from element to element, and the reproducibility of characteristics was poor. There were drawbacks.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ボルテックスフロート
ランジスタの特性を向上させるためには、制御電流と出
力電圧との間の関係で線形の領域が広いことと、小さい
制御電流で出力電圧が大きいこと(利得が大きいこと)
と、出力電圧が立ち上がるときの制御電流ができるだけ
小さいことが要求される。そのためには、ボルテックス
のフロー特性がよいチャネルの形式が必須である。ボル
テックスフロー特性を良くするには、ボルテックス粘性
係数ηが小さいことと、弱い磁場でも容易にボルテック
スがチャネルの部分に侵入できることとが必要である。
上部臨界磁場をHC2、磁束量子をΦ0、常伝導抵抗をρn
とすると、近似的にη=Φ0C2/ρn2であるからH
C2が小さくρnが大きければよく、HC2とρnは物質特有
の値であるから、構造が同じであれば特性は用いる超伝
導体によりおよそ決定されてしまう。ところが非常に薄
い薄膜の場合には、膜厚が薄くなるにしたがいHC2は減
少し、ρnは等価的に大きくなる。そのため、ボルテッ
クスフロー特性がよいチャネルを形成するには、チャネ
ルの部分の厚さを非常に薄くすればよい。また、チャネ
ルの部分を、厚さが非常に薄く、かつ、HC2が小さくて
ρnが大きい超伝導体の薄膜で構成すれば、チャネルの
フロー特性は一層すぐれたものになることが期待され
る。
In order to improve the characteristics of the vortex flow transistor, the relationship between the control current and the output voltage requires a wide linear region and a small control current results in a large output voltage ( High gain)
It is required that the control current when the output voltage rises be as small as possible. For that purpose, a channel format with good vortex flow characteristics is essential. In order to improve the vortex flow characteristics, it is necessary that the vortex viscosity coefficient η is small and that the vortex can easily enter the channel portion even with a weak magnetic field.
The upper critical magnetic field is H C2 , the flux quantum is Φ 0 , and the normal conduction resistance is ρ n
Then, since approximately η = Φ 0 H C2 / ρ n c 2 , H
May be C2 is small [rho n large, since the [rho n and H C2 is the substance-specific value, the structure will be approximately determined by the superconductor is used properties if the same. However, in the case of a very thin thin film, as the film thickness decreases, H C2 decreases and ρ n increases equivalently. Therefore, in order to form a channel having good vortex flow characteristics, the thickness of the channel portion may be extremely small. If the channel portion is formed of a superconductor thin film having a very small thickness and a small H C2 and a large ρ n , it is expected that the flow characteristics of the channel will be further improved. You.

【0006】従来のボルテックスフロートランジスタの
チャネルは、超伝導薄膜中に連続した孔を形成したり、
あるいは化学的もしくはイオンミリング法などの物理的
な手法で薄膜に溝を形成しており、チャネル部分の超伝
導特性が劣化したり、素子ごとにチャネルの厚さが違っ
たり、特性が異なったりするという欠点があった。
[0006] The channel of the conventional vortex flow transistor forms continuous holes in the superconducting thin film,
Alternatively, grooves are formed in the thin film by physical methods such as chemical or ion milling methods, and the superconducting characteristics of the channel part are deteriorated, the channel thickness differs for each element, or the characteristics are different There was a disadvantage.

【0007】本発明は、上記のようなすぐれたボルテッ
クスフロー特性を有するチャネルから構成される、ボル
テックストランジスタおよびチャネルを制御性よく製造
する方法を得るとともに、それによりボルテックスフロ
ートランジスタの特性改善を果すことを目的とする。
The present invention provides a method for manufacturing a vortex transistor and a channel with good controllability, comprising a channel having excellent vortex flow characteristics as described above, and thereby improving the characteristics of the vortex flow transistor. With the goal.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項1に
記載したように、超伝導薄膜における薄膜の厚さが他の
部分に較べて薄い部分を、ボルテックス(磁束量子)が
走行するチャネルとし、かつ、上記ボルテックスの数を
制御する超伝導制御線を上記チャネルの近くに配したボ
ルテックスフロートランジスタにおいて、上記チャネル
以外の超伝導体部分が、チャネルを構成する超伝導体と
それ以外の超伝導体との2層からなることを特徴とする
ボルテックスフロートランジスタを構成すること、また
は、 請求項3に記載したように、ボルテックスが走行す
るチャネルを有する超伝導薄膜と、走行するボルテック
スの数を制御する超伝導制御線から構成されるボルテッ
クスフロートランジスタにおいて、上記チャネル以外の
部分を残して第1の超伝導薄膜をパタン化して取り去る
第1の工程と、残された上記パタンおよび基板の上に、
同じ種類または異なる種類の第2の超伝導薄膜を堆積す
る第2の工程と、チャネルを含めた超伝導体部分を残し
上記第2の工程で堆積した超伝導薄膜を取り去る第3の
工程とからなることを特徴とするボルテックスフロート
ランジスタの製造方法を構成することにより達成され
る。
The above object is achieved by the present invention.
As described, the thickness of the superconducting thin film
Vortex (magnetic flux quantum)
Set the running channel and the number of vortexes
A superconducting control line to be controlled
In the case of a lutex flow transistor, the above channel
Other than the superconductor part that constitutes the channel
It consists of two layers with other superconductors
Configuring a vortex flow transistor, and
The vortex runs as described in claim 3.
Superconducting thin film with a flowing channel and running vortex
Volts consisting of superconducting control lines that control the number of
Flow transistors other than the above channels
Remove the first superconducting thin film by patterning, leaving a part
In the first step and on the remaining pattern and substrate,
Depositing a second superconducting thin film of the same type or a different type
The second step, and leaving the superconductor portion including the channel.
A third step of removing the superconducting thin film deposited in the second step.
Vortex float characterized by comprising a process
This is achieved by configuring a method for manufacturing a transistor .

【0009】すなわち、ボルテックスフロートランジス
タのチャネル部分を他の部分に比較して薄くすること、
および従来チャネル形成法として用いられていた化学エ
ッチングまたはイオンミリング、あるいは収束イオンビ
ームミリング等の手法の代りに、上記チャネル部分に同
種あるいは異なる種類のボルテックスフロー特性がすぐ
れた超伝導体の薄膜を、別の工程で新規に堆積させてボ
ルテックスフローチャネルを構成し、特性がすぐれたボ
ルテックスフロートランジスタを製造する。
That is, the channel portion of the vortex flow transistor is made thinner than other portions,
And, instead of a method such as chemical etching or ion milling, or convergent ion beam milling, which has been conventionally used as a channel forming method, a superconducting thin film having the same or different vortex flow characteristics in the channel portion is used. A vortex flow channel is newly formed in another process to form a vortex flow channel, and a vortex flow transistor having excellent characteristics is manufactured.

【0010】[0010]

【作用】ボルテックストランジスタの特性を向上させる
ためには、上記のようにHC2が小さくρnが大きい超伝
導体を用いればよいが、HC2が小さすぎるとボルテック
ス間隔が大きくなり、走行するボルテックスの数が減少
するために大きな出力が得られない。一方、高温超伝導
体ではHC2は小さくないがρnが大きいのでηが小さく
なり、チャネル形成のための超伝導体としてすぐれてい
る。特にBi2Sr2CaCu28または(Bi1-x
x2Sr2Ca2Cu310(x<0.35)(以下B
i系超伝導体)は2次元性が大きいため、磁束格子が広
い温度領域で融解してコレクティブピニングの効果がな
くなるので、ボルテックスの走行が容易になりチャネル
に適した超伝導体である。
[Function] In order to improve the characteristics of the vortex transistor, a superconductor having a small H C2 and a large ρ n may be used as described above. However, if the H C2 is too small, the vortex interval increases, and the traveling vortex increases. Cannot be obtained because of the decrease in the number of. On the other hand, in a high-temperature superconductor, H C2 is not small, but ρ n is large, and η is small, so that it is excellent as a superconductor for forming a channel. In particular, Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8 or (Bi 1-x P
b x ) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10 (x <0.35) (hereinafter B
Since the i-type superconductor) has a large two-dimensional property, the flux lattice is melted in a wide temperature range and the effect of collective pinning is lost, so that the vortex is easily run and the superconductor is suitable for a channel.

【0011】なお、上記チャネル形成のためにすぐれた
超伝導体は、Bi、Sr、Caがそれぞれ10%程度変
動しても上記超伝導体と同様に用いることができる。
The superconductor excellent for forming the channel can be used in the same manner as the superconductor even when Bi, Sr, and Ca fluctuate by about 10%, respectively.

【0012】一方、チャネルの厚さを薄くすると反磁場
係数が大きくなり、見かけの下部臨界磁場HC1は小さく
なる。したがって、弱い外部印加磁場では小さい制御電
流でチャネル部分にボルテックスを侵入させることがで
きる。層状構造を有する高温超伝導体で特に異方性が大
きいBi系超伝導体では、HC1が小さくてもともとそう
いう性質を有しているので、極端に薄くしなくても同様
の効果が期待できる。したがって、加工しやすいという
長所がある。
On the other hand, when the thickness of the channel is reduced, the demagnetizing field coefficient increases, and the apparent lower critical magnetic field H C1 decreases. Therefore, with a weak externally applied magnetic field, the vortex can penetrate into the channel portion with a small control current. High-temperature superconductors having a layered structure and particularly Bi-based superconductors having large anisotropy have the same properties even when H C1 is small, so that the same effects can be expected without making them extremely thin. . Therefore, there is an advantage that processing is easy.

【0013】チャネル部分の厚さを薄くする場合に薄膜
の上部を削る方法は、削る深さの制御が困難であること
と、削って残った部分に損傷が残り超伝導特性が劣化す
ること、および薄膜の厚さにばらつきがあるとチャネル
の厚さのばらつきになり、チャネル特性の再現性が得ら
れないことなどの多くの欠点がある。一方、チャネル以
外の部分を残し(図1の2)、チャネルを含めた上記以
外の部分を最初に全部取り去り、その後全体の上に再度
チャネルの厚さに必要なだけの厚さを有する超伝導薄膜
(図1の3)を堆積した後で、チャネル(図1の6)を
含めた全体の素子を残して他の部分を取り去れば、チャ
ネル部分はエッチング等の工程に伴う損傷にさらされ
ず、かつ第2の薄膜を堆積する際に膜厚を制御すること
により常に一定の厚さを得ることができる。また、第2
の超伝導膜には第1の超伝導膜と異なる種類を使うこと
も可能である。このようにして、ボルテックスフロー特
性がすぐれたチャネルを形成することができ、ボルテッ
クスフロートランジスタの特性を向上させることができ
る。
When the thickness of the channel portion is reduced, the method of shaving the upper portion of the thin film is difficult to control the shaving depth, and the remaining portion is damaged and the superconductivity is deteriorated. In addition, if the thickness of the thin film varies, the thickness of the channel varies, and there are many disadvantages such that the reproducibility of the channel characteristics cannot be obtained. On the other hand, the superconducting layer having the thickness necessary for the thickness of the channel is removed, except for the portion other than the channel except for the channel (2 in FIG. 1). After depositing the thin film (3 in FIG. 1), if the other portions are removed except for the entire device including the channel (6 in FIG. 1), the channel portion is not exposed to damages caused by processes such as etching. By controlling the film thickness when depositing the second thin film, a constant thickness can always be obtained. Also, the second
It is also possible to use a different type of superconducting film from the first superconducting film. In this way, a channel having excellent vortex flow characteristics can be formed, and the characteristics of the vortex flow transistor can be improved.

【0014】第2の超伝導薄膜を堆積する際に、第1の
超伝導体薄膜は高温で真空にさらされることになるの
で、表面の特性は酸素欠損のためにある程度劣化する。
そのため、第2の超伝導体との電気的接触が不十分な場
合ができる。そのような場合には、第2の薄膜を堆積し
たのちに酸素雰囲気中で熱処理することにより、欠損し
た酸素が補償され界面の特性がもどり、良好な電気的接
触が得られる。第2の薄膜を堆積したのちの上記熱処理
は、500℃以上の酸素雰囲気中で行うが、この場合、
500℃未満の温度で熱処理しても、酸素欠損の回復に
対しては著しい効果を得ることができず、したがって、
界面抵抗を低下させることはできない。上記説明の本発
明手法によって、従来問題になっていたボルテックスフ
ロートランジスタの諸課題を解決することができる。
When depositing the second superconducting thin film, the first superconducting thin film is exposed to a vacuum at a high temperature, so that the surface properties are deteriorated to some extent due to oxygen deficiency.
Therefore, there may be a case where the electrical contact with the second superconductor is insufficient. In such a case, by performing a heat treatment in an oxygen atmosphere after depositing the second thin film, the missing oxygen is compensated, the characteristics of the interface are restored, and good electrical contact is obtained. The heat treatment after the deposition of the second thin film is performed in an oxygen atmosphere at 500 ° C. or higher.
Even if heat treatment is performed at a temperature lower than 500 ° C., no remarkable effect can be obtained on the recovery of oxygen deficiency, and therefore,
The interface resistance cannot be reduced. By the method of the present invention described above, the problems of the vortex flow transistor which have been a problem in the related art can be solved.

【0015】[0015]

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図1は本発明によるボルテックスフロートランジス
タの一実施例の概念を示す斜視図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the concept of an embodiment of a vortex flow transistor according to the present invention.

【0016】第1実施例 SrTiO3の(100)面基板(以下、STO基板と
いう)1の上に、基板温度650℃で高周波スパッタリ
ング法によりBi2Sr2CaCu28(以下、Bi22
12という)の薄膜を200nm堆積した。その後、ホ
トリソグラフ技術とイオンミリング技術とにより、図1
の2に示す超伝導配線パタンを得た。上記超伝導配線パ
タンにはチャネル部分が含まれていない。チャネルの長
さ、すなわち超伝導配線の幅は50μmで、チャネルの
幅は5μmであった。つぎに、このようにして得られパ
タン化された超伝導配線上に、第1層のBi2212を
成長させたときと同じ条件でBi2212を厚さ50n
m成長させた。その後、上記第1層を形成したパタンと
ほぼ同じでチャネルの部分を有するパタンに第2層を加
工し、図1に示すようなボルテックスフロートランジス
タを得た。
First Embodiment Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8 (hereinafter Bi 22) is formed on a (100) plane substrate (hereinafter referred to as an STO substrate) 1 of SrTiO 3 by a high frequency sputtering method at a substrate temperature of 650 ° C.
12) was deposited to a thickness of 200 nm. Then, using photolithography technology and ion milling technology,
The superconducting wiring pattern shown in No. 2 was obtained. The superconducting wiring pattern does not include a channel portion. The length of the channel, that is, the width of the superconducting wiring was 50 μm, and the width of the channel was 5 μm. Next, Bi2212 having a thickness of 50 n was formed on the patterned superconducting wiring obtained in this manner under the same conditions as when Bi2212 of the first layer was grown.
m. Thereafter, the second layer was processed into a pattern having the same channel portion as the pattern in which the first layer was formed, to obtain a vortex flow transistor as shown in FIG.

【0017】上記のようにして得たボルテックスフロー
トランジスタは、小さな制御電流で出力電圧が立ち上
り、バイアス電流および制御電流に対する出力電圧の関
係で、線形な領域は従来のボルテックスフロートランジ
スタに比較して著しく拡大した。
In the vortex flow transistor obtained as described above, the output voltage rises with a small control current, and the linear region is significantly larger than that of the conventional vortex flow transistor due to the relationship between the bias current and the control current. Expanded.

【0018】図1において第2層の超伝導薄膜3を成長
させたのちに、酸素中の600℃で8時間熱処理を施
し、その後上記工程と同じ工程を経て得られたボルテッ
クスフロートランジスタでは、0制御電流で出力がでる
バイアス電流の大きさが約2倍になった。これは第1層
と第2層との間の界面が改善されて電気的接触がよくな
ったためであり、ボルテックスフロートランジスタを小
型集積化する際に有利である。
In FIG. 1, after the second superconducting thin film 3 is grown, it is subjected to a heat treatment at 600 ° C. for 8 hours in oxygen, and then the vortex flow transistor obtained through the same steps as the above steps has a The magnitude of the bias current that is output by the control current is approximately doubled. This is because the interface between the first layer and the second layer is improved and the electrical contact is improved, which is advantageous when the vortex flow transistor is miniaturized and integrated.

【0019】なお、Bi2212の代りにBi2Sr2
aCu28および(Bi0.8Pb0.22Sr2Ca2Cu3
10を使用した場合にも同様の効果が得られた。
Note that Bi 2 Sr 2 C is used instead of Bi 2212.
aCu 2 O 8 and (Bi 0.8 Pb 0.2 ) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3
Same effect when using O 10 was obtained.

【0020】第2実施例 STO基板に基板温度700℃で高周波スパッタリング
法を用い、YBa2Cu37(以下、YBCOという)
の薄膜を200nm成長させた。その後、第1実施例と
同様の方法により、パタン化した超伝導配線2を得た。
つぎに、上記超伝導配線2の上に、基板温度650℃で
Bi2212を厚さ50nm成長させた。つぎに、酸素
中の600℃で8時間熱処理を行い、第1実施例と同じ
工程を経て図1に示すようなボルテックスフロートラン
ジスタを得た。
Second Embodiment A high-frequency sputtering method is applied to an STO substrate at a substrate temperature of 700 ° C. to obtain YBa 2 Cu 3 O 7 (hereinafter referred to as YBCO).
Was grown to a thickness of 200 nm. Thereafter, a patterned superconducting wiring 2 was obtained in the same manner as in the first embodiment.
Next, Bi2212 was grown on the superconducting wiring 2 at a substrate temperature of 650 ° C. to a thickness of 50 nm. Next, a heat treatment was performed at 600 ° C. in oxygen for 8 hours, and a vortex flow transistor as shown in FIG. 1 was obtained through the same steps as in the first embodiment.

【0021】上記のようにして得られたボルテックスフ
ロートランジスタは第1実施例と同様に、小さな制御電
流で出力電圧が立ち上り、バイアス電流および制御電流
に対する出力電圧の関係で、線形な領域は従来のボルテ
ックスフロートランジスタに比較して著しく拡大した。
In the vortex flow transistor obtained as described above, as in the first embodiment, the output voltage rises with a small control current, and the linear region is the conventional region due to the relationship between the bias current and the output voltage with respect to the control current. It is significantly larger than the vortex flow transistor.

【0022】[0022]

【発明の効果】上記のように本発明によるボルテックス
フロートランジスタおよびその製造方法は、超伝導薄膜
における薄膜の厚さが他の部分に較べて薄い部分を、ボ
ルテックス(磁束量子)が走行するチャネルとし、か
つ、上記ボルテックスの数を制御する超伝導制御線を上
記チャネルの近くに配し、また上記ボルテックスフロー
トランジスタの製造が、上記チャネル以外の部分を残し
て第1の超伝導薄膜を取り去る第1の工程と、残された
上記パタンおよび基板の上に、同種類または異種類の第
2の超伝導薄膜を堆積する第2の工程と、チャネルを含
めた部分を残し第2の工程で堆積した超伝導薄膜を取り
去る第3の工程とからなることにより、チャネルを制御
性よく製造でき、制御電流と出力電圧との間の関係で線
形の領域を著しく拡大でき、小さな制御電流で出力電圧
を立ち上げ、かつ大きな出力電圧が得られるボルテック
スフロートランジスタを得ることができる。
As described above, according to the vortex flow transistor and the method of manufacturing the same according to the present invention, a portion of the superconducting thin film where the thickness of the thin film is thinner than other portions is set as a channel through which vortex (magnetic flux quantum) travels. And arranging a superconducting control line for controlling the number of vortices near the channel, and manufacturing the vortex flow transistor by removing a first superconducting thin film except for a portion other than the channel. A second step of depositing a second superconducting thin film of the same type or a different type on the remaining pattern and substrate, and a second step excluding a portion including a channel. By including the third step of removing the superconducting thin film, the channel can be manufactured with good controllability, and the linear region is significantly expanded in the relationship between the control current and the output voltage. Can, raises the output voltage with a small control current, it is possible to obtain a vortex flow transistor having a large output voltage is obtained.

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

【図1】本発明によるボルテックスフロートランジスタ
の一実施例の概念を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the concept of an embodiment of a vortex flow transistor according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 第1の超伝導薄膜 3 第2の超伝導薄膜 5 超伝導制御線 6 チャネル 2 First superconducting thin film 3 Second superconducting thin film 5 Superconducting control line 6 Channel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲つる▼ 浩二 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 久保 衆伍 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 田辺 圭一 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−291635(JP,A) 特開 昭62−117194(JP,A) 特開 昭64−21974(JP,A) 特開 昭64−31478(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 39/22 - 39/24 H01L 39/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor ▲ Tsuru ▼ Koji 1-6-1, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Shugo Kubo 1-1-1, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo No. 6 Inside Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Keiichi Tanabe Inventor 1-6-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-5-291635 (JP, A) JP-A-62-117194 (JP, A) JP-A-64-21974 (JP, A) JP-A-64-31478 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 39 / 22-39/24 H01L 39/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】超伝導薄膜における薄膜の厚さが他の部分
に較べて薄い部分を、ボルテックス(磁束量子)が走行
するチャネルとし、かつ、上記ボルテックスの数を制御
する超伝導制御線を上記チャネルの近くに配したボルテ
ックスフロートランジスタにおいて、上記チャネル以外
の超伝導体部分が、チャネルを構成する超伝導体とそれ
以外の超伝導体との2層からなることを特徴とするボル
テックスフロートランジスタ。
1. A superconducting thin film in which the thickness of the thin film is smaller than that of other portions is used as a channel through which vortex (magnetic flux quantum) travels, and a superconducting control line for controlling the number of vortices is provided. Vortex flow transistors located near the channel
The superconductor part of the
A vortex flow transistor comprising two layers of a superconductor other than the above .
【請求項2】請求項1記載のボルテックスフロートラン
ジスタにおいて、上記チャネルを構成する超伝導体がB
Sr CaCu または(Bi 1−x Pb
Sr Ca Cu 10 (x<0.35)からなる
ことを特徴とするボルテックスフロートランジスタ。
2. The vortex flow transistor according to claim 1, wherein the superconductor forming the channel is B
i 2 Sr 2 CaCu 2 O 8 or (Bi 1-x Pb x)
A vortex flow transistor comprising 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10 (x <0.35) .
【請求項3】ボルテックスが走行するチャネルを有する
超伝導薄膜と、走行するボルテックスの数を制御する超
伝導制御線から構成されるボルテックスフロートランジ
スタにおいて、上記チャネル以外の部分を残して第1の
超伝導薄膜をパタン化して取り去る第1の工程と、残さ
れた上記パタンおよび基板の上に、同じ種類または異な
る種類の第2の超伝導薄膜を堆積する第2の工程と、チ
ャネルを含めた超伝導体部分を残し上記第2の工程で堆
積した超伝導薄膜を取り去る第3の工程とからなること
を特徴とするボルテックスフロートランジスタの製造方
法。
3. A vortex flow transistor comprising a superconducting thin film having a channel through which a vortex travels and a superconducting control line for controlling the number of vortices traveling, wherein a first superconducting film is formed except for a portion other than the channel. A first step of patterning and removing the conductive thin film, a second step of depositing a second superconducting thin film of the same type or a different type on the remaining pattern and the substrate, A third step of removing the superconducting thin film deposited in the second step while leaving a conductor portion, the method comprising the steps of:
【請求項4】請求項記載のボルテックスフロートラン
ジスタの製造方法において、上記第2の工程で第2の超
伝導薄膜を堆積させた後に、酸化性の雰囲気中で500
℃以上の温度により熱処理を施すことを特徴とするボル
テックスフロートランジスタの製造方法。
4. A method for manufacturing a vortex flow transistor according to claim 3 , wherein said second superconducting thin film is deposited in said second step, and then said second superconducting thin film is deposited in an oxidizing atmosphere.
A method for manufacturing a vortex flow transistor, wherein a heat treatment is performed at a temperature of not less than ° C.
JP02005095A 1995-02-08 1995-02-08 Vortex flow transistor and method of manufacturing the same Expired - Fee Related JP3281738B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02005095A JP3281738B2 (en) 1995-02-08 1995-02-08 Vortex flow transistor and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02005095A JP3281738B2 (en) 1995-02-08 1995-02-08 Vortex flow transistor and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08213662A JPH08213662A (en) 1996-08-20
JP3281738B2 true JP3281738B2 (en) 2002-05-13

Family

ID=12016244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02005095A Expired - Fee Related JP3281738B2 (en) 1995-02-08 1995-02-08 Vortex flow transistor and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3281738B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08213662A (en) 1996-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2798361B2 (en) Superconducting field effect device having grain boundary channel and method of manufacturing the same
US5981443A (en) Method of manufacturing a high temperature superconducting Josephson device
US5494891A (en) Method for manufacturing three-terminal oxide superconducting devices
US6051440A (en) Method of fabricating a low-inductance in-line resistor for superconductor integrated circuits
JP2963614B2 (en) Method for manufacturing oxide superconductor junction element
JP3281738B2 (en) Vortex flow transistor and method of manufacturing the same
Maruyama et al. Interface-treated Josephson junctions in trilayer structures
US5793056A (en) Low-inductance HTS interconnects and Josephson junctions using slot-defined SNS edge junctions
EP0534854A2 (en) Superconducting thin film formed of oxide superconductor material, superconducting current path and superconducting device utilizing the superconducting thin film
Irie et al. Fabrication of DC SQUIDs based on Bi/sub 2/Sr/sub 2/CaCu/sub 2/O/sub y/intrinsic Josephson junctions
US6160266A (en) Superconducting device and a method of manufacturing the same
JPS63308975A (en) Current control element
JP3076503B2 (en) Superconducting element and method of manufacturing the same
JP2768276B2 (en) Oxide superconducting junction element
JP2624666B2 (en) Superconducting element
JP2596337B2 (en) Superconducting element
KR0166941B1 (en) Method of manufacturing josephson device
Horibe et al. Fabrication of natural-barrier ramp-edge Josephson junctions
JP3221037B2 (en) Current modulator
US6147360A (en) Superconducting device and a method of manufacturing the same
JP4056575B2 (en) Superconducting device and manufacturing method thereof
JP3252999B2 (en) Flux quantum flow device
JPS61110481A (en) Superconductive transistor
JPH06151988A (en) Superconducting three-terminal element
KR20030082289A (en) superconductor josephson junction divice and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090222

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees