JP6724014B2 - Sns型ジョセフソン接合素子の製造方法及びsns型ジョセフソン接合素子製造装置 - Google Patents
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Description
ジョセフソン接合素子の製造方法の説明に先立ち、当該製造方法により製造されるジョセフソン接合素子について説明する。
次に、SNS型ジョセフソン接合素子製造装置について説明する。図3は、ジョセフソン接合素子製造装置を示す概略図である。SNS型ジョセフソン接合素子製造装置21は、ジョセフソン接合素子1を製造する際に用いられる。ジョセフソン接合素子製造装置21では、下部電極2、絶縁膜4、及び上部電極3が積層された積層体に対して非金属イオンビームを照射して、ジョセフソン接合素子1を製造する。
次に、ジョセフソン接合素子1の製造方法について説明する。まず、下部電極2、絶縁膜4、及び上部電極3を、上記のとおりに配置し、積層体とする。そして、積層体のうち下部電極2、絶縁膜4、及び上部電極3が積層された部分である積層部分において、上部電極3の上面3aに対してRIE(Reactive Ion Etching;反応性イオンエッチング)を施し、当該上面3aに上述の有底穴5を設ける。
上記のように製造されたジョセフソン接合素子1は、例えば脳磁計に設けられるSQUID(Superconducting Quantum Interference Device;超伝導量子干渉計)に使用してもよい。
[発明1]
一対の超伝導膜と、前記一対の超伝導膜間に設けられた絶縁膜と、を備える積層体にビームを照射して、SNS型ジョセフソン接合素子を製造する方法であって、
前記絶縁膜は、ニオブ、バナジン、チタン、又はタンタルの絶縁性を有する酸化物からなり、
一方の前記超伝導膜の外側から前記積層体に対して、非金属イオン、X線、又は電子線からなる前記ビームを照射し、前記絶縁膜中の前記絶縁性を有する酸化物の一部を導電性を有する酸化物へ変換するビーム照射工程を備えることを特徴とするSNS型ジョセフソン接合素子の製造方法。
[発明2]
一対の超伝導膜と、前記一対の超伝導膜間に設けられた絶縁膜と、を備える積層体にビームを照射して、SNS型ジョセフソン接合素子を製造する製造装置であって、
前記絶縁膜は、ニオブ、バナジン、チタン、又はタンタルの絶縁性を有する酸化物からなり、
前記製造装置は、
一方の前記超伝導膜の外側から前記積層体に対して、非金属イオン、X線、又は電子線からなる前記ビームを照射するビーム照射部を備えることを特徴とするSNS型ジョセフソン接合素子製造装置。
Claims (4)
- 一対の超伝導膜と、前記一対の超伝導膜間に設けられた絶縁膜と、を備える積層体にビームを照射して、SNS型ジョセフソン接合素子を製造する方法であって、
前記絶縁膜は、ニオブ、バナジン、チタン、又はタンタルの絶縁性を有する酸化物からなり、
一方の前記超伝導膜の外側から前記積層体に対して、非金属イオン、X線、又は電子線からなる前記ビームを照射し、前記絶縁膜中の前記絶縁性を有する酸化物の一部を導電性を有する酸化物へ変換するビーム照射工程と、
前記一対の超伝導膜間の電流又は変調電圧を測定して、この測定による測定値に基づいて、前記ビームの照射を調整するビーム調整工程と、を備え、
前記ビーム調整工程では、
前記電流が予め定められた設定電流値に達したら又は前記変調電圧が予め定められた設定変調電圧値に達したら、前記ビームの照射を停止し、
且つ、前記電流が前記設定電流値に達しない又は前記変調電圧が前記設定変調電圧値に達しない場合であっても、前記ビームの照射開始から予め設定した設定時間が経過したら前記ビームの照射を停止する、
ことを特徴とするSNS型ジョセフソン接合素子の製造方法。 - 前記一方の超伝導膜の表面側に、前記ビームの透過を抑制するビーム透過抑制部と前記ビームの通過を許容する孔部とが形成された照射野形成部を配置し、
前記ビーム照射工程では、前記照射野形成部を介して、前記ビームが照射されることを特徴とする請求項1に記載のSNS型ジョセフソン接合素子の製造方法。 - 前記一方の超伝導膜の表面に、前記絶縁膜に向かって凹む有底穴を形成し、
前記ビーム照射工程では、前記有底穴を通して前記有底穴の底部に向けて前記ビームを照射することを特徴とする請求項1に記載のSNS型ジョセフソン接合素子の製造方法。 - 一対の超伝導膜と、前記一対の超伝導膜間に設けられた絶縁膜と、を備える積層体にビームを照射して、SNS型ジョセフソン接合素子を製造する製造装置であって、
前記絶縁膜は、ニオブ、バナジン、チタン、又はタンタルの絶縁性を有する酸化物からなり、
前記製造装置は、
一方の前記超伝導膜の外側から前記積層体に対して、非金属イオン、X線、又は電子線からなる前記ビームを照射するビーム照射部と、
前記一対の超伝導膜間の電流又は変調電圧を測定する測定部と、
前記測定部の測定値に基づいて、前記ビームの照射を調整するビーム調整部と、を備え、
前記ビーム調整部は、
前記電流が予め定められた設定電流値に達したら又は前記変調電圧が予め定められた設定変調電圧値に達したら、前記ビーム照射部からの前記ビームの照射を停止させ、
且つ、前記電流が前記設定電流値に達しない又は前記変調電圧が前記設定変調電圧値に達しない場合であっても、ビームの照射開始から予め設定した設定時間が経過したら前記ビーム照射部からの前記ビームの照射を停止させる、
ことを特徴とするSNS型ジョセフソン接合素子製造装置。
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