JPH02100382A - 電界郊果型超電導トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents

電界郊果型超電導トランジスタ及びその製造方法

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JPH02100382A
JPH02100382A JP63253103A JP25310388A JPH02100382A JP H02100382 A JPH02100382 A JP H02100382A JP 63253103 A JP63253103 A JP 63253103A JP 25310388 A JP25310388 A JP 25310388A JP H02100382 A JPH02100382 A JP H02100382A
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JP
Japan
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film
gate oxide
oxide film
resistance layer
electrode
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Pending
Application number
JP63253103A
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English (en)
Inventor
Kazuo Matsuzaki
松崎 一夫
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、超電導材料を応用した電界効果型超電導ト
ランジスタ(超電導材料を利用した電圧駆動形の超電導
トランジスタ)及びその製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の電界効果型超電導トランジスタは第3図に示す構
造である。その製造方法は次の通りである。まず、Si
単結晶ウエハをエツチングして単結晶Si膜lの片面に
凹所を形成し、その片面を酸化してゲート酸化M2を形
成し、その上にゲート電極材料を蒸着してゲート電極3
を得る。そして、単結晶Si膜lの反対側面に一部絶縁
膜4を介してソース電極5とドレイン電極6を形成する
。ここで、単結晶Si膜1の厚さは、約1100nであ
る。ゲート酸化膜2は単結晶Si膜1の表面を純酸素に
よって熱酸化して得るもので、その厚さは4Qnm程度
である。ゲート電極3に用いるゲート電極材料は超電導
材料又はAll’などである。ソース電極5及びドレイ
ン電極6に用いる材料は超電導材料で、極低温超電導材
料でも良いし、最近注目されている各種の高温超電導材
料でも良い。これら超電導材料の薄膜形成は抵抗加熱蒸
着法、電子ビーム蒸着法、スパッタ法、CVD法などに
より行われ、次に、その薄膜をフォトリングラフィとへ
rガスによるスパッタエツチングによって、ソース電極
5とドレイン電極6が一本に繋がった電極となるように
加工し、しかる後、レジストを用いた電子線描画により
幅0.15〜0.4μmの開口をレジスト上に形成し、
これを通して^「イオンで加工して、ソース電極5とド
レイン電極6を分離する(IEEEElectron 
 Dvice  Lett、6(1985)297. 
 Phys、Rev、833(1986) 2042.
  応用物理54(19850089,Phys、 R
ev。
Lett、54 (1985)2449.  応用物理
56 (1987) 752)。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記の構造及び製造方法にあっては、S
i単結晶ウエハをエツチングして約1100nの厚さの
単結晶5ili*lを部分的に作る必要があり、凹所形
成のために高い制御性で深い溝エツチングが不可欠であ
る。更に、凹所を含めた単結晶Si膜1をゲート酸化(
熱酸化)する過程で、熱応力などのひずみによりクラッ
ク等が発生し易く、素子の歩留りを大きく低下させてい
た。
本発明は、上記問題点を解決するものであり、その目的
は、予めSi単結晶ウエハをエツチングして凹所を形成
することなく、製造容易で歩留りの向上を図りうる新規
な構造を有する電界効果型超電導トランジスタと、これ
を実現する製造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、まず、本発明に係る電界効果
型超電導トランジスタの構成は、単結晶Siの片面に形
成された凹面膜を有するゲート酸化膜と、該単結晶Si
の反対側面に形成されたソース電極及びドレイン電極を
含むものであって、該ゲート酸化膜の凹面膜は、中空に
臨むのでなく、ゲート電極に導通する低抵抗層の凸部上
に形成されてなるものである。
また、上記特殊構造を備える電界効果型超電導トランジ
スタの製造方法は、予め基板上に凸部を有する低抵抗層
を形成し、その凸部を含む面を酸化させてゲート酸化膜
を作成してから、該ゲート酸化膜上に多結晶Si (ポ
1Jsi)膜を積層した後、形成された多結晶Si膜の
凸部を除去する平坦化工程と該多結晶Si膜自体の多結
晶化工程を施し、しかる後、該低抵抗層に導通するゲー
ト電極、ソース電極及びドレイン電極を形成するもので
ある。
〔作用〕
上記の構成に係る電界効果型超電導トランジスタにあっ
ては、ゲート酸化膜の凹面膜の形成はすでに形成された
低抵抗層の凸部を基体として用いることができるので、
ゲート酸化膜及び単結晶Si膜を容易に作成することが
できると共に、そのゲート酸化膜等の形成においては熱
応力等が低抵抗層に吸収され得るので、単結晶Si膜自
体への影響が緩和され、クラック等の発生を抑制でき、
素子の製造歩留りが向上する。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明に係る電界効果型超電導トランジスタ
の一実施例を示す縦断面図である。llはSi基板で、
この上には不純物を拡散して得た凸部12aを有する低
抵抗層12が形成されている。この低抵抗層12のうち
凸部12aを含む面上には凹面膜13aを含むゲート酸
化膜13が形成され、凸部12aから離れた面上にはゲ
ート電極14が設けられている。ゲート酸化膜13上に
は単結晶Si膜15が形成され、この上には一部絶縁膜
16を介してソース電極17及びドレイン電極18が形
成されている。
かかる電界効果型超電導トランジスタにあっては、ゲー
ト酸化膜13の凹面膜13aは低抵抗層12の凸部12
aを基体としてこの上に形成され、しかる後車結晶S!
膜15を順次形成し得るので、製造容易であることは勿
論、厚さ制御が簡単であり、ゲート酸化膜13近傍のク
ラック等を防止できる。
上記トランジスタは次のプロセスにより製造される。ま
ず、第2図(A)に示す如く、81基板11を準備し、
これに通常の半導体プロセスにより低抵抗層12(不純
物濃度〜10”am−’)  を拡散形成し、これを通
常のフォトエツチングで選択的に除去することにより凸
部12aを形成する。この凸部12aの高さはエツチン
グ除去により〜5μm程度に設定しである。次に、第2
図(B)に示す如く、通常のドライ酸化(酸素雰囲気1
000℃)により凹面膜13aを含むゲート酸化膜13
を形成し、引き続き、この上にCVDにより多結晶Si
 (ポリSi)層20を生成する。次に、第2図(C)
に示す如く、エッチバック法により多結晶Si層20の
全面エツチングして、その突出部の多結晶Siの厚さが
〜50nmとなるまで除去し、同時に全面を平坦化する
。そして、レーザアニーリング(Arレーザ、出力20
W、基板温度480℃、走査速度5Qmm/sec >
によりその多結晶Si層20自体を準結晶化して単結晶
Si層21を得る。
次に、第2図(D)に示す如くゲートのコンタクト領域
を形成するため、凸部12aから離れたゲート酸化膜1
2及び単結晶81層の部分を通常のフォトプロセスによ
り一部除去し、低抵抗層12を露出させる。次に、第2
図(E)に示す如く、CV DSiO。
(絶縁膜16)を〜1μm堆積させ、活性領域18a及
びゲートコンタクトホール18bのフォトz 、7チン
グを行う。次に、第2図(F)に示す如く、超電導電極
材料(YBACO系)22を蒸着した後、第2図(G)
に示す如く、従来プロセスを用い、低抵抗層12に導通
するゲート電極14、ソース電極17及びドレイン電極
18を相互分離させて形成する。
このように、上記製造方法によって第1図示の電界効果
型超電導トランジスタが実現されるが、上記Sol技術
を用いたので、基板加工はたかだか数μmの凸部12a
を形成するだけのエツチング加工で済む上、ゲート酸化
膜13は基板Siの酸化で形成されるから、仮に応力が
内在しても、基板Siがこれを吸収し、単結晶Si膜1
5への影響が軽減される。更に、単結晶Si膜15はS
ol技術により形成されるため、その膜厚制御は多結晶
Siの膜厚で一義的に精度良く決定される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係る電界効果型超電導ト
ランジスタは、ゲート酸化膜の凹面膜がゲート電極に導
通ずる低抵抗層の凸部上に形成されてなる点に特徴を有
するものであるから、従来の半導体プロセス上にSOT
技術による薄膜積層化によってゲート酸化膜たる凹面膜
及び単結晶Si層を容易に作成でき、製造時の応力の影
響が軽減された高品質低コストのインテリジェント化デ
バイスが実現される。また、本発明に係る電界効果型超
電導トランジスタの製造方法によれば、膜厚管理がたや
すく歩留り良く、上記構造に係るトランジスタを得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る電界効果型超電導トランジスタ
の一実施例を示す縦断面図である。 第2図(A>乃至(G)は、本発明に係る電界効果型超
電導トランジスタの製造方法の一実施例における各製造
工程を示す縦断面図である。 第3図は、従来の電界効果型超電導トランジスタの一例
を示す縦断面図である。 1.15  単結晶S!膜、2.13 ゲート酸化膜、
3.14 ゲート電極、4.16 絶縁膜、5.17ソ
ース電極、6.18 ドレイン電極、11S」基板、1
2  低抵抗層、12a  凸部、13  ゲート酸化
膜、138  凹面部、18a  活性領域、18b 
 ’f−1−コンタクトホール、20  多結晶Si層
、21  単結晶81層、22  超電導電極材料。 第 図 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)単結晶Si膜の片面に形成された凹面膜を有するゲ
    ート酸化膜と、該単結晶Si膜の反対側面に形成された
    ソース電極及びドレイン電極を含む電界効果型超電導ト
    ランジスタであって、該ゲート酸化膜の凹面膜がゲート
    電極に導通する低抵抗層の凸部上に形成されてなること
    を特徴とする電界効果型超電導トランジスタ。 2)基板上に凸部を有する低抵抗層を形成し、その凸部
    を含んだ面を酸化させてゲート酸化膜を作成し、該ゲー
    ト酸化膜上に多結晶Si膜を積層した後、形成された多
    結晶Si膜の凸部を除去する平坦化工程と該多結晶Si
    膜自体の単結晶化工程を施し、しかる後、該低抵抗層に
    導通するゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を形
    成することを特徴とする電界効果型超電導トランジスタ
    の製造方法。
JP63253103A 1988-10-07 1988-10-07 電界郊果型超電導トランジスタ及びその製造方法 Pending JPH02100382A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5388068A (en) * 1990-05-02 1995-02-07 Microelectronics & Computer Technology Corp. Superconductor-semiconductor hybrid memory circuits with superconducting three-terminal switching devices
US6890766B2 (en) 1999-03-17 2005-05-10 International Business Machines Corporation Dual-type thin-film field-effect transistors and applications
CN102668099A (zh) * 2010-05-14 2012-09-12 松下电器产业株式会社 挠性半导体装置及其制造方法、以及图像显示装置

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US5388068A (en) * 1990-05-02 1995-02-07 Microelectronics & Computer Technology Corp. Superconductor-semiconductor hybrid memory circuits with superconducting three-terminal switching devices
US6890766B2 (en) 1999-03-17 2005-05-10 International Business Machines Corporation Dual-type thin-film field-effect transistors and applications
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