JPH02194638A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH02194638A JPH02194638A JP1014709A JP1470989A JPH02194638A JP H02194638 A JPH02194638 A JP H02194638A JP 1014709 A JP1014709 A JP 1014709A JP 1470989 A JP1470989 A JP 1470989A JP H02194638 A JPH02194638 A JP H02194638A
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Links
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Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［概要１
半導体チップの配線に超伝導材料を用いた半導体装置に
関し、 超伝導材料を配線等に用いて場合でも誤動作することの
ない半導体装置を堤供することを目的とし、 半導体チップの一部に超伝導材料を用いた半導体装置に
おいて、前記半導体チップを超伝導材ｆ１により包囲し
てパッケージするように構成する。
関し、 超伝導材料を配線等に用いて場合でも誤動作することの
ない半導体装置を堤供することを目的とし、 半導体チップの一部に超伝導材料を用いた半導体装置に
おいて、前記半導体チップを超伝導材ｆ１により包囲し
てパッケージするように構成する。
［産業上の利用分野］
本発明は半導体チップの配線に超伝導材料を用いた半導
体装置に関する。
体装置に関する。
近年、高温で超伝導化する材料が次々に発見されている
。その結果、ジョセフソン素子等の特殊な半導体素子に
しか使われなかった超伝導材料が通常の集積回路にも用
いられるようになっている。
。その結果、ジョセフソン素子等の特殊な半導体素子に
しか使われなかった超伝導材料が通常の集積回路にも用
いられるようになっている。
特に、配線に超伝導材料を用いると信号伝播速度が高速
化すると共に低消費電力化が図れるという利点がある。
化すると共に低消費電力化が図れるという利点がある。
［従来の技術］
集積回路の配線にはＬａ系酸化物やＹ系酸化物の高温超
伝導材料が主に用いられている。これら高温超伝導材料
は、半導体基板から銀、金、白金等の材料を通して結合
されている。超導電材料による配線の周辺を金属や窒化
物で覆ったり、酸素雰囲気中で気密化して、高温超伝導
材料の劣化による臨界温度Ｔｃの低下を防止している。
伝導材料が主に用いられている。これら高温超伝導材料
は、半導体基板から銀、金、白金等の材料を通して結合
されている。超導電材料による配線の周辺を金属や窒化
物で覆ったり、酸素雰囲気中で気密化して、高温超伝導
材料の劣化による臨界温度Ｔｃの低下を防止している。
このような半導体装置を冷却して配線を超伝導状態にす
ると、抵抗値が零になり低消費電力による高速動作が可
能になる。しかしながら、材料が超伝導状態になると、
磁界を通さなくなると共に、超１云導状態になったとき
に印加されていた磁界を超伝導状態になった後も材料自
身が保持するという性質がある。このため、磁界が印加
された状態で超伝導化されると配線に磁界が保持されて
誤動作の原因となるという問題があった。特に、この問
題は高温超伝導材料において顕著であった。
ると、抵抗値が零になり低消費電力による高速動作が可
能になる。しかしながら、材料が超伝導状態になると、
磁界を通さなくなると共に、超１云導状態になったとき
に印加されていた磁界を超伝導状態になった後も材料自
身が保持するという性質がある。このため、磁界が印加
された状態で超伝導化されると配線に磁界が保持されて
誤動作の原因となるという問題があった。特に、この問
題は高温超伝導材料において顕著であった。
［発明が解決しようどする課題］
このように超伝導材料を配線に用いると、抵抗か零にな
り低消費電力で高速動作が可能であるという利点がある
半面、材料自身に保持される磁界により誤動作しやすい
という問題があった。
り低消費電力で高速動作が可能であるという利点がある
半面、材料自身に保持される磁界により誤動作しやすい
という問題があった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、超伝導材
料を配線等に用いた場合でも誤動作することのない半導
体装置を堤供することを目的とする。
料を配線等に用いた場合でも誤動作することのない半導
体装置を堤供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
上記目的は、半導体チップの一部に超伝導材料を用いた
半導体装置において、前記半導体チップを超伝導材料に
より包囲してパッケージしたことを特徴とする半導体装
置によって達成される。
半導体装置において、前記半導体チップを超伝導材料に
より包囲してパッケージしたことを特徴とする半導体装
置によって達成される。
また、半導体チップに用いられた超伝導材料の臨界温度
よりパッケージに用いられた超伝導材料の臨界温度の方
が高いことが望ましい。
よりパッケージに用いられた超伝導材料の臨界温度の方
が高いことが望ましい。
［作用］
本発明によれば、半導体チップを超伝導材料により包囲
してパッケージしているので、外部磁界かシールドされ
て半導体チップにそのまま印加されす、半導体チップに
用いられた超伝導材料に磁界が保持されない。
してパッケージしているので、外部磁界かシールドされ
て半導体チップにそのまま印加されす、半導体チップに
用いられた超伝導材料に磁界が保持されない。
［実施例］
本発明の−・実施例による半導体装置を第１図に示す。
本実論例では、配線が超伝導材料で作られた半導体チッ
プｌＯの外囲器１２も超伝導材料で作るようにしている
。半導体チップ１０の配線には化合物、合金等の第２種
超伝導材料が用いられることが多いが、外囲器１２とし
てはＮｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ等の単元素金属のような第
１種超伝導材料で作ることが望ましい。
プｌＯの外囲器１２も超伝導材料で作るようにしている
。半導体チップ１０の配線には化合物、合金等の第２種
超伝導材料が用いられることが多いが、外囲器１２とし
てはＮｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ等の単元素金属のような第
１種超伝導材料で作ることが望ましい。
臨界温度については、半導体チップ１０に用いられる超
伝導材料の臨界温度よりも外囲器１２に用いられる超伝
導材料の臨界温度の方が高いことが望ましい、徐々に低
温化する場合、先に外囲器１２の方が超伝導化されて外
部磁界を通さなくなる。その後、内部の半導体チップ１
０の配線が超伝導化されるため、外囲器１２内の半導体
チップ１０は磁界が全く印加されない磁気シールドされ
た状態で超伝導化されることになり、誤動作の原因とな
る磁界が配線に保持されることはない。
伝導材料の臨界温度よりも外囲器１２に用いられる超伝
導材料の臨界温度の方が高いことが望ましい、徐々に低
温化する場合、先に外囲器１２の方が超伝導化されて外
部磁界を通さなくなる。その後、内部の半導体チップ１
０の配線が超伝導化されるため、外囲器１２内の半導体
チップ１０は磁界が全く印加されない磁気シールドされ
た状態で超伝導化されることになり、誤動作の原因とな
る磁界が配線に保持されることはない。
また、外囲器１２の臨界磁界はなるべく高いことが望ま
しい。すなわち、第１種超伝導材料であれば、超伝導状
態から常伝導状態に転位する臨界磁界）ｔ ｃが、第２
種超伝導材料であれば、超伝導状態におけるマイスナー
状態から混合状態に転移する下部臨界磁界Ｈｃｌや超伝
導状態から常伝導状態に転移する上部臨界磁界Ｈｃ２が
高いものであることが望ましい、外部から高磁界が印加
されても、外囲器１２の材料が常伝導化しない限り外囲
器１２が磁界を通すことがなく、半導体チップｌＯの配
線が外部の強磁界から磁気シールドされて保護されるか
らである。
しい。すなわち、第１種超伝導材料であれば、超伝導状
態から常伝導状態に転位する臨界磁界）ｔ ｃが、第２
種超伝導材料であれば、超伝導状態におけるマイスナー
状態から混合状態に転移する下部臨界磁界Ｈｃｌや超伝
導状態から常伝導状態に転移する上部臨界磁界Ｈｃ２が
高いものであることが望ましい、外部から高磁界が印加
されても、外囲器１２の材料が常伝導化しない限り外囲
器１２が磁界を通すことがなく、半導体チップｌＯの配
線が外部の強磁界から磁気シールドされて保護されるか
らである。
なお、第２種超伝導材料の場合、同じ組成の材料でも結
晶方向や製法の違いにより下部臨界磁界Ｈｃ １ 、上
部臨界磁界ＨＣ２を異ならしめることができる。したが
って材料自体を変えなくても、結晶方向や製法を変える
ことにより、外囲器１２の超伝導材料の下部臨界磁界Ｈ
ｃｌ、上部臨界磁界Ｈｃ２を高くすることができる。
晶方向や製法の違いにより下部臨界磁界Ｈｃ １ 、上
部臨界磁界ＨＣ２を異ならしめることができる。したが
って材料自体を変えなくても、結晶方向や製法を変える
ことにより、外囲器１２の超伝導材料の下部臨界磁界Ｈ
ｃｌ、上部臨界磁界Ｈｃ２を高くすることができる。
本発明の他の実施例による半導体装置を第２図に示す。
本実施例では外囲器１２の内側に超伝導材料層１４を形
成し、この超伝導材料層１４により半導体チップ１０を
包囲するようにしている０例えば、セラミックの外囲器
１２の内側にセラミックの超伝導材料層１４を付着させ
る。
成し、この超伝導材料層１４により半導体チップ１０を
包囲するようにしている０例えば、セラミックの外囲器
１２の内側にセラミックの超伝導材料層１４を付着させ
る。
なお、外囲器１２の外側に超伝導材料層を付着させて半
導体チップ１ｏを包囲するようにしてもよい。
導体チップ１ｏを包囲するようにしてもよい。
本実施例の場合も超伝導材料層１４は、半導体チップ１
０に用いられる超伝導材料より臨界湯境Ｔｃが高いこと
が望ましい、また、臨界磁界Ｈｃ、上部臨界磁界Ｈｃｌ
、下部臨界磁界Ｈｃ２ＩＪ′Ｆ−導体チツブ１０に用い
られる超伝導材料より高いことが望ましい。
０に用いられる超伝導材料より臨界湯境Ｔｃが高いこと
が望ましい、また、臨界磁界Ｈｃ、上部臨界磁界Ｈｃｌ
、下部臨界磁界Ｈｃ２ＩＪ′Ｆ−導体チツブ１０に用い
られる超伝導材料より高いことが望ましい。
本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能である。
例えば、半導体チップのパッケージはいかなるタイプで
もよく、要は半導体チップが超伝導材料により包囲する
ようにパッケージされていればよい。
もよく、要は半導体チップが超伝導材料により包囲する
ようにパッケージされていればよい。
また、半導体チップの配線以外の部分に超伝導材料が用
いられる場合でも本発明を適用することができる。
いられる場合でも本発明を適用することができる。
［発明の効果］
以上の通り、本発明によれば、半導体チップを包囲する
超伝導材料により外部磁界がシールドされて半導体チッ
プの超伝導材料に磁界が保持されないので、保持される
磁界による誤動作を防止できる。したがって、低消′ｆ
！電力で高速動作可能な超伝導材料を用いた半導体装置
の信ｆｎ性を向上させることができる。
超伝導材料により外部磁界がシールドされて半導体チッ
プの超伝導材料に磁界が保持されないので、保持される
磁界による誤動作を防止できる。したがって、低消′ｆ
！電力で高速動作可能な超伝導材料を用いた半導体装置
の信ｆｎ性を向上させることができる。
第１図は本発明の一実施例による半導体装置の断面図、
第２図は本発明の他の実施例による半導体装置の断面図
である。
図において、
１０・・・半導体チップ
１２・・・外囲器
１４・・・超伝導材料層
本発明の一実Ｎｉｌの半導体装置の断面図λ
鴇
〜ン′
本発明の他の実Ｗｊ１例の半導体装置の断面図第２図
１２・−外囲器
１４・・超伝導材′Ｊ４麿
Claims (2)
- １．半導体チップの一部に超伝導材料を用いた半導体装
置において、前記半導体チップを超伝導材料により包囲
してパッケージしたことを特徴とする半導体装置。 - ２．請求項１記載の半導体装置において、半導体チップ
に用いられた超伝導材料の臨界温度よりパッケージに用
いられた超伝導材料の臨界温度の方が高いことを特徴と
する半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1014709A JPH02194638A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1014709A JPH02194638A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02194638A true JPH02194638A (ja) | 1990-08-01 |
Family
ID=11868691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1014709A Pending JPH02194638A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02194638A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150127045A (ko) * | 2013-01-18 | 2015-11-16 | 예일 유니버시티 | 적어도 하나의 인클로저를 구비하는 초전도 디바이스 |
| KR20150127046A (ko) * | 2013-01-18 | 2015-11-16 | 예일 유니버시티 | 적어도 하나의 인클로저를 구비한 초전도 디바이스를 제조하는 방법 |
| US10468740B2 (en) | 2015-02-27 | 2019-11-05 | Yale University | Techniques for coupling planar qubits to non-planar resonators and related systems and methods |
| US11223355B2 (en) | 2018-12-12 | 2022-01-11 | Yale University | Inductively-shunted transmon qubit for superconducting circuits |
-
1989
- 1989-01-24 JP JP1014709A patent/JPH02194638A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150127045A (ko) * | 2013-01-18 | 2015-11-16 | 예일 유니버시티 | 적어도 하나의 인클로저를 구비하는 초전도 디바이스 |
| KR20150127046A (ko) * | 2013-01-18 | 2015-11-16 | 예일 유니버시티 | 적어도 하나의 인클로저를 구비한 초전도 디바이스를 제조하는 방법 |
| JP2016509800A (ja) * | 2013-01-18 | 2016-03-31 | イェール ユニバーシティーＹａｌｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ | 少なくとも１つの囲いを有する超伝導デバイス |
| JP2016511534A (ja) * | 2013-01-18 | 2016-04-14 | イェール ユニバーシティーＹａｌｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ | 少なくとも１つの囲いを有する超伝導デバイスを製造するための方法 |
| US10424712B2 (en) | 2013-01-18 | 2019-09-24 | Yale University | Methods for making a superconducting device with at least one enclosure |
| US10424711B2 (en) | 2013-01-18 | 2019-09-24 | Yale University | Superconducting device with at least one enclosure |
| US10468740B2 (en) | 2015-02-27 | 2019-11-05 | Yale University | Techniques for coupling planar qubits to non-planar resonators and related systems and methods |
| US11223355B2 (en) | 2018-12-12 | 2022-01-11 | Yale University | Inductively-shunted transmon qubit for superconducting circuits |
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