JPH0251268B2 - - Google Patents
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- JPH0251268B2 JPH0251268B2 JP60021924A JP2192485A JPH0251268B2 JP H0251268 B2 JPH0251268 B2 JP H0251268B2 JP 60021924 A JP60021924 A JP 60021924A JP 2192485 A JP2192485 A JP 2192485A JP H0251268 B2 JPH0251268 B2 JP H0251268B2
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- lead
- film
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はトンネル接合を有する超伝導回路装置
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
（従来技術とその問題点）
電気的特性にすぐれている事、リフトオフ法が
適用できる事等の理由により、超伝導対向電極を
形成する材料の一つとして鉛−ビスマス合金が用
いられる。この事は例えばアイビーエムジヤーナ
ルリサーチアンドデベロツプメント24巻２号195
頁1980年に述べられている。対向電極として必要
な400nｍ程度の厚さに鉛−ビスマス合金膜を堆
積させた場合その平均的結晶粒径は0.3μｍ以上に
なる。従来の技術では第３図に示す如く鉛−ビス
マス合金膜表面にはこの結晶粒径を反映した凸凹
が生じその凸凹の大きさは複数の微細化されたト
ンネル接合を用いる場合、接合面積の均一化を妨
げる、無視できない量である。又、大きな結晶粒
から成る鉛ビスマス合金膜は対向電極を形成して
から回路装置を完成するまでの製造工程で結晶の
一部がはがれ易く、実効的な接合面積の減少をも
たらしこの事も接合面積の均一化を妨げていた。
適用できる事等の理由により、超伝導対向電極を
形成する材料の一つとして鉛−ビスマス合金が用
いられる。この事は例えばアイビーエムジヤーナ
ルリサーチアンドデベロツプメント24巻２号195
頁1980年に述べられている。対向電極として必要
な400nｍ程度の厚さに鉛−ビスマス合金膜を堆
積させた場合その平均的結晶粒径は0.3μｍ以上に
なる。従来の技術では第３図に示す如く鉛−ビス
マス合金膜表面にはこの結晶粒径を反映した凸凹
が生じその凸凹の大きさは複数の微細化されたト
ンネル接合を用いる場合、接合面積の均一化を妨
げる、無視できない量である。又、大きな結晶粒
から成る鉛ビスマス合金膜は対向電極を形成して
から回路装置を完成するまでの製造工程で結晶の
一部がはがれ易く、実効的な接合面積の減少をも
たらしこの事も接合面積の均一化を妨げていた。
トンネル接合を用いる超伝導回路装置では電流
レベルを規定する為に接合面積の精密な制御はキ
ーポイントであり、上記に示した対向電極の結晶
の粗大化、はがれ易さによる接合面積のばらつき
は超伝導回路装置製造における問題点となつてい
た。
レベルを規定する為に接合面積の精密な制御はキ
ーポイントであり、上記に示した対向電極の結晶
の粗大化、はがれ易さによる接合面積のばらつき
は超伝導回路装置製造における問題点となつてい
た。
（発明の目的）
本発明はこのような従来の欠点を除去して、複
数のトンネル接合において接合面積の均一化に適
した対向電極を形成する事のできる超伝導回路装
置の製造方法を提供する事にある。
数のトンネル接合において接合面積の均一化に適
した対向電極を形成する事のできる超伝導回路装
置の製造方法を提供する事にある。
（発明の構成）
本発明によれば超伝導基部電極上にトンネル障
壁層を介して配置された超伝導対向電極の形成に
おいて電子のコヒーレンス長以下の厚さの鉛膜を
堆積させた後、鉛−ビスマス合金ソースを用いて
鉛−ビスマス合金膜を堆積させる事を特徴とする
超伝導回路装置の製造方法が得られる。
壁層を介して配置された超伝導対向電極の形成に
おいて電子のコヒーレンス長以下の厚さの鉛膜を
堆積させた後、鉛−ビスマス合金ソースを用いて
鉛−ビスマス合金膜を堆積させる事を特徴とする
超伝導回路装置の製造方法が得られる。
（構成の詳細な説明）
本発明は上述の構成をとる事により従来技術の
問題点を解決した。第１図に本発明によるトンネ
ル接合の形成工程を示す。ａに示す如く基部電極
１上に接合領域３を規定する絶縁膜２を設け接合
領域３にトンネル障壁４を設けたものが用意され
る。次にｂに示す如くａに示した構造の上に電子
のコヒーレンス長以下の厚さに鉛膜５を堆積す
る。その後ｃに示す如く鉛−ビスマス合金対向電
極６を鉛−ビスマス合金ソースを用いて堆積す
る。鉛膜５は接合領域３をなめらかにおおうの
で、実効的な接合面積は絶縁膜２に規定された量
が忠実に実現できる。鉛膜５を用いてもその厚さ
はコヒーレンス長以下であるので接合の電気的特
性は鉛−ビスマス合金対向電極６で規定され、電
気的特性の劣化はみられない。以上の結果、従来
技術の問題点であつた対向電極を構成する結晶粒
に帰因する接合面積のばらつきを電気的特性の劣
化を招く事なく低減する事ができる。
問題点を解決した。第１図に本発明によるトンネ
ル接合の形成工程を示す。ａに示す如く基部電極
１上に接合領域３を規定する絶縁膜２を設け接合
領域３にトンネル障壁４を設けたものが用意され
る。次にｂに示す如くａに示した構造の上に電子
のコヒーレンス長以下の厚さに鉛膜５を堆積す
る。その後ｃに示す如く鉛−ビスマス合金対向電
極６を鉛−ビスマス合金ソースを用いて堆積す
る。鉛膜５は接合領域３をなめらかにおおうの
で、実効的な接合面積は絶縁膜２に規定された量
が忠実に実現できる。鉛膜５を用いてもその厚さ
はコヒーレンス長以下であるので接合の電気的特
性は鉛−ビスマス合金対向電極６で規定され、電
気的特性の劣化はみられない。以上の結果、従来
技術の問題点であつた対向電極を構成する結晶粒
に帰因する接合面積のばらつきを電気的特性の劣
化を招く事なく低減する事ができる。
（実施例）
以下本発明の実施例について図面を参照して詳
細に説明する。第２図は本発明の実施例を示す図
でジヨセフソン接合素子の製造工程を示す断面図
である。ａでは、当業者にはよく知られた方法で
例えばシリコン板を用いた基板７上に接して例え
ばニオブを用いてグランドプレーン８を形成し、
その表面を例えば陽極酸化で絶縁層化したものと
例えばSiO膜を堆積したものとを重ねて約150nｍ
の厚さの絶縁膜９を形成し、更にその上に接して
例えば金とインジウムをそれぞれ4w％、11w％
含んだ鉛合金を用いて基部電極１０を形成し、そ
の表面に接合領域を規定する開孔部を有する絶縁
膜１１を例えばSiOを用いて形成し、次に接合領
域に露出した基部電極１０の表面に例えばRFプ
ラズマ酸化法を用いてトンネル障壁１２を形成し
た構造が用意されている。次にｂ示す如く鉛膜を
例えば5nｍの厚さに蒸着法により堆積する。鉛
膜はこの程度のうすい膜でも充分なめらかに絶縁
膜１１およびトンネル障壁１２をおおう事ができ
る。引き続いて同一真空室内で、真空を破る事な
く鉛−ビスマス対向電極を400nｍの厚さに鉛−
ビスマス合金ソースより蒸着する。対向電極の組
成比はその熱サイクル特性向上の点からビスマス
28〜30w％が好ましく、これはビスマス28〜30w
％の合金ソースを用いて蒸着レート約30Å／秒の
条件で蒸着する事により実現できる。その結果ｃ
に示す構造が得られる。
細に説明する。第２図は本発明の実施例を示す図
でジヨセフソン接合素子の製造工程を示す断面図
である。ａでは、当業者にはよく知られた方法で
例えばシリコン板を用いた基板７上に接して例え
ばニオブを用いてグランドプレーン８を形成し、
その表面を例えば陽極酸化で絶縁層化したものと
例えばSiO膜を堆積したものとを重ねて約150nｍ
の厚さの絶縁膜９を形成し、更にその上に接して
例えば金とインジウムをそれぞれ4w％、11w％
含んだ鉛合金を用いて基部電極１０を形成し、そ
の表面に接合領域を規定する開孔部を有する絶縁
膜１１を例えばSiOを用いて形成し、次に接合領
域に露出した基部電極１０の表面に例えばRFプ
ラズマ酸化法を用いてトンネル障壁１２を形成し
た構造が用意されている。次にｂ示す如く鉛膜を
例えば5nｍの厚さに蒸着法により堆積する。鉛
膜はこの程度のうすい膜でも充分なめらかに絶縁
膜１１およびトンネル障壁１２をおおう事ができ
る。引き続いて同一真空室内で、真空を破る事な
く鉛−ビスマス対向電極を400nｍの厚さに鉛−
ビスマス合金ソースより蒸着する。対向電極の組
成比はその熱サイクル特性向上の点からビスマス
28〜30w％が好ましく、これはビスマス28〜30w
％の合金ソースを用いて蒸着レート約30Å／秒の
条件で蒸着する事により実現できる。その結果ｃ
に示す構造が得られる。
その後図には示されていないが必要であれば例
えばSiOを用いて鉛ビスマス対向電極保護膜や層
間絶縁膜更に例えば鉛合金を用いて制御線等を設
ける事も可能でそれ等の製造工程は当業者にはよ
く知られている。以上の結果直接トンネル障壁に
接する対向電極は鉛膜１３であり、接合面積は絶
縁層１１の形状を忠実に反映する事ができる。又
鉛における電子のコヒレンス長は4.2Kにおいて
約90nｍであり接合の電気的特性は5nｍの鉛膜の
存在の影響を受る事なく、基部電極１０を構成す
る鉛合金と鉛ビスマス対向電極１４によつて規定
される。
えばSiOを用いて鉛ビスマス対向電極保護膜や層
間絶縁膜更に例えば鉛合金を用いて制御線等を設
ける事も可能でそれ等の製造工程は当業者にはよ
く知られている。以上の結果直接トンネル障壁に
接する対向電極は鉛膜１３であり、接合面積は絶
縁層１１の形状を忠実に反映する事ができる。又
鉛における電子のコヒレンス長は4.2Kにおいて
約90nｍであり接合の電気的特性は5nｍの鉛膜の
存在の影響を受る事なく、基部電極１０を構成す
る鉛合金と鉛ビスマス対向電極１４によつて規定
される。
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば対向電極の
結晶粒による凸凹が実効的接合面積に与える影響
を排し、電気的特性の劣化を招く事なく接合面積
の均一化をはかる事ができる。
結晶粒による凸凹が実効的接合面積に与える影響
を排し、電気的特性の劣化を招く事なく接合面積
の均一化をはかる事ができる。
第１図は本発明の原理を示すための製造工程を
断面図で表わしたもの、第２図は本発明の実施例
を示すためのジヨセフソン接合素子の製造工程を
断面図で表わしたもの、第３図は従来の対向電極
の構造を示す断面図である。 図において１，１０，１５は基部電極、２，
９，１１，１６は絶縁膜、３は接合領域、４，１
２，１７はトンネル障壁、５，１３は鉛膜、６，
１４，１８は鉛−ビスマス合金対向電極、７は基
板、８はグランドプレーンをそれぞれ示す。
断面図で表わしたもの、第２図は本発明の実施例
を示すためのジヨセフソン接合素子の製造工程を
断面図で表わしたもの、第３図は従来の対向電極
の構造を示す断面図である。 図において１，１０，１５は基部電極、２，
９，１１，１６は絶縁膜、３は接合領域、４，１
２，１７はトンネル障壁、５，１３は鉛膜、６，
１４，１８は鉛−ビスマス合金対向電極、７は基
板、８はグランドプレーンをそれぞれ示す。
Claims (1)
- １ 超伝導基部電極上にトンネル障壁層を介して
配置された超伝導対向電極の形成において電子の
コヒーレンス長以下の厚さの鉛膜を堆積させた後
鉛−ビスマス合金ソースを用いて鉛−ビスマス合
金膜を堆積させる事を特徴とする超伝導回路装置
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60021924A JPS61182283A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 超伝導回路装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60021924A JPS61182283A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 超伝導回路装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61182283A JPS61182283A (ja) | 1986-08-14 |
| JPH0251268B2 true JPH0251268B2 (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=12068617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60021924A Granted JPS61182283A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 超伝導回路装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61182283A (ja) |
-
1985
- 1985-02-08 JP JP60021924A patent/JPS61182283A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61182283A (ja) | 1986-08-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |