JPH0360184B2 - - Google Patents
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- JPH0360184B2 JPH0360184B2 JP60082515A JP8251585A JPH0360184B2 JP H0360184 B2 JPH0360184 B2 JP H0360184B2 JP 60082515 A JP60082515 A JP 60082515A JP 8251585 A JP8251585 A JP 8251585A JP H0360184 B2 JPH0360184 B2 JP H0360184B2
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Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は接合部の形成と抵抗体の形成を同時に
行うジヨセフソン集積回路の製造方法に関する。
行うジヨセフソン集積回路の製造方法に関する。
従来集積回路としてはシリコン（Si）半導体を
用いたものが一般的であり、大量の情報を高速に
処理する方法として単位素子の小形化と大容量化
が推進されICよりLSIへ、またLSIよりVLSIへと
開発が進み、１チツプに数10Kビツトを越す素子
の集積が可能になつている。
用いたものが一般的であり、大量の情報を高速に
処理する方法として単位素子の小形化と大容量化
が推進されICよりLSIへ、またLSIよりVLSIへと
開発が進み、１チツプに数10Kビツトを越す素子
の集積が可能になつている。
然し、一方では微細化による素子の発熱が問題
となり、各種の冷却方法が実用化されている。
となり、各種の冷却方法が実用化されている。
すなわち従来のフインを用いる冷却法から強制
空冷へ、また水冷から液体窒素などを使用する液
冷へと開発が進められている。
空冷へ、また水冷から液体窒素などを使用する液
冷へと開発が進められている。
ここで最近開発されたジヨセフソン素子は強い
非線形を示す能動素子であり、10ps以下の超高速
スイツチ動作をし、その際の発熱も10-18J程度と
小さく、且つスイツチング後も1μw以下の低消費
電力特性をもち、高集積化も可能である。
非線形を示す能動素子であり、10ps以下の超高速
スイツチ動作をし、その際の発熱も10-18J程度と
小さく、且つスイツチング後も1μw以下の低消費
電力特性をもち、高集積化も可能である。
この性能は現在のSi素子に較べて速度にして約
２桁、また消費電力で３〜４桁優れていることか
ら電算機用素子として注目されている。
２桁、また消費電力で３〜４桁優れていることか
ら電算機用素子として注目されている。
トンネル接合形ジヨセフソン素子は厚さが100
Å以下の極めて薄い絶縁体を二つの超伝導体で挟
んだもので、両超伝導体の超伝導電子対の波動関
数の重なりによつて弱い超伝導状態が発生する現
象を利用している。
Å以下の極めて薄い絶縁体を二つの超伝導体で挟
んだもので、両超伝導体の超伝導電子対の波動関
数の重なりによつて弱い超伝導状態が発生する現
象を利用している。
すなわち零電圧で直流ジヨセフソン効果によつ
て超伝導電流が流れるが、電流を増してゆき最大
ジヨセフソン電流Ioを越えると零電圧状態に留ま
ることができず電圧状態に遷移し、以後電流は電
圧に比例して増加する。
て超伝導電流が流れるが、電流を増してゆき最大
ジヨセフソン電流Ioを越えると零電圧状態に留ま
ることができず電圧状態に遷移し、以後電流は電
圧に比例して増加する。
また電圧状態から電流を減らしてゆくと電流が
零となる付近にまで減少して始めて電圧が零に戻
る覆歴特性を示す。
零となる付近にまで減少して始めて電圧が零に戻
る覆歴特性を示す。
このようにトンネル接合形ジヨセフソン素子に
は明確に区別できる零電圧状態と電圧状態の二つ
の安定状態があり、電算機素子として用いる場合
は二つの状態を０と１の二値に対応して使用され
ている。
は明確に区別できる零電圧状態と電圧状態の二つ
の安定状態があり、電算機素子として用いる場合
は二つの状態を０と１の二値に対応して使用され
ている。
さて、ジヨセフソン素子をスイツチング動作さ
せる方法として電流制御型があり薄膜抵抗素子と
組合せて集積回路が構成されている。
せる方法として電流制御型があり薄膜抵抗素子と
組合せて集積回路が構成されている。
第３図は従来の集積回路の作りかたを示すもの
で、ジヨセフソン素子１と薄膜抵抗素子２とが別
個に形成されている。
で、ジヨセフソン素子１と薄膜抵抗素子２とが別
個に形成されている。
すなわち熱酸化により二酸化硅素（SiO2）の
絶縁層を備えたSi基板３の上にニオブ（Nb）か
らなる下部電極４とこの上に酸化アルミニウム
（Al2O3）からなる接合酸化膜５を形成し、この
上に酸化硅素（SiO）などからなる絶縁層６で絶
縁した後、接合酸化膜５の部分を窓開けする。
絶縁層を備えたSi基板３の上にニオブ（Nb）か
らなる下部電極４とこの上に酸化アルミニウム
（Al2O3）からなる接合酸化膜５を形成し、この
上に酸化硅素（SiO）などからなる絶縁層６で絶
縁した後、接合酸化膜５の部分を窓開けする。
一方、薄膜抵抗素子２は絶縁層を備えたSi基板
３の上に予めモリブデン（Mo）などからなる薄
膜抵抗パターン７を形成しておき、ジヨセフソン
素子１の下部電極４を形成する工程時に同時に端
子電極８を形成しておく、そしてNbからなるジ
ヨセフソン素子１の上部電極９を形成する際に同
時に薄膜抵抗素子２とをつなぐ配線パターンの形
成を行つている。
３の上に予めモリブデン（Mo）などからなる薄
膜抵抗パターン７を形成しておき、ジヨセフソン
素子１の下部電極４を形成する工程時に同時に端
子電極８を形成しておく、そしてNbからなるジ
ヨセフソン素子１の上部電極９を形成する際に同
時に薄膜抵抗素子２とをつなぐ配線パターンの形
成を行つている。
このようにジヨセフソン素子１と薄膜抵抗素子
２とは別個に形成されて配線パターンにより回路
接続する製造方法がとられている。
２とは別個に形成されて配線パターンにより回路
接続する製造方法がとられている。
またジヨセフソン素子自体も各種の方法により
製造が行われている。
製造が行われている。
第４図〜第６図は従来の方法を説明するもので
ある。
ある。
すなわち、第４図の方法は熱酸化などの方法で
絶縁したSi基板３の上に同図Ａに示すようにニオ
ブ（Nb）層１０，アモルフアスSi層１１，Nb層
１２と順次層形成し、写真食刻技術（ホトリソグ
ラフイ）を用いて同図Ｂに示すようにジヨセフソ
ン素子のベース電極パターンを形成した後、レジ
スト１３を上部Nb１２の上にパターン形成し、
ドライエツチングによりアモルフアスSi層１１ま
でエツチングし、次に陽極酸化によつて接合部１
４以外を酸化する方法でジヨセフソン素子の形成
をおこなつている。（L.N.Smith 他，IEEE
Trans Mag，Mag−19，1983，p787） また第５図の方法は絶縁層を備えたSi基板３の
上に順次Nb層１５，熱酸化により表面に酸化膜
を備えたアルミニウム（Al）層１６，層１７の
順で同図Ａに示すように成膜し、次にベース電極
の加工を行つた後、上部Nb層１７のジヨセフソ
ン素子形成領域にレジスト１８をパターンニング
して後、リアクテイブイオンエツチング（略称
RIE）を行つて接合部を形成し、その後に第４図
の場合と同様に陽極酸化を行つて表面に絶縁層１
９を形成している。（M.Gurvitch 他，IEEE
Trans Mag，Mag−19 1983，p791） また第６図の方法は同図Ａに示すように第５図
と同様に三層からなる膜形成を行つた後、RIEに
よつて下部電極２０のパターン形成を行い、次に
接合部形成領域上のNb層上にレジストパターン
を形成し、RIEにより下部電極２０の中程までエ
ツチングを行つた後、同図Ｂに示すようにSiO膜
２１を形成し、レジスト２１を除去することによ
りジヨセフソン素子を形成している。（A.Shoji
他Apply Phys Lett 41，1097，1982） 然し、これらの方法によつてジヨセフソン素子
を作る場合、トンネル接合を形成する酸化膜が均
一にできにくゝ、また酸化膜は約20Å程度と薄い
ため陽極酸化の工程で破壊し易いと云う問題があ
り、また第６図の形成法をとる場合にRIEで下部
電極を削る際の終点検出ができず、信頼性の良く
加工することが難しいと云う問題もあり、改良が
必要である。
絶縁したSi基板３の上に同図Ａに示すようにニオ
ブ（Nb）層１０，アモルフアスSi層１１，Nb層
１２と順次層形成し、写真食刻技術（ホトリソグ
ラフイ）を用いて同図Ｂに示すようにジヨセフソ
ン素子のベース電極パターンを形成した後、レジ
スト１３を上部Nb１２の上にパターン形成し、
ドライエツチングによりアモルフアスSi層１１ま
でエツチングし、次に陽極酸化によつて接合部１
４以外を酸化する方法でジヨセフソン素子の形成
をおこなつている。（L.N.Smith 他，IEEE
Trans Mag，Mag−19，1983，p787） また第５図の方法は絶縁層を備えたSi基板３の
上に順次Nb層１５，熱酸化により表面に酸化膜
を備えたアルミニウム（Al）層１６，層１７の
順で同図Ａに示すように成膜し、次にベース電極
の加工を行つた後、上部Nb層１７のジヨセフソ
ン素子形成領域にレジスト１８をパターンニング
して後、リアクテイブイオンエツチング（略称
RIE）を行つて接合部を形成し、その後に第４図
の場合と同様に陽極酸化を行つて表面に絶縁層１
９を形成している。（M.Gurvitch 他，IEEE
Trans Mag，Mag−19 1983，p791） また第６図の方法は同図Ａに示すように第５図
と同様に三層からなる膜形成を行つた後、RIEに
よつて下部電極２０のパターン形成を行い、次に
接合部形成領域上のNb層上にレジストパターン
を形成し、RIEにより下部電極２０の中程までエ
ツチングを行つた後、同図Ｂに示すようにSiO膜
２１を形成し、レジスト２１を除去することによ
りジヨセフソン素子を形成している。（A.Shoji
他Apply Phys Lett 41，1097，1982） 然し、これらの方法によつてジヨセフソン素子
を作る場合、トンネル接合を形成する酸化膜が均
一にできにくゝ、また酸化膜は約20Å程度と薄い
ため陽極酸化の工程で破壊し易いと云う問題があ
り、また第６図の形成法をとる場合にRIEで下部
電極を削る際の終点検出ができず、信頼性の良く
加工することが難しいと云う問題もあり、改良が
必要である。
また薄膜抵抗素子２と回路接続して集積回路を
形成する場合、配線との間に接触抵抗をもち正確
な抵抗値を得ることが難しいと云う問題があり、
改善が必要であつた。
形成する場合、配線との間に接触抵抗をもち正確
な抵抗値を得ることが難しいと云う問題があり、
改善が必要であつた。
以上記したように従来のジヨセフソン素子形成
法は再現性および信頼性の点で問題があり、また
薄膜抵抗素子と別個に形成しているために回路接
続に際して接触抵抗を生じ、精度の高い集積回路
の形成が困難であつた。
法は再現性および信頼性の点で問題があり、また
薄膜抵抗素子と別個に形成しているために回路接
続に際して接触抵抗を生じ、精度の高い集積回路
の形成が困難であつた。
上記の問題は、基板上に複数個のジヨセフソン
素子と薄膜抵抗素子とが組合せて構成されるジヨ
セフソン集積回路において、表面に第１の絶縁膜
が形成された該基板上に、該薄膜抵抗素子となる
第１の金属膜を形成する工程と、該第１の金属膜
上に、該ジヨセフソン素子の下部電極及び該薄膜
抵抗素子の端子電極となり、かつ該第１の金属膜
とはエツチングレートの異なる第２の金属膜を形
成する工程と、該第２の金属膜上に、該ジヨセフ
ソン素子の接合膜となる接合金属膜を形成する工
程と、該第１の金属膜に達する選択的なエツチン
グを行い、表面に該接合金属膜が形成された、該
下部電極及び該端子電極を形成する工程と、該下
部電極上に形成された該接合金属膜をパターニン
グすると共に、該端子電極上に形成された該接合
金属膜を除去する工程と、該第１の金属膜をパタ
ーニングして、該下部電極及び該端子電極の下部
領域と、該下部領域間に介在する領域に対応する
該第１の金属膜を選択的に残す工程と、該ジヨセ
フソン素子及び薄膜抵抗素子を含む該基板上に、
第２の絶縁膜を形成する工程と、該下部電極上に
形成された該接合金属膜が露出するように、該第
２の絶縁膜の窓開けを行うと共に、該露出した該
接合金属膜の酸化処理を行い、該ジヨセフソン素
子の接合膜となる第３の絶縁膜を形成する工程
と、該端子電極が露出するように、該第２の絶縁
膜の窓開けを行う工程と、全面に第３の金属膜を
蒸着したのち該第３の金属膜をパターニングする
ことにより、該ジヨセフソン素子の上部電極を含
む導体パターンを形成する工程とを含むように製
造することで解決することができる。
素子と薄膜抵抗素子とが組合せて構成されるジヨ
セフソン集積回路において、表面に第１の絶縁膜
が形成された該基板上に、該薄膜抵抗素子となる
第１の金属膜を形成する工程と、該第１の金属膜
上に、該ジヨセフソン素子の下部電極及び該薄膜
抵抗素子の端子電極となり、かつ該第１の金属膜
とはエツチングレートの異なる第２の金属膜を形
成する工程と、該第２の金属膜上に、該ジヨセフ
ソン素子の接合膜となる接合金属膜を形成する工
程と、該第１の金属膜に達する選択的なエツチン
グを行い、表面に該接合金属膜が形成された、該
下部電極及び該端子電極を形成する工程と、該下
部電極上に形成された該接合金属膜をパターニン
グすると共に、該端子電極上に形成された該接合
金属膜を除去する工程と、該第１の金属膜をパタ
ーニングして、該下部電極及び該端子電極の下部
領域と、該下部領域間に介在する領域に対応する
該第１の金属膜を選択的に残す工程と、該ジヨセ
フソン素子及び薄膜抵抗素子を含む該基板上に、
第２の絶縁膜を形成する工程と、該下部電極上に
形成された該接合金属膜が露出するように、該第
２の絶縁膜の窓開けを行うと共に、該露出した該
接合金属膜の酸化処理を行い、該ジヨセフソン素
子の接合膜となる第３の絶縁膜を形成する工程
と、該端子電極が露出するように、該第２の絶縁
膜の窓開けを行う工程と、全面に第３の金属膜を
蒸着したのち該第３の金属膜をパターニングする
ことにより、該ジヨセフソン素子の上部電極を含
む導体パターンを形成する工程とを含むように製
造することで解決することができる。
または上記の問題は、基板上に複数個のジヨセ
フソン素子と薄膜抵抗素子とが組合せて構成され
るジヨセフソン集積回路において、表面に第１の
絶縁膜が形成された該基板上に、該薄膜抵抗素子
となる第１の金属膜を形成する工程と、該第１の
金属膜上に、該ジヨセフソン素子の下部電極及び
該薄膜抵抗素子の端子電極となり、かつ該第１の
金属膜とはエツチングレートの異なる第２の金属
膜を形成する工程と、該第１の金属膜に達する選
択的なエツチングを行い、該下部電極及び該端子
電極を形成する工程と、該第１の金属膜をパター
ニングして、該下部電極及び該端子電極の下部領
域と、該下部領域間に介在する領域に対応する該
第１の金属膜を選択的に残す工程と、該ジヨセフ
ソン素子及び薄膜抵抗素子を含む該基板上に、第
２の絶縁膜を形成する工程と、該下部電極が露出
するように該第２の絶縁膜の窓開けを行うと共
に、該露出した該下部電極表面の酸化処理を行
い、該ジヨセフソン素子の接合膜となる第３の絶
縁膜を該下部電極の表面に形成する工程と該端子
電極が露出するように、該第２の絶縁膜の窓開け
を行う工程と、全面に第３の金属膜を蒸着したの
ち該第３の金属膜をパターニングすることによ
り、該ジヨセフソン素子の上部電極を含む導体パ
ターンを形成する工程とを含むように製造するこ
とで解決することができる。
フソン素子と薄膜抵抗素子とが組合せて構成され
るジヨセフソン集積回路において、表面に第１の
絶縁膜が形成された該基板上に、該薄膜抵抗素子
となる第１の金属膜を形成する工程と、該第１の
金属膜上に、該ジヨセフソン素子の下部電極及び
該薄膜抵抗素子の端子電極となり、かつ該第１の
金属膜とはエツチングレートの異なる第２の金属
膜を形成する工程と、該第１の金属膜に達する選
択的なエツチングを行い、該下部電極及び該端子
電極を形成する工程と、該第１の金属膜をパター
ニングして、該下部電極及び該端子電極の下部領
域と、該下部領域間に介在する領域に対応する該
第１の金属膜を選択的に残す工程と、該ジヨセフ
ソン素子及び薄膜抵抗素子を含む該基板上に、第
２の絶縁膜を形成する工程と、該下部電極が露出
するように該第２の絶縁膜の窓開けを行うと共
に、該露出した該下部電極表面の酸化処理を行
い、該ジヨセフソン素子の接合膜となる第３の絶
縁膜を該下部電極の表面に形成する工程と該端子
電極が露出するように、該第２の絶縁膜の窓開け
を行う工程と、全面に第３の金属膜を蒸着したの
ち該第３の金属膜をパターニングすることによ
り、該ジヨセフソン素子の上部電極を含む導体パ
ターンを形成する工程とを含むように製造するこ
とで解決することができる。
本発明は絶縁処理されたSi基板上に薄膜抵抗形
成金属、ジヨセフソン素子の下部電極金属、接合
部形成金属と順次に成膜した後、エツチング速度
の違いを利用してジヨセフソン素子のパターンと
抵抗体のパターンとを同時に形成する方法をとる
ことにより従来の欠点を無くし、また再現性の優
れた集積回路の形成を行うものである。
成金属、ジヨセフソン素子の下部電極金属、接合
部形成金属と順次に成膜した後、エツチング速度
の違いを利用してジヨセフソン素子のパターンと
抵抗体のパターンとを同時に形成する方法をとる
ことにより従来の欠点を無くし、また再現性の優
れた集積回路の形成を行うものである。
第１図は本発明を実施した集積回路のジヨセフ
ソン素子３０と薄膜抵抗素子３１との部分の断面
図、また第２図Ａ〜Ｄはこの製造工程を示す断面
図である。
ソン素子３０と薄膜抵抗素子３１との部分の断面
図、また第２図Ａ〜Ｄはこの製造工程を示す断面
図である。
まず熱酸化により二酸化硅素（SiO2）の絶縁
層を表面に備えたSi基板３２の上に第２図Ａに示
すようにAl層３３，Nb層３４，Al層３５と順次
連続して形成する。
層を表面に備えたSi基板３２の上に第２図Ａに示
すようにAl層３３，Nb層３４，Al層３５と順次
連続して形成する。
この形成法はスパツタ、蒸着など任意の方法で
よいが本実施例の場合はRFマグネトロン・スパ
ツタ法を用い、Alは８mmTorrのアルゴン（Ar）
圧で入力電力200W，堆積速度として毎分約60Å
の条件で、またNbは15mmTorrのアルゴン（Ar）
圧で入力電力600W，堆積速度として毎分約800Å
の条件で成膜し、Al層３３は200〜300Åの厚さ
に、またNb層３４は2500Åの厚さに、またAl層
３５は100〜200Åの厚さに形成した。
よいが本実施例の場合はRFマグネトロン・スパ
ツタ法を用い、Alは８mmTorrのアルゴン（Ar）
圧で入力電力200W，堆積速度として毎分約60Å
の条件で、またNbは15mmTorrのアルゴン（Ar）
圧で入力電力600W，堆積速度として毎分約800Å
の条件で成膜し、Al層３３は200〜300Åの厚さ
に、またNb層３４は2500Åの厚さに、またAl層
３５は100〜200Åの厚さに形成した。
次に写真食刻技術により同図Ｂに示すようにジ
ヨセフソン素子は下部電極３６まで、また薄膜抵
抗素子は端子電極３７までRIEを行う。
ヨセフソン素子は下部電極３６まで、また薄膜抵
抗素子は端子電極３７までRIEを行う。
ここでAlのエツチング条件はAr圧25mmTorr，
15sccm，50Å／分で、またNbのエツチング条件
はフレオン（CF4）圧100mmTorr，15sccm，1500
Å／分で行つた。
15sccm，50Å／分で、またNbのエツチング条件
はフレオン（CF4）圧100mmTorr，15sccm，1500
Å／分で行つた。
この場合Nbをエツチングする条件ではAlは殆
どエツチングされず、またAlをエツチングする
条件ではNbは殆どエツチングされない。
どエツチングされず、またAlをエツチングする
条件ではNbは殆どエツチングされない。
次に同図Ｃ−１に示すように写真食刻技術を用
いてAl層３５をRIE処理して接合部のみ残すと共
に同時にAl層３３をエツチングして抵抗パター
ン３８を形成し、また端子電極３７の上にある
Al層３５を除去する。
いてAl層３５をRIE処理して接合部のみ残すと共
に同時にAl層３３をエツチングして抵抗パター
ン３８を形成し、また端子電極３７の上にある
Al層３５を除去する。
同図Ｃ−２はこのようにして生じた平面図を示
している。
している。
次に同図Ｄに示すように蒸着，スパツタ，化学
気相成長法（略称CVD法）などの方法でSiO或い
はSiO2層を全面に形成する。
気相成長法（略称CVD法）などの方法でSiO或い
はSiO2層を全面に形成する。
ここで蒸着法を用いる場合はSiO層が形成さ
れ、スパツタ或いはCVD法を用いる場合はSiO2
層が成膜される。
れ、スパツタ或いはCVD法を用いる場合はSiO2
層が成膜される。
この実施例ではCVD法によりSiO2層を成膜し
た。
た。
次にジヨセフソン素子形成部の窓開けを行う
が、このRIE条件は三弗化メタン（CHF3）のガ
ス圧20mmTorr，入力電力100W，エツチング速度
300Å／分である。
が、このRIE条件は三弗化メタン（CHF3）のガ
ス圧20mmTorr，入力電力100W，エツチング速度
300Å／分である。
次にArのスパツタによつて穴開け部の接合領
域４０をクリーニングする。
域４０をクリーニングする。
この理由はAl層３５が空気に触れて汚染され
ていることと共に約50Åの不動態酸化被覆を生じ
ているからで、この不動態被膜を生じているから
で、この不動態被覆を除いて清浄をAl面を露出
させる。
ていることと共に約50Åの不動態酸化被覆を生じ
ているからで、この不動態被膜を生じているから
で、この不動態被覆を除いて清浄をAl面を露出
させる。
このクリーリング条件はAr圧が15mmTorr，入
力電力300W，スパツタ時間３〜５分で行つた。
力電力300W，スパツタ時間３〜５分で行つた。
このクリーニング処理後、直ちにO2ガスを導
入してAl膜を酸化膜に変える。
入してAl膜を酸化膜に変える。
ここで、ジヨセフソン素子で所望の電流密度は
O2ガス圧を制御して酸化膜厚を調整することに
より行う。
O2ガス圧を制御して酸化膜厚を調整することに
より行う。
この実施例の場合、酸化膜厚は約10Åに調整し
た。
た。
次に薄膜抵抗素子の端子電極３７の上のSiO2
層３９を窓開けした後、Nbをスパツタ法で厚さ
約5000Åに成膜し、写真食刻技術でパターン形成
を行うことにより第１図に示すような集積回路が
形成される。
層３９を窓開けした後、Nbをスパツタ法で厚さ
約5000Åに成膜し、写真食刻技術でパターン形成
を行うことにより第１図に示すような集積回路が
形成される。
なお、上記の実施例においては超伝導材料とし
てNbを用いたが、この代わりに窒化ニオブ
（NbN）を用いても良い結果を得ることができ
る。
てNbを用いたが、この代わりに窒化ニオブ
（NbN）を用いても良い結果を得ることができ
る。
その理由はNbNは導電性であつて転移温度が
高く、また酸化しにくい安定した材料であること
による。
高く、また酸化しにくい安定した材料であること
による。
そのためにNbを超伝導材料として使用した場
合と異なり上記の実施例においては第２図Ａに示
すようにSi基板上にAl−Nb−Alの三層構造の成
膜を行つたがNbNを用いる場合はAl−NbNの二
層構造で足り、このNbN層にO2ガス導入による
放電酸化によつて接合層を作ることができる。
合と異なり上記の実施例においては第２図Ａに示
すようにSi基板上にAl−Nb−Alの三層構造の成
膜を行つたがNbNを用いる場合はAl−NbNの二
層構造で足り、このNbN層にO2ガス導入による
放電酸化によつて接合層を作ることができる。
なお、これ以外は上記実施例と同様にして集積
回路をつくることができる。
回路をつくることができる。
また抵抗素子形成金属として本実施例において
はAlを用いたがチタンTiを用いても同様な結果
を得ることができる。
はAlを用いたがチタンTiを用いても同様な結果
を得ることができる。
以上記したように本発明はジヨセフソン素子と
薄膜抵抗素子とを一体化して形成するために接触
抵抗の影響を無くすることができ、またジヨセフ
ソン接合部において下部電極と接合材料とを連続
的に成膜し、エツチング速度の差を利用してパタ
ーン形成を行うので、従来のようにRIE処理の終
点検出の困難さからくる接合作成の不確実性を解
消することができ、収率の向上が可能となる。
薄膜抵抗素子とを一体化して形成するために接触
抵抗の影響を無くすることができ、またジヨセフ
ソン接合部において下部電極と接合材料とを連続
的に成膜し、エツチング速度の差を利用してパタ
ーン形成を行うので、従来のようにRIE処理の終
点検出の困難さからくる接合作成の不確実性を解
消することができ、収率の向上が可能となる。
第１図は本発明を実施した集積回路の断面図、
第２図Ａ〜Ｄは本発明の工程を示す断面図、但し
同図Ｃ−２はＣ−１の平面図、第３図は従来の集
積回路の断面図、第４図〜第６図のＡ，Ｂ図はそ
れぞれ従来のジヨセフソン素子製造方法を説明す
る断面図、である。 図において、１，３０はジヨセフソン素子、
２，３１は薄膜抵抗素子、３，３２はSi基板、
４，２０，３６は下部電極、５は接合酸化膜、
７，３８は抵抗パターン、８，３７は端子電極、
９は上部電極、１０，１５，１７，３４はNb層、
１３，１８，２２はレジスト、１４は接合部、１
６は酸化物層をもつAl、３３，３５はAl層、３
８は抵抗パターン、３９はSiO2層、４０は接合
領域、である。
第２図Ａ〜Ｄは本発明の工程を示す断面図、但し
同図Ｃ−２はＣ−１の平面図、第３図は従来の集
積回路の断面図、第４図〜第６図のＡ，Ｂ図はそ
れぞれ従来のジヨセフソン素子製造方法を説明す
る断面図、である。 図において、１，３０はジヨセフソン素子、
２，３１は薄膜抵抗素子、３，３２はSi基板、
４，２０，３６は下部電極、５は接合酸化膜、
７，３８は抵抗パターン、８，３７は端子電極、
９は上部電極、１０，１５，１７，３４はNb層、
１３，１８，２２はレジスト、１４は接合部、１
６は酸化物層をもつAl、３３，３５はAl層、３
８は抵抗パターン、３９はSiO2層、４０は接合
領域、である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板３２上に複数個のジヨセフソン素子３０
と薄膜抵抗素子３１とが組合せて構成されるジヨ
セフソン集積回路において、 表面に第１の絶縁膜が形成された該基板３２上
に、該薄膜抵抗素子３１となる第１の金属膜３３
を形成する工程と、 該第１の金属膜３３上に、該ジヨセフソン素子
３０の下部電極３６及び該薄膜抵抗素子３１の端
子電極３７となり、かつ該第１の金属膜３３とは
エツチングレートの異なる第２の金属膜３４を形
成する工程と、 該第２の金属膜３４上に、該ジヨセフソン素子
３０の接合膜となる接合金属膜３５を形成する工
程と、 該第１の金属膜３３に達する選択的なエツチン
グを行い、表面に該接合金属膜３５が形成され
た、該下部電極３６及び該端子電極３７を形成す
る工程と、 該下部電極３６上に形成された該接合金属膜３
５をパターニングすると共に、該端子電極３７上
に形成された該接合金属膜３５を除去する工程
と、 該第１の金属膜３３をパターニングして、該下
部電極３６及び該端子電極３７の下部領域と、該
下部領域間に介在する領域に対応する該第１の金
属膜３３を選択的に残す工程と、 該ジヨセフソン素子３０及び薄膜抵抗素子３１
を含む該基板３２上に、第２の絶縁膜３９を形成
する工程と、 該下部電極３６上に形成された該接合金属膜３
５が露出するように、該第２の絶縁膜３９の窓開
けを行うと共に、該露出した該接合金属膜３５の
酸化処理を行い、該ジヨセフソン素子３０の接合
膜となる第３の絶縁膜を形成する工程と、 該端子電極３７が露出するように、該第２の絶
縁膜３９の窓開けを行う工程と、 全面に第３の金属膜を蒸着したのち該第３の金
属膜をパターニングすることにより、該ジヨセフ
ソン素子３０の上部電極を含む導体パターンを形
成する工程とを含むことを特徴とするジヨセフソ
ン集積回路の製造方法。 ２ 基板３２上に複数個のジヨセフソン素子３０
と薄膜抵抗素子３１とが組合せて構成されるジヨ
セフソン集積回路において、 表面に第１の絶縁膜が形成された該基板３２上
に、該薄膜抵抗素子３１となる第１の金属膜３３
を形成する工程と、 該第１の金属膜３３上に、該ジヨセフソン素子
３０の下部電極３６及び該薄膜抵抗素子３１の端
子電極３７となり、かつ該第１の金属膜３３とは
エツチングレートの異なる第２の金属膜３４を形
成する工程と、 該第１の金属膜３３に達する選択的なエツチン
グを行い、該下部電極３６及び該端子電極３７を
形成する工程と、 該第１の金属膜３３をパターニングして、該下
部電極３６及び該端子電極３７の下部領域と、該
下部領域間に介在する領域に対応する該第１の金
属膜３３を選択的に残す工程と、 該ジヨセフソン素子３０及び薄膜抵抗素子３１
を含む該基板３２上に、第２の絶縁膜３９を形成
する工程と、 該下部電極３６が露出するように該第２の絶縁
膜３９の窓開けを行うと共に、該露出した該下部
電極３６表面の酸化処理を行い、該ジヨセフソン
素子３０の接合膜となる第３の絶縁膜を該下部電
極３６の表面に形成する工程と、 該端子電極３７が露出するように、該第２の絶
縁膜３９の窓開けを行う工程と、 全面に第３の金属膜を蒸着したのち該第３の金
属膜をパターニングすることにより、該ジヨセフ
ソン素子３０の上部電極を含む導体パターンを形
成する工程とを含むことを特徴とするジヨセフソ
ン集積回路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082515A JPS61241988A (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | ジヨセフソン集積回路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082515A JPS61241988A (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | ジヨセフソン集積回路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61241988A JPS61241988A (ja) | 1986-10-28 |
| JPH0360184B2 true JPH0360184B2 (ja) | 1991-09-12 |
Family
ID=13776662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60082515A Granted JPS61241988A (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | ジヨセフソン集積回路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61241988A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63234575A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-09-29 | Agency Of Ind Science & Technol | 超電導回路のパタ−ン形成方法 |
-
1985
- 1985-04-19 JP JP60082515A patent/JPS61241988A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61241988A (ja) | 1986-10-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |