JPH0414882A - ジョセフソン素子 - Google Patents
ジョセフソン素子Info
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- JPH0414882A JPH0414882A JP2119299A JP11929990A JPH0414882A JP H0414882 A JPH0414882 A JP H0414882A JP 2119299 A JP2119299 A JP 2119299A JP 11929990 A JP11929990 A JP 11929990A JP H0414882 A JPH0414882 A JP H0414882A
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- superconductor
- josephson
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- superconductive
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- Pending
Links
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Landscapes
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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。
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〕
本発明は例えば医療用、地下資源探索用などの応用が可
能な超伝導量子干渉素子（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉ
ｎｇ ＱｕａｎＬｕｓ＋ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
Ｄｅｖｉｃｅ 、 、以下５ＱＵＩＤと略す）を構成す
る素子であるジョセフソン素子に関し、詳しくは製作が
容易なジョセフソン素子の構造に関する。
能な超伝導量子干渉素子（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉ
ｎｇ ＱｕａｎＬｕｓ＋ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
Ｄｅｖｉｃｅ 、 、以下５ＱＵＩＤと略す）を構成す
る素子であるジョセフソン素子に関し、詳しくは製作が
容易なジョセフソン素子の構造に関する。
本発明は、少なくとも上部超伝導体、下部超伝導体、前
記二つの超伝導体を絶縁せしめる絶縁層、及び前記二つ
の超伝導体を弱結合せしめる結合部により構成されたジ
ョセフソン素子において、上部超伝導体を超伝導材料の
ボンディングワイヤーとすることにより、製造工程が簡
略になりその磁束−電圧特性が均一となるようにした。
記二つの超伝導体を絶縁せしめる絶縁層、及び前記二つ
の超伝導体を弱結合せしめる結合部により構成されたジ
ョセフソン素子において、上部超伝導体を超伝導材料の
ボンディングワイヤーとすることにより、製造工程が簡
略になりその磁束−電圧特性が均一となるようにした。
［従来の技術〕
近年、超伝導体を利用したクライオエレクトロニクスの
技術向上に伴い、超伝導回路装置や高感度磁場検出器な
ど種々の分野でジョセフソン素子が利用されている。特
に医療用、地下資源探索用などの応用が可能なＳＱ［Ｉ
ＩＤを構成する索子としてジョセフソン素子は不可欠で
ある。第５図はトンネル接合を有する従来のジョセフソ
ン素子の断面図である。従来、ジョセフソン素子は半導
体の製造と同様に薄膜微細加工技術を用いて製造され、
基板８上に下部超伝導体１、絶縁層２、トンネル障壁３
、上部超伝導体７で構成されている。
技術向上に伴い、超伝導回路装置や高感度磁場検出器な
ど種々の分野でジョセフソン素子が利用されている。特
に医療用、地下資源探索用などの応用が可能なＳＱ［Ｉ
ＩＤを構成する索子としてジョセフソン素子は不可欠で
ある。第５図はトンネル接合を有する従来のジョセフソ
ン素子の断面図である。従来、ジョセフソン素子は半導
体の製造と同様に薄膜微細加工技術を用いて製造され、
基板８上に下部超伝導体１、絶縁層２、トンネル障壁３
、上部超伝導体７で構成されている。
従来、ジョセフソン素子は半導体の製造と同様に薄膜微
細加工技術を用いて製造されている。公知の通りその技
術は例えばスパフタリング、蒸着、酸化、エツチング、
フォトリソグラフィー技術など多くの技術を総合した高
度な技術であり、加工精度を向上させることは容易では
ない。従って、ジョセフソン素子は製造工程数が多い構
造であるほどその磁束−電圧特性を均一にするのは難し
く歩留まりが良くないという問題があった。
細加工技術を用いて製造されている。公知の通りその技
術は例えばスパフタリング、蒸着、酸化、エツチング、
フォトリソグラフィー技術など多くの技術を総合した高
度な技術であり、加工精度を向上させることは容易では
ない。従って、ジョセフソン素子は製造工程数が多い構
造であるほどその磁束−電圧特性を均一にするのは難し
く歩留まりが良くないという問題があった。
本発明は上記の課題を解決するため、ジョセフソン素子
の上部超伝導体を超伝導ボンディングワイヤーとしたも
のである。
の上部超伝導体を超伝導ボンディングワイヤーとしたも
のである。
上記のような構造によれば、上部超伝導体は超伝導ワイ
ヤーのボンディングで容易に形成することができ、従来
と比較して製造工程数が少なくなり、ジョセフソン素子
の磁束−電圧特性を均一にすることができ歩留まりを向
上させることができ【実施例〕 以下に本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
ヤーのボンディングで容易に形成することができ、従来
と比較して製造工程数が少なくなり、ジョセフソン素子
の磁束−電圧特性を均一にすることができ歩留まりを向
上させることができ【実施例〕 以下に本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
第１図は本発明の第一実施例を示すトン矛ル接合を有す
るジョセフソン素子の断面図である。第１図はトンネル
接合を有するジョセフソン素子の構造を模式的に示した
図であり、各部の詳細な形状や寸法を示すものではない
。１〜３は従来素子と同一のものである。基板上に下部
超伝導体１、絶縁層２、トンネル障壁３を形成しておき
、上部超伝導体として超伝導ワイヤー４をボンディング
した場合を示している。超伝導ワイヤーの材料としては
、例えば鉛（Ｐｂ）−インジウム（Ｉｎ）−金（Ａｕ）
合金（Ｐｂ８０χ、Ｉｎ１６χ、Ａｕ４χ） 、Ｐｂ４
ｎ合金（Ｐｂ８０χ、Ａｕ２０２ ）などが用いられる
が、ボンディング可能な超伝導線材であれば他の材料で
も良い。下部超伝導体１には、例えばニオブ（Ｎｂ）、
窒化ニオブ（ＮｂＮ ） 、Ｐｂ などの超伝導材料
が用いられるが、他の超伝導材料を用いても良い。絶縁
層２には、例えばシリコン酸化物５１０２、ＳｉＯが用
いられるが、他の絶縁材料を用いても良い。トンネル障
壁３には、例えば酸化アルミニウム（ＡｌｔＯ３）
が望ましいが、他の絶縁材料を用いても良い。ジョセフ
ソン素子を上記の構造とすれば、上部超伝導体は超伝導
ワイヤーのボンディングにより簡単に形成することがで
き、製造工程数を少なくすることができる。したがって
、ジョセフソン素子の磁束−電圧特性が均一とすること
ができ歩留まりを向上させることができる。
るジョセフソン素子の断面図である。第１図はトンネル
接合を有するジョセフソン素子の構造を模式的に示した
図であり、各部の詳細な形状や寸法を示すものではない
。１〜３は従来素子と同一のものである。基板上に下部
超伝導体１、絶縁層２、トンネル障壁３を形成しておき
、上部超伝導体として超伝導ワイヤー４をボンディング
した場合を示している。超伝導ワイヤーの材料としては
、例えば鉛（Ｐｂ）−インジウム（Ｉｎ）−金（Ａｕ）
合金（Ｐｂ８０χ、Ｉｎ１６χ、Ａｕ４χ） 、Ｐｂ４
ｎ合金（Ｐｂ８０χ、Ａｕ２０２ ）などが用いられる
が、ボンディング可能な超伝導線材であれば他の材料で
も良い。下部超伝導体１には、例えばニオブ（Ｎｂ）、
窒化ニオブ（ＮｂＮ ） 、Ｐｂ などの超伝導材料
が用いられるが、他の超伝導材料を用いても良い。絶縁
層２には、例えばシリコン酸化物５１０２、ＳｉＯが用
いられるが、他の絶縁材料を用いても良い。トンネル障
壁３には、例えば酸化アルミニウム（ＡｌｔＯ３）
が望ましいが、他の絶縁材料を用いても良い。ジョセフ
ソン素子を上記の構造とすれば、上部超伝導体は超伝導
ワイヤーのボンディングにより簡単に形成することがで
き、製造工程数を少なくすることができる。したがって
、ジョセフソン素子の磁束−電圧特性が均一とすること
ができ歩留まりを向上させることができる。
第２図は本発明の第二実施例を示すトンネル接合を有す
るジョセフソン素子の断面図であり、第１図が示す実施
例に超伝導ボンディングワイヤーの接着強度を大きくす
るためのへソファー層を加えたものである。第２図は第
１図と同様に各部の詳細な形状や寸法を示すものではな
い、予め基板８上に下部超伝導体１、絶縁層２、トンネ
ル障壁３を形成しておき、バフファー層５を形成したあ
と、上部超伝導体として超伝導ワイヤー４をボンディン
グした場合を示している。パンファー層としてはＡｕが
用いられるが、超伝導ボンディングワイヤーの接着強度
を大きくする他の材料でも良い。
るジョセフソン素子の断面図であり、第１図が示す実施
例に超伝導ボンディングワイヤーの接着強度を大きくす
るためのへソファー層を加えたものである。第２図は第
１図と同様に各部の詳細な形状や寸法を示すものではな
い、予め基板８上に下部超伝導体１、絶縁層２、トンネ
ル障壁３を形成しておき、バフファー層５を形成したあ
と、上部超伝導体として超伝導ワイヤー４をボンディン
グした場合を示している。パンファー層としてはＡｕが
用いられるが、超伝導ボンディングワイヤーの接着強度
を大きくする他の材料でも良い。
上記構造による作用及び効果はボンディングワイヤーの
接ｉ強度が上がること以外、前の実施例と変わるところ
はない。
接ｉ強度が上がること以外、前の実施例と変わるところ
はない。
第３図は本発明の第三実施例を示すポイントコンタクト
を有するジョセフソン素子の断面図である。第３図はポ
イントコンタクトを有するジョセフソン素子の構造を模
式的に示した図であり、各部の詳細な形状や寸法を示す
ものではない。予め基板８上に下部超伝導体１、絶縁層
２、コンタクトホール６を形成しておき、上部超伝導体
として超伝導ワイヤー４をボンディングした場合を示し
ている。上記構造による作用及び効果は前の実施例と変
わるところはない。
を有するジョセフソン素子の断面図である。第３図はポ
イントコンタクトを有するジョセフソン素子の構造を模
式的に示した図であり、各部の詳細な形状や寸法を示す
ものではない。予め基板８上に下部超伝導体１、絶縁層
２、コンタクトホール６を形成しておき、上部超伝導体
として超伝導ワイヤー４をボンディングした場合を示し
ている。上記構造による作用及び効果は前の実施例と変
わるところはない。
第４図は本発明の第四実施例を示すポイントコンタクト
を有するジョセフソン素子の断面図であり、第３図が示
す実施例に超伝導ボンディングワイヤーの接着強廖を大
きくするためのバッファー層を加えたものである。第４
図は第１図と同様に各部の詳細な形状や寸法を示すもの
ではない。予め基板８上に下部超伝導体１、絶縁層２、
コンタクトホール６を形成しておき、バッファー層５を
形成したあと、上部超伝導体として超伝導ワイヤー４を
ボンディングした場合を示している。上記構造による作
用及び効果はボンディングワイヤーの接着強度が上がる
こと以外、前の実施例と変わるところはない。
を有するジョセフソン素子の断面図であり、第３図が示
す実施例に超伝導ボンディングワイヤーの接着強廖を大
きくするためのバッファー層を加えたものである。第４
図は第１図と同様に各部の詳細な形状や寸法を示すもの
ではない。予め基板８上に下部超伝導体１、絶縁層２、
コンタクトホール６を形成しておき、バッファー層５を
形成したあと、上部超伝導体として超伝導ワイヤー４を
ボンディングした場合を示している。上記構造による作
用及び効果はボンディングワイヤーの接着強度が上がる
こと以外、前の実施例と変わるところはない。
以上説明したように本発明によれば、ジョセフソン素子
の上部超伝導体は超伝導ワイヤーのボンディングで容易
に形成することができ、従来と比較して製造工程数が少
なくなり、ジョセフソン素子の磁束−電圧特性を均一に
することができ歩留まりを向上させることができる。
の上部超伝導体は超伝導ワイヤーのボンディングで容易
に形成することができ、従来と比較して製造工程数が少
なくなり、ジョセフソン素子の磁束−電圧特性を均一に
することができ歩留まりを向上させることができる。
第１図は本発明の第一実施例によるトンネル接合型ジョ
セフソン素子の断面図、第２図は本発明の第二実施例に
よるバッファー層を有するトンネル接合型ジョセフソン
素子の断面図、第３図は本発明の第三実施例によるポイ
ントコンタクト型ジョセフソン素子の断面図、第４図は
本発明の第四実施例ニヨルハッファー層を有するポイン
トコンタクト型ジョセフソン素子の断面図、第５図は従
来のトンネル接合型ジョセフソン素子の断面図である。 Ｉ・・・下部超伝導体 ２・・・絶縁層 ３・・・トンネル障壁 ４・・・超伝導ワイヤー ５・・・バッファー層 ６・・・コンタクトホール ７・・・上部超伝導体 ８・・・基板 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 林 敬 之 助
セフソン素子の断面図、第２図は本発明の第二実施例に
よるバッファー層を有するトンネル接合型ジョセフソン
素子の断面図、第３図は本発明の第三実施例によるポイ
ントコンタクト型ジョセフソン素子の断面図、第４図は
本発明の第四実施例ニヨルハッファー層を有するポイン
トコンタクト型ジョセフソン素子の断面図、第５図は従
来のトンネル接合型ジョセフソン素子の断面図である。 Ｉ・・・下部超伝導体 ２・・・絶縁層 ３・・・トンネル障壁 ４・・・超伝導ワイヤー ５・・・バッファー層 ６・・・コンタクトホール ７・・・上部超伝導体 ８・・・基板 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 林 敬 之 助
Claims (1)
- 少なくとも上部超伝導体、下部超伝導体、前記二つの
超伝導体を絶縁せしめる絶縁層、及び前記二つの超伝導
体を弱結合せしめる結合部により構成されたジョセフソ
ン素子において、上部超伝導体が超伝導材料のボンディ
ングワイヤーで構成されたことを特徴とするジョセフソ
ン素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119299A JPH0414882A (ja) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | ジョセフソン素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119299A JPH0414882A (ja) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | ジョセフソン素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0414882A true JPH0414882A (ja) | 1992-01-20 |
Family
ID=14757980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2119299A Pending JPH0414882A (ja) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | ジョセフソン素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0414882A (ja) |
-
1990
- 1990-05-08 JP JP2119299A patent/JPH0414882A/ja active Pending
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