JPH0469983A - 超伝導素子 - Google Patents
超伝導素子Info
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- JPH0469983A JPH0469983A JP2182104A JP18210490A JPH0469983A JP H0469983 A JPH0469983 A JP H0469983A JP 2182104 A JP2182104 A JP 2182104A JP 18210490 A JP18210490 A JP 18210490A JP H0469983 A JPH0469983 A JP H0469983A
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Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超伝導素子に関する。
高集積化した超伝導素子を作製するためには半導体素子
と同様に必ずといってよいほど微細加工技術が必要とな
る。
と同様に必ずといってよいほど微細加工技術が必要とな
る。
従来の酸化物超伝導素子作製のための微細加工は、成膜
と微細加工が独立して行なわれている。
と微細加工が独立して行なわれている。
すなわち−層成膜するごとに成膜室から取り出して微細
加工している。例えば「電子情報通信学会技術研究報告
」、第８８巻 第１４６号、１９８８年 ４７〜５２頁
に記載されているような酸化物超伝導トランジスタの作
製では超伝導薄膜を形成し成膜室から取りだして微細加
工して、その上にソース及びドレイン電極形成のためＡ
ｇを蒸着し再び取り出して微細加工する。さらに、ゲー
に電極形成のためＡ１を蒸着し取り出して微細加工して
いる。
加工している。例えば「電子情報通信学会技術研究報告
」、第８８巻 第１４６号、１９８８年 ４７〜５２頁
に記載されているような酸化物超伝導トランジスタの作
製では超伝導薄膜を形成し成膜室から取りだして微細加
工して、その上にソース及びドレイン電極形成のためＡ
ｇを蒸着し再び取り出して微細加工する。さらに、ゲー
に電極形成のためＡ１を蒸着し取り出して微細加工して
いる。
しかしながら前述のような従来の酸化物超伝導素子作製
のための微細加工は、−層ごと成膜しその度取り出して
行なうので工程が複雑になる。さらに大気にさらすこと
により膜の表面が汚染されると同時に、酸化物超伝導体
は水分に敏感でありわずかな水分によっても特性が劣化
してしまい、特に微細加工後は表面積も増大するのでそ
の影響は著しい。従って、再現性及び歩留まりが悪（な
るという問題点を有する。
のための微細加工は、−層ごと成膜しその度取り出して
行なうので工程が複雑になる。さらに大気にさらすこと
により膜の表面が汚染されると同時に、酸化物超伝導体
は水分に敏感でありわずかな水分によっても特性が劣化
してしまい、特に微細加工後は表面積も増大するのでそ
の影響は著しい。従って、再現性及び歩留まりが悪（な
るという問題点を有する。
そこで本発明はこのよ５な従来の問題７４を解決するも
ので、その目的とするところは薄膜形成後膜を大気にさ
らす事な（連続的にその場微細加工し、これを繰り返す
ことによって歩留まりを向上させさらに再現性よい酸化
物超伝導素子を提供することにある。
ので、その目的とするところは薄膜形成後膜を大気にさ
らす事な（連続的にその場微細加工し、これを繰り返す
ことによって歩留まりを向上させさらに再現性よい酸化
物超伝導素子を提供することにある。
本発明の超伝導素子は、酸化物超伝導薄膜を大気にさら
す事な（、成膜から連続的にその場微細加工して作製す
ることを特徴とする。
す事な（、成膜から連続的にその場微細加工して作製す
ることを特徴とする。
以下本発明の実施例について説明する。
第１図は、本発明の一実施例である微細加工のためのメ
タルマスク５を基板２直下に導入した薄膜作製装置を示
す図である。薄膜作製装置としては分子線エピタキシー
（以下ＭＢＥと略記する。
タルマスク５を基板２直下に導入した薄膜作製装置を示
す図である。薄膜作製装置としては分子線エピタキシー
（以下ＭＢＥと略記する。
）１を用いるｄＭＢＫ装置は蒸着源を増やすだけで同一
チャンバー中で超伝導薄膜の他、絶縁層、電極も形成で
きる。また、これはレジストを使用しない清浄なプロセ
スであるからＭＥＥのような超高真空結晶成長技術が利
用できる。
チャンバー中で超伝導薄膜の他、絶縁層、電極も形成で
きる。また、これはレジストを使用しない清浄なプロセ
スであるからＭＥＥのような超高真空結晶成長技術が利
用できる。
第２図にこの装置を用いて作製した一実施例であるソー
ス１６とドレイン電極１７を酸化物超伝導体にした超伝
導電界効果トランジスタ（以下５ＵＦＥＴと略記する。
ス１６とドレイン電極１７を酸化物超伝導体にした超伝
導電界効果トランジスタ（以下５ＵＦＥＴと略記する。
）の断面図を示す。１５は結晶基板、１８は絶縁層、１
９はゲート電極を示す。第３図にその作製工程を示す。
９はゲート電極を示す。第３図にその作製工程を示す。
結晶基板は半導体であり、かつ酸化物超伝導体がエピタ
キシャル成長し易いものでなければならない。チタン酸
ストロンチウム（３ｒＴｉ０３）は酸化物超伝導体がエ
ピタキシャル成長し易く、ニオブ（Ｎｂ）などのＶ属元
素を添加することによりｎ型の半導体になることが知ら
れている。そこで結晶基板として５ｒＴｉ０３の準結晶
（１００）を用いニオブイオン（Ｎｂ＋）を注入し拡散
させ半導体化させる。酸化物超伝導体としては準結晶が
得やすいＹＢａ２０ｕ３０ｙを用いる。なお、メタルマ
スクはソース、ドレイン電極形成用、絶縁層形成用、ゲ
ート電極形成用の３種類を用いこれらは真空中で交換す
ることが６米る。
キシャル成長し易いものでなければならない。チタン酸
ストロンチウム（３ｒＴｉ０３）は酸化物超伝導体がエ
ピタキシャル成長し易く、ニオブ（Ｎｂ）などのＶ属元
素を添加することによりｎ型の半導体になることが知ら
れている。そこで結晶基板として５ｒＴｉ０３の準結晶
（１００）を用いニオブイオン（Ｎｂ＋）を注入し拡散
させ半導体化させる。酸化物超伝導体としては準結晶が
得やすいＹＢａ２０ｕ３０ｙを用いる。なお、メタルマ
スクはソース、ドレイン電極形成用、絶縁層形成用、ゲ
ート電極形成用の３種類を用いこれらは真空中で交換す
ることが６米る。
まず第３図（α）においてンース、ドレイン電極形成用
メタルマスク２ｏを用いて図のような形状に酸化物超伝
導薄膜を形成する。蒸着物質としてイツトリウム（ｙ）
ｓ、バリウム（Ｂａ）９゜銅（（７ｕ）１０の金属をそ
れぞれ用いＸ−ＣθＬＬにより三元同時蒸着する。分子
線は平行に飛ぶので他の部分への回り込みは１よとんど
無い。また、基板とマスクは同じ速度で回転する。チャ
ンバー中は高真空状態であるから効率よく酸素を膜中に
入れるため、Ｒアプラズマ６により活性な酸素を基板付
近に供給する。この時、膜厚は１０００人とする。得ら
れる超伝導薄膜の表面は非常になめらかであり、Ｃ軸方
向にエピタキシャル成長している。さらに通常に超伝導
薄膜を形成した場合と比べ特性はほとんど変わらない。
メタルマスク２ｏを用いて図のような形状に酸化物超伝
導薄膜を形成する。蒸着物質としてイツトリウム（ｙ）
ｓ、バリウム（Ｂａ）９゜銅（（７ｕ）１０の金属をそ
れぞれ用いＸ−ＣθＬＬにより三元同時蒸着する。分子
線は平行に飛ぶので他の部分への回り込みは１よとんど
無い。また、基板とマスクは同じ速度で回転する。チャ
ンバー中は高真空状態であるから効率よく酸素を膜中に
入れるため、Ｒアプラズマ６により活性な酸素を基板付
近に供給する。この時、膜厚は１０００人とする。得ら
れる超伝導薄膜の表面は非常になめらかであり、Ｃ軸方
向にエピタキシャル成長している。さらに通常に超伝導
薄膜を形成した場合と比べ特性はほとんど変わらない。
なお、ソース及びドレイン電極の大きさはそれぞれ１圏
角である。
角である。
絖いて絶縁層形成用マスク２１に交換し、第３図Ｃｂ）
に示すような絶縁層を形成する。絶縁層としてはＡＩＱ
ｙを用いる。まずＫ −Ｃｅ １１を用いてＡ、１７を
５ｏｏＸＮ度図のような形状に蒸着する。これを酸素プ
ラズマ中で充分酸化させてＡ １．Ｄ ｙの絶縁層を得
る。次に第３図（ｃ）において区のような形状にゲート
電極としてに−Ｃθ１１を用いてＡｇｉ １を蒸着する
。この時、膜厚は１０００′Ａとする。なお、蒸着前に
メタルマスク２２はゲート電極形成用に交換しである。
に示すような絶縁層を形成する。絶縁層としてはＡＩＱ
ｙを用いる。まずＫ −Ｃｅ １１を用いてＡ、１７を
５ｏｏＸＮ度図のような形状に蒸着する。これを酸素プ
ラズマ中で充分酸化させてＡ １．Ｄ ｙの絶縁層を得
る。次に第３図（ｃ）において区のような形状にゲート
電極としてに−Ｃθ１１を用いてＡｇｉ １を蒸着する
。この時、膜厚は１０００′Ａとする。なお、蒸着前に
メタルマスク２２はゲート電極形成用に交換しである。
上記の方法で作製した場合、簡畦な工程で従来の歩留り
は５０％位であったのに対して８５％という高い歩留り
で再現性よ（ＳＵＦＥＴを得ることができた。ここに挙
げた実施例はあくまでも一実施例に過ぎず、５ＵＦＥＴ
の他ＳＱＵより１弱結合型ジ冒セフソン接合素子、超伝
導配線等に応用することもできる。
は５０％位であったのに対して８５％という高い歩留り
で再現性よ（ＳＵＦＥＴを得ることができた。ここに挙
げた実施例はあくまでも一実施例に過ぎず、５ＵＦＥＴ
の他ＳＱＵより１弱結合型ジ冒セフソン接合素子、超伝
導配線等に応用することもできる。
以上述べたように本発明によれば、薄膜形成後大気にさ
らす事なく連続的に微細加工することにより歩留まりを
向上させ再現性よく超伝導素子を提供することができる
という効果を有する。また、薄膜形成と微細加工が同一
チャンバー中で出来るので基板を移動する必要が無く工
程の簡略化が図れる。
らす事なく連続的に微細加工することにより歩留まりを
向上させ再現性よく超伝導素子を提供することができる
という効果を有する。また、薄膜形成と微細加工が同一
チャンバー中で出来るので基板を移動する必要が無く工
程の簡略化が図れる。
第１図は、本発明の超伝導素子を作製するための一実施
例である基板直下にメタルマスクを導入した薄膜作製装
置を示す図。 第２図は、本発明の一実施例である超伝導電界効果トラ
ンジスタの断面図。 第５図は、第２図の超伝導電界効果トランジスタの作製
工程を示す図。 １・・・・・・・・・Ｍ Ｂ Ｅ’装置２・・・・・・
・・・結晶基板 ５・・・・・・・・・メタルマスク ４・・・・・・・・・シャッター ５・・・・・・・・・真空ポンプ ６・・・・・・・・・ＲＰプラズマ ７・・・・・・・・・Ａ、 ｌとに−Ｃｅｌ１８・・・
・・・・・・Ｙとに−Ｃｅｌ１９・・・・・・・・・Ｂ
ａとに−（！ｅｌＯ・・・、・・・・・ＯｕとＫ −Ｃ
ｅ １１、・・・・・・・・・Ａｇとに−Ｃ８１５・・
・・・・・・・半導体化させたＳ６・・・・・・・・・
ソース１！極 ７・・・・・・・・・ドレイン電極 ８°°°・・・−Ａ １０ ｙ絶縁層 ９・・・・・・・・・Ａｌゲート電極 ０・・・・・・・・・ソース及びドレイン電極形成用マ
スク ２１・・・・・・・・・絶縁層形成用マスク２２・・・
・・・・・・ゲート電極用マスク Ｏ３
例である基板直下にメタルマスクを導入した薄膜作製装
置を示す図。 第２図は、本発明の一実施例である超伝導電界効果トラ
ンジスタの断面図。 第５図は、第２図の超伝導電界効果トランジスタの作製
工程を示す図。 １・・・・・・・・・Ｍ Ｂ Ｅ’装置２・・・・・・
・・・結晶基板 ５・・・・・・・・・メタルマスク ４・・・・・・・・・シャッター ５・・・・・・・・・真空ポンプ ６・・・・・・・・・ＲＰプラズマ ７・・・・・・・・・Ａ、 ｌとに−Ｃｅｌ１８・・・
・・・・・・Ｙとに−Ｃｅｌ１９・・・・・・・・・Ｂ
ａとに−（！ｅｌＯ・・・、・・・・・ＯｕとＫ −Ｃ
ｅ １１、・・・・・・・・・Ａｇとに−Ｃ８１５・・
・・・・・・・半導体化させたＳ６・・・・・・・・・
ソース１！極 ７・・・・・・・・・ドレイン電極 ８°°°・・・−Ａ １０ ｙ絶縁層 ９・・・・・・・・・Ａｌゲート電極 ０・・・・・・・・・ソース及びドレイン電極形成用マ
スク ２１・・・・・・・・・絶縁層形成用マスク２２・・・
・・・・・・ゲート電極用マスク Ｏ３
Claims (1)
- 酸化物超伝導薄膜を大気にさらすことなく成膜から連
続的にその場微細加工して作製することを特徴とする超
伝導素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2182104A JPH0469983A (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 超伝導素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2182104A JPH0469983A (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 超伝導素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0469983A true JPH0469983A (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=16112410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2182104A Pending JPH0469983A (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 超伝導素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0469983A (ja) |
-
1990
- 1990-07-10 JP JP2182104A patent/JPH0469983A/ja active Pending
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