JPH05114758A - Manufacture of josephson integrated circuit - Google Patents

Manufacture of josephson integrated circuit

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JPH05114758A
JPH05114758A JP3216858A JP21685891A JPH05114758A JP H05114758 A JPH05114758 A JP H05114758A JP 3216858 A JP3216858 A JP 3216858A JP 21685891 A JP21685891 A JP 21685891A JP H05114758 A JPH05114758 A JP H05114758A
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JP
Japan
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film
insulating film
forming
electrode
integrated circuit
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JP3216858A
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Japanese (ja)
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Hirosane Hoko
宏真 鉾
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a method of manufacturing a Josephson integrated circuit, where residual protrusions are prevented from being generated in an insulating film which protects a resistor by a very simple means that enables a layer where the resistor of high-melting point metal film is formed to be properly selected. CONSTITUTION:A first process where a ground plane 22 and an insulating film 23 are formed, a second process where a resistor 24 is formed, a third process where an insulating film 25 buried between the resistor 24 and the insulating film 23 is formed, a fourth process where an insulating film 25 electrode contact window is formed, a fifth process where an upper electrode 28, a tunnel barrier film 27 of the same pattern with the upper electrode 28, and a lower electrode 26 are formed to constitute a Josephson junction, a seventh process where an insulating film 29 provided with an electrode contact window is formed, and an eighth process where a wiring 30 brought into contact with the upper electrode 28 is formed are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ジョセフソン集積回路
に組み込まれる抵抗の信頼性を向上させるのに有効なジ
ョセフソン集積回路の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a Josephson integrated circuit which is effective for improving the reliability of resistors incorporated in the Josephson integrated circuit.

【0002】ジョセフソン素子は、高速動作が可能であ
り、且つ、低消費電力であることから、高速コンピュー
タの構成素子として期待され、また、磁場に対して高感
度であるところから、SQUIDとして医療分野への応
用が進められている。
The Josephson element is expected to be a constituent element of a high-speed computer because it can operate at high speed and consumes less power, and because it has high sensitivity to a magnetic field, it can be used as a medical SQUID. Application to the field is being promoted.

【0003】ところで、ジョセフソン集積回路に於いて
は、その電源供給ラインとジョセフソン素子との間に介
在させる為の抵抗膜を組み込むことが行なわれていて、
その抵抗膜に於ける抵抗値の精度如何は、集積回路の動
作マージンなどに影響を及ぼしている。従って、該抵抗
膜の信頼性が、即、集積回路の信頼性に結び付いてい
る。
By the way, in the Josephson integrated circuit, a resistance film for interposing between the power supply line and the Josephson element is incorporated.
The accuracy of the resistance value of the resistance film affects the operating margin of the integrated circuit. Therefore, the reliability of the resistance film is immediately linked to the reliability of the integrated circuit.

【0004】今後、ジョセフソン接合や配線などの寸法
を微細化して集積回路の高集積化、高速動作化を図る為
には、抵抗膜に於ける抵抗値の信頼性が重要になり、ジ
ョセフソン集積回路の信頼性を向上する為、安定な抵抗
膜の作製技術が開発されなければならない。
In the future, in order to miniaturize the dimensions of the Josephson junction, wiring, etc. to achieve high integration and high speed operation of the integrated circuit, the reliability of the resistance value of the resistance film will become important. In order to improve the reliability of integrated circuits, a stable resistance film manufacturing technique must be developed.

【0005】[0005]

【従来の技術】一般に、ジョセフソン集積回路では、抵
抗膜にモリブデン(Mo)などの高融点金属が用いられ
ている。図13乃至図17はジョセフソン集積回路を製
造する従来の技術を解説する為の工程要所に於けるジョ
セフソン集積回路の要部切断側面図を表し、以下、これ
等の図を参照しつつ説明する。
2. Description of the Related Art Generally, in a Josephson integrated circuit, a refractory metal such as molybdenum (Mo) is used for a resistance film. 13 to 17 are sectional side views of the essential parts of the Josephson integrated circuit in the process steps for explaining the conventional technique for manufacturing the Josephson integrated circuit, which will be described below with reference to these figures. explain.

【0006】図13参照 13−(1) Siからなる基板1上にNbからなるグランド・プレー
ン2を形成する。 13−(2) グランド・プレーン2の全面を覆うSiO2 からなる絶
縁膜3を形成する。
See FIG. 13 13- (1) A ground plane 2 made of Nb is formed on a substrate 1 made of Si. 13- (2) An insulating film 3 made of SiO 2 is formed to cover the entire surface of the ground plane 2.

【0007】図14参照 14−(1) 絶縁膜3上にMoなどからなる高融点金属膜4を形成す
る。 14−(2) 高融点金属膜4上に所要パターンをもつレジスト膜5を
形成する。 14−(3) レジスト膜5をマスクとして高融点金属膜4のパターニ
ングを行なう。
See FIG. 14 14- (1) A refractory metal film 4 made of Mo or the like is formed on the insulating film 3. 14- (2) A resist film 5 having a required pattern is formed on the refractory metal film 4. 14- (3) The refractory metal film 4 is patterned using the resist film 5 as a mask.

【0008】図15参照 15−(1) レジスト膜5を除去してから、高融点金属膜4との対向
面に開口6Aをもつレジスト膜6を新たに形成する。 15−(2) 開口6A内も含めて全面にSiOx からなる絶縁膜7を
形成する。
15- (1) After removing the resist film 5, a resist film 6 having an opening 6A on the surface facing the refractory metal film 4 is newly formed. 15- (2) in the opening 6A also include forming an insulating film 7 made of SiO x on the entire surface.

【0009】図16参照 16−(1) レジスト膜5を融解することで、開口6A内に表出され
た高融点金属膜4の表面を覆う絶縁膜7のみを残し、そ
の他はレジスト膜5と共に除去する。 16−(2) 絶縁膜7の周辺から露出している高融点金属膜4のエッ
ジにコンタクトするNbからなる下部電極8、AlOx
からなるトンネル・バリヤ膜9、Nbからなる上部電極
10を形成する。 16−(3) 上部電極10、トンネル・バリヤ膜9、下部電極8をパ
ターニングする。
16- (1) By melting the resist film 5, only the insulating film 7 covering the surface of the refractory metal film 4 exposed in the opening 6A is left, and the others are formed together with the resist film 5. Remove. 16- (2) Lower electrode 8 made of Nb that contacts the edge of the refractory metal film 4 exposed from the periphery of the insulating film 7, AlO x
A tunnel barrier film 9 of Nb and an upper electrode 10 of Nb are formed. 16- (3) The upper electrode 10, the tunnel barrier film 9 and the lower electrode 8 are patterned.

【0010】図17参照 17−(1) 上部電極10の上面を表出させる開口をもったSiO2
からなる絶縁膜11を形成する。 17−(2) 絶縁膜11に形成された開口を介して上部電極10の表
面とコンタクトするNbからなる配線12を形成する。
17- (1) SiO 2 having an opening for exposing the upper surface of the upper electrode 10
An insulating film 11 made of is formed. 17- (2) The wiring 12 made of Nb is formed in contact with the surface of the upper electrode 10 through the opening formed in the insulating film 11.

【0011】前記した工程説明に於いて、Moなどから
なる高融点金属膜4は、CF4 系のエッチング・ガスを
用いる反応性イオン・エッチング(reactive
ion etching:RIE)法を適用して加工さ
れ、その後、リフト・オフ法で形成した絶縁膜7で保護
されている。
In the above description of the steps, the refractory metal film 4 made of Mo or the like is formed by reactive ion etching (reactive) using a CF 4 -based etching gas.
ion etching (RIE) method is applied, and thereafter, it is protected by an insulating film 7 formed by a lift-off method.

【0012】このように、高融点金属膜4を絶縁膜7で
保護する理由は、後に形成する下部電極8、トンネル・
バリヤ膜9、上部電極10などを加工するのに高融点金
属膜4のパターニングと同様にCF4 系のエッチング・
ガスを用いたRIE法を適用するので、その際、高融点
金属膜4がエッチングされ、膜厚が減少して抵抗値が増
加するのを防ぐ為である。若し、抵抗値が増加すると、
集積回路の動作マージンが低くなってしまい、信頼性が
低下することになる。
The reason why the refractory metal film 4 is protected by the insulating film 7 is that the lower electrode 8 and tunnel
In order to process the barrier film 9 and the upper electrode 10 etc., CF 4 -based etching and
Since the RIE method using gas is applied, the refractory metal film 4 is prevented from being etched at that time and the film thickness is reduced to increase the resistance value. If the resistance value increases,
The operating margin of the integrated circuit is reduced, and the reliability is reduced.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】前記したジョセフソン
集積回路の製造工程に於いて、高融点金属膜4を保護す
る絶縁膜7を形成するのにリフト・オフ法を適用してい
るが、これが問題となることが多い。
In the manufacturing process of the above Josephson integrated circuit, the lift-off method is applied to form the insulating film 7 for protecting the refractory metal film 4. Often a problem.

【0014】図18はリフト・オフ法を適用した際の問
題点を説明する為の工程要所に於けるジョセフソン集積
回路の要部切断側面図を表し、図13乃至図17に於い
て用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味
を持つものとする。
FIG. 18 is a sectional side view of a main part of a Josephson integrated circuit at a process step for explaining a problem when the lift-off method is applied, which is used in FIGS. 13 to 17. The same symbols as those used to represent the same parts or have the same meanings.

【0015】図から明らかなように、絶縁膜7をリフト
・オフ法でパターニングした場合、図15以下に見られ
るように良好な形状にはならず、図18に表されている
ように、絶縁膜7のエッジに連なって俗に「ばり」と呼
ばれている残留突出部分7Aが生成される。
As is clear from the drawing, when the insulating film 7 is patterned by the lift-off method, the insulating film 7 does not have a good shape as shown in FIG. 15 and thereafter, and as shown in FIG. A residual protruding portion 7A, which is commonly called a "burr", is formed so as to be continuous with the edge of the film 7.

【0016】このような残留突出部分7Aの存在は、後
の工程を経るにつれて信頼性の低下に結び付いてゆくこ
とになる。例えば、下部電極8を形成した場合、残留突
出部分7Aの箇所で断線が発生したり、或いは、絶縁膜
11を形成しても被覆性が悪くて短絡が発生する。
The presence of such a residual protruding portion 7A leads to a decrease in reliability as the subsequent steps are performed. For example, when the lower electrode 8 is formed, disconnection may occur at the residual protruding portion 7A, or even if the insulating film 11 is formed, the covering property is poor and a short circuit occurs.

【0017】前記した問題とは別に、ジョセフソン集積
回路では抵抗値を異にする複数種類の抵抗を使用する
が、その場合、同じ材料からなる抵抗膜の長さを変える
ことで抵抗値が異なる抵抗を得ている。この場合、レイ
アウトの関係で抵抗の占有面積が大きくなりがちであ
り、集積回路全体の面積も大きくなってしまい、大規模
の集積回路を作製することは難しくなる。
Apart from the above-mentioned problem, a plurality of types of resistors having different resistance values are used in the Josephson integrated circuit. In that case, the resistance value differs by changing the length of the resistance film made of the same material. I'm getting resistance. In this case, the area occupied by the resistors tends to increase due to the layout, and the area of the entire integrated circuit also increases, making it difficult to manufacture a large-scale integrated circuit.

【0018】本発明は、高融点金属膜からなる抵抗を形
成する層を適切に選択する旨の極めて簡単な手段で抵抗
を保護する絶縁膜に残留突出部分が生成されることを皆
無とし、ジョセフソン集積回路の信頼性を低下させる原
因を除去しようとするものである。
The present invention eliminates the generation of residual protruding portions in the insulating film for protecting the resistance by a very simple means of appropriately selecting the layer forming the resistance made of the refractory metal film, and Joseph The purpose is to eliminate the cause of reducing the reliability of the Son integrated circuit.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理を解
説する為のジョセフソン集積回路の要部切断側面図を表
している。図に於いて、21は例えばSiからなる基
板、22は例えばNbからなるグランド・プレーン、2
3は例えばSiO2 からなる第一層目絶縁膜、24は例
えばMoなど高融点金属からなる抵抗、25は例えばS
iO2 からなる第二層目絶縁膜、26は例えばNbから
なる下部電極、27は例えばAlOx からなるトンネル
・バリヤ膜、28は例えばNbからなる上部電極、29
は例えばSiO2 からなる絶縁膜、30は例えばNbか
らなる配線をそれぞれ示している。
FIG. 1 is a side sectional view showing a principal part of a Josephson integrated circuit for explaining the principle of the present invention. In the figure, 21 is a substrate made of, for example, Si, 22 is a ground plane made of, for example, Nb, 2
3 is a first-layer insulating film made of, for example, SiO 2 , 24 is a resistor made of a refractory metal such as Mo, and 25 is, for example, S
A second insulating film made of iO 2 , 26 is a lower electrode made of, for example, Nb, 27 is a tunnel barrier film made of, for example, AlO x , 28 is an upper electrode made of, for example, Nb, 29
Is an insulating film made of, for example, SiO 2 , and 30 is a wiring made of, for example, Nb.

【0020】図から明らかなように、本発明のジョセフ
ソン集積回路では、抵抗24を第一層目絶縁膜23と第
二層目絶縁膜25との間に形成されている。因に、従来
の技術では、図15乃至図17に見られるように、抵抗
24に相当する高融点金属膜4はグランド・プレーン2
と下部電極8とを分離する為の絶縁膜3上に形成されて
いる。本発明では、従来のジョセフソン集積回路に於け
る絶縁膜3を第一層目絶縁膜23と第二層目絶縁膜25
に分離し、その間に抵抗24を挟んだような構成になっ
ていることが明らかであり、この構成に依って多くの利
点がもたらされる。
As is apparent from the figure, in the Josephson integrated circuit of the present invention, the resistor 24 is formed between the first layer insulating film 23 and the second layer insulating film 25. Incidentally, in the conventional technique, as shown in FIGS. 15 to 17, the refractory metal film 4 corresponding to the resistor 24 is formed on the ground plane 2
And the lower electrode 8 are separated from each other on the insulating film 3. In the present invention, the insulating film 3 in the conventional Josephson integrated circuit is replaced by the first insulating film 23 and the second insulating film 25.
It is clear that there is a structure in which the resistor 24 is separated and the resistor 24 is sandwiched therebetween, and this structure brings many advantages.

【0021】このようなことから、本発明に依るジョセ
フソン集積回路の製造方法に於いては、(1)基板(例
えばSi基板21)上にグランド・プレーン(例えばN
bからなるグランド・プレーン22)及び該グランド・
プレーンを覆う第一の絶縁膜(例えばSiO2 からなる
第一層目絶縁膜23)をその順に形成する工程と、次い
で、該第一の絶縁膜上に高融点金属からなる抵抗(例え
ばMoからなる抵抗24)を形成する工程と、次いで、
該高融点金属からなる抵抗を該第一の絶縁膜との間で埋
め込むように第二の絶縁膜(例えばSiO2からなる第
二層目絶縁膜25)を形成する工程と、次いで、該第二
の絶縁膜を選択的にエッチングして該抵抗のエッジに対
向する箇所並びに該グランド・プレーンに対向する適所
に電極コンタクト窓を形成する工程と、次いで、該電極
コンタクト窓を含む該第二の絶縁膜上に下部電極膜(例
えばNb膜)及びトンネル・バリヤ膜(例えばAlOx
膜)及び上部電極膜(例えばNb膜)をその順に形成す
る工程と、次いで、該上部電極膜及びトンネル・バリヤ
膜及び下部電極膜のパターニングを行なって上部電極
(例えばNbからなる上部電極28)及び該上部電極と
同パターンのトンネル・バリヤ膜(例えばAlOx から
なるトンネル・バリヤ膜27)及び下部電極(例えばN
bからなる下部電極26)を形成してジョセフソン接合
を得る工程と、次いで、該上部電極に対向する電極コン
タクト窓をもった第三の絶縁膜(例えばSiO2 からな
る第三層目絶縁膜29)を形成する工程と、次いで、該
電極コンタクト窓を介して該上部電極にコンタクトする
配線(例えばNbからなる配線30)を形成する工程と
が含まれてなることを特徴とするか、或いは、
From the above, in the method of manufacturing the Josephson integrated circuit according to the present invention, (1) a ground plane (eg, N substrate) is provided on the substrate (eg, Si substrate 21).
b) and the ground plane 22)
A step of sequentially forming a first insulating film (for example, a first-layer insulating film 23 made of SiO 2 ) covering the plane, and then a resistor made of a refractory metal (for example, from Mo) on the first insulating film. Forming a resistor 24) that becomes
A step of forming a second insulating film (for example, a second layer insulating film 25 made of SiO 2 ) so that the resistance made of the refractory metal is embedded between the first insulating film and the first insulating film; Selectively etching the second insulating film to form an electrode contact window at a position facing the edge of the resistor and at an appropriate position facing the ground plane; and then, the second step including the electrode contact window. A lower electrode film (eg, Nb film) and a tunnel barrier film (eg, AlO x ) are formed on the insulating film.
Film) and an upper electrode film (eg, Nb film) in that order, and then patterning the upper electrode film, the tunnel barrier film, and the lower electrode film to form an upper electrode (eg, upper electrode 28 made of Nb). And a tunnel barrier film (for example, a tunnel barrier film 27 made of AlO x ) having the same pattern as the upper electrode and a lower electrode (for example, N
b) forming a lower electrode 26) to obtain a Josephson junction, and then a third insulating film (for example, a third layer insulating film made of SiO 2 ) having an electrode contact window facing the upper electrode. 29) and then a step of forming a wiring (for example, a wiring 30 made of Nb) that contacts the upper electrode through the electrode contact window, or ,

【0022】(2)前記(1)に於いて、上部電極に対
向する電極コンタクト窓をもった第三の絶縁膜を形成す
る際それと同時に下部電極が抵抗或いはグランド・プレ
ーンとコンタクトしている箇所に対向する部分にも電極
コンタクト窓(例えば電極コンタクト窓29A)を形成
する工程と、次いで、電極コンタクト窓を介して上部電
極にコンタクトする配線(例えば配線30A)を形成す
る際それと同時にさきに形成した電極コンタクト窓(例
えば電極コンタクト窓29A)を介して該下部電極にも
コンタクトする配線(例えば配線30B,30C,30
Dなど)を形成する工程が含まれてなることを特徴とす
るか、或いは、
(2) In (1) above, at the same time when the third insulating film having an electrode contact window facing the upper electrode is formed, the lower electrode is in contact with the resistor or the ground plane at the same time. A step of forming an electrode contact window (for example, the electrode contact window 29A) also in a portion facing to, and then, at the same time when forming a wiring (for example, the wiring 30A) that contacts the upper electrode through the electrode contact window. Wiring (for example, wirings 30B, 30C, 30) that also contacts the lower electrode through the formed electrode contact window (for example, electrode contact window 29A).
D, etc.) is included, or

【0023】(3)前記(1)に於いて、第一の絶縁膜
上に高融点金属からなる抵抗を形成する際それと同時に
同じ高融点金属からなるトラップ除去用ヒータを形成す
る工程が含まれてなることを特徴とする。
(3) In the above (1), a step of forming a resistor made of a refractory metal on the first insulating film and simultaneously forming a trap removing heater made of the same refractory metal is included. It is characterized by

【0024】[0024]

【作用】本発明では、グランド・プレーンと下部電極と
を分離する絶縁膜中に高融点金属からなる抵抗を埋め込
んだ構成を採っていることから、
In the present invention, the resistance of the refractory metal is embedded in the insulating film that separates the ground plane from the lower electrode.

【0025】 第一層目絶縁膜でグランド・プレーン
と抵抗との確実な絶縁分離が行なわれる。
The first-layer insulation film ensures reliable insulation separation between the ground plane and the resistor.

【0026】 第二層目絶縁膜で抵抗の保護を行い、
下部電極やジョセフソン接合などを加工する際に抵抗が
損傷されて抵抗値が増加することに依る集積回路の信頼
性低下を抑止できる。
The second layer insulating film protects the resistance,
It is possible to prevent the reliability of the integrated circuit from being lowered due to the damage of the resistance and the increase of the resistance value when the lower electrode and the Josephson junction are processed.

【0027】 抵抗の保護を行なっている第二層目絶
縁膜には残留突出部分は生成されないから、下部電極の
断線、或いは、絶縁膜のカバレイジ不良に起因する短絡
などは発生しない。
Since the residual protruding portion is not formed in the second-layer insulating film which protects the resistance, disconnection of the lower electrode or short circuit due to defective coverage of the insulating film does not occur.

【0028】 第二層目絶縁膜で抵抗と下部電極とを
電気的に分離しているので、下部電極を抵抗の上まで這
わせるようなレイアウトをしても回路的には何らの問題
も起こらず、従って、回路が立体化された構成となって
面積を縮小することができる。
Since the resistor and the lower electrode are electrically separated by the second-layer insulating film, there is no problem in terms of circuit even if the lower electrode is laid out so as to extend above the resistor. Therefore, the circuit can have a three-dimensional structure and the area can be reduced.

【0029】[0029]

【実施例】図2乃至図10は本発明に於ける第一実施例
を解説する為の工程要所に於けるジョセフソン集積回路
の要部切断側面図を表し、以下、これ等の図を参照しつ
つ説明する。尚、図1に於いて用いた記号と同記号は同
部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 2 to 10 are side sectional views showing a principal part of a Josephson integrated circuit in the process steps for explaining the first embodiment of the present invention. The description will be made with reference. The same symbols as those used in FIG. 1 represent the same parts or have the same meanings.

【0030】図2参照 2−(1) スパッタリング法を適用することに依り、Si基板21
の表面に厚さ例えば300〔nm〕のNb膜を形成す
る。 2−(2) 通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを
適用することに依って、グランド・プレーンのパターン
をもったレジスト膜31を形成する。
See FIG. 2. 2- (1) By applying the sputtering method, the Si substrate 21
An Nb film having a thickness of, for example, 300 [nm] is formed on the surface of the. 2- (2) A resist film 31 having a pattern of a ground plane is formed by applying a resist process in a normal lithography technique.

【0031】2−(3) RIE法を適用することに依り、レジスト膜31をエッ
チング・マスクとして、前記工程2−(1)に於いて形
成したNb膜のパターニングを行なってグランド・プレ
ーン22を形成する。この場合のRIEの主な条件は、 エッチング・ガス:CF4 +(5〔%〕)O2 ガス圧力:50〔mTorr〕 高周波パワー:50〔W〕 である。
2- (3) By applying the RIE method, the resist film 31 is used as an etching mask to pattern the Nb film formed in the step 2- (1) to form the ground plane 22. Form. The main conditions of RIE in this case are: etching gas: CF 4 + (5 [%]) O 2 gas pressure: 50 [mTorr] and high frequency power: 50 [W].

【0032】図3参照 3−(1) レジスト膜31を除去してから、スパッタリング法を適
用することに依り、全面に厚さ例えば100〔nm〕の
SiO2 からなる第一層目絶縁膜23を形成する。
Referring to FIG. 3, 3- (1) By removing the resist film 31 and then applying a sputtering method, the first-layer insulating film 23 made of SiO 2 having a thickness of 100 nm, for example, is formed on the entire surface. To form.

【0033】図4参照 4−(1) スパッタリング法を適用することに依り、全面に厚さ例
えば50〔nm〕のMo膜を形成する。この場合のスパ
ッタリングの主な条件は、 Arガス圧:8〔mTorr〕 高周波パワー:500〔W〕 である。 4−(2) 通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを
適用することに依って、抵抗のパターンをもったレジス
ト膜32を形成する。
See FIG. 4 4- (1) By applying the sputtering method, a Mo film having a thickness of, for example, 50 [nm] is formed on the entire surface. The main conditions for sputtering in this case are Ar gas pressure: 8 [mTorr] and high frequency power: 500 [W]. 4- (2) A resist film 32 having a resistance pattern is formed by applying a resist process in a normal lithography technique.

【0034】4−(3) RIE法を適用することに依り、レジスト膜32をエッ
チング・マスクとして、前記工程4−(1)に於いて形
成したMo膜のパターニングを行なって抵抗24を形成
する。この場合のRIEの主な条件は、 エッチング・ガス:CF4 +(5〔%〕)O2 ガス圧力:50〔mTorr〕 高周波パワー:50〔W〕 である。
4- (3) By applying the RIE method, the resist film 32 is used as an etching mask to pattern the Mo film formed in the step 4- (1) to form the resistor 24. .. The main conditions of RIE in this case are: etching gas: CF 4 + (5 [%]) O 2 gas pressure: 50 [mTorr] and high frequency power: 50 [W].

【0035】図5参照 5−(1) レジスト膜32を除去してから、改めて通常のリソグラ
フィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用することに
依って、絶縁膜23に電極コンタクト窓を形成する為の
開口33Aをもったレジスト膜33を形成する。 5−(2) RIE法を適用することに依り、レジスト膜33をエッ
チング・マスクに絶縁膜23の選択的エッチングを行な
い、電極コンタクト窓23Aを形成してグランド・プレ
ーン22の一部を表出させる。 この場合のRIEの主な条件は、 エッチング・ガス:CHF3 +(20〔%〕)O2 ガス圧力:15〔mTorr〕 高周波パワー:100〔W〕 である。
5 (1) In order to form an electrode contact window in the insulating film 23 by removing the resist film 32 and then applying a resist process in a normal lithography technique again. A resist film 33 having an opening 33A is formed. 5- (2) By applying the RIE method, the insulating film 23 is selectively etched using the resist film 33 as an etching mask, and the electrode contact window 23A is formed to expose a part of the ground plane 22. Let The main conditions of RIE in this case are: etching gas: CHF 3 + (20 [%]) O 2 gas pressure: 15 [mTorr] high frequency power: 100 [W].

【0036】図6参照 6−(1) レジスト膜33を除去してから、スパッタリング法を適
用することに依り、全面に厚さ例えば200〔nm〕の
SiO2 からなる第二層目絶縁膜25を形成する。 この場合のスパッタリングの主な条件は、 Arガス圧:10〔mTorr〕 高周波パワー:11.2〔W/cm2 〕 である。 6−(2) 通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを
適用することに依って、絶縁膜25に対する電極コンタ
クト窓を形成する為の開口34Aをもったレジスト膜3
4を形成する。
See FIG. 6 6- (1) By removing the resist film 33 and then applying the sputtering method, the second layer insulating film 25 of SiO 2 having a thickness of, for example, 200 nm is formed on the entire surface. To form. The main conditions for sputtering in this case are Ar gas pressure: 10 [mTorr] and high frequency power: 11.2 [W / cm 2 ]. 6- (2) A resist film 3 having an opening 34A for forming an electrode contact window with respect to the insulating film 25 by applying a resist process in an ordinary lithography technique.
4 is formed.

【0037】図7参照 7−(1) RIE法を適用することに依り、レジスト膜34をエッ
チング・マスクに絶縁膜25の選択的エッチングを行な
い、電極コンタクト窓を形成してグランド・プレーン2
2の一部と抵抗24の一部を表出させる。この場合のR
IEの主な条件は、 エッチング・ガス:CHF3 +(20〔%〕)O2 ガス圧力:15〔mTorr〕 高周波パワー:100〔W〕 である。
7- (1) By applying the RIE method, the insulating film 25 is selectively etched using the resist film 34 as an etching mask to form an electrode contact window to form the ground plane 2.
Part 2 and part of the resistor 24 are exposed. R in this case
The main conditions of the IE are: etching gas: CHF 3 + (20 [%]) O 2 gas pressure: 15 [mTorr], high frequency power: 100 [W].

【0038】7−(2) レジスト膜34を除去してから、スパッタリング法を適
用することに依り、全面に厚さ例えば200〔nm〕の
Nb膜を形成する。この場合のスパッタリングの主な条
件は、 Arガス圧:10〔mTorr〕 直流電流:1.5〔A〕 である。
7- (2) After removing the resist film 34, a Nb film having a thickness of, for example, 200 [nm] is formed on the entire surface by applying a sputtering method. The main conditions for sputtering in this case are Ar gas pressure: 10 [mTorr] and direct current: 1.5 [A].

【0039】7−(3) スパッタリング法を適用することに依って、全面に厚さ
例えば7〔nm〕のAl膜を形成する。この場合のスパ
ッタリングの主な条件は、 Arガス圧:10〔mTorr〕 直流電流:1.5〔A〕 である。
7- (3) An Al film having a thickness of, for example, 7 [nm] is formed on the entire surface by applying the sputtering method. The main conditions for sputtering in this case are Ar gas pressure: 10 [mTorr] and direct current: 1.5 [A].

【0040】7−(4) 酸素雰囲気中に例えば1〔時間〕放置することでAl膜
をAlOx 膜に変換してトンネル・バリヤ膜27とす
る。 7−(5) スパッタリング法を適用することに依り、全面に厚さ例
えば150〔nm〕のNb膜を形成する。この場合のス
パッタリングの主な条件は、 Arガス圧:10〔mTorr〕 直流電流:1.5〔A〕 である。
7- (4) The Al film is converted into an AlO x film by leaving it in an oxygen atmosphere for, for example, 1 [hour] to form a tunnel barrier film 27. 7- (5) By applying the sputtering method, an Nb film having a thickness of, for example, 150 [nm] is formed on the entire surface. The main conditions for sputtering in this case are Ar gas pressure: 10 [mTorr] and direct current: 1.5 [A].

【0041】7−(6) 通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを
適用することに依って、上部電極のパターンをもったレ
ジスト膜35を形成する。 7−(7) RIE法を適用することに依って、レジスト膜35をエ
ッチング・マスクとし、前記工程7−(5)で形成した
厚さ150〔nm〕であるNb膜のパターニングを行な
って上部電極28を形成する。この場合のRIEの主な
条件は、 エッチング・ガス:CF4 +(5〔%〕)O2 ガス圧力:50〔mTorr〕 高周波パワー:50〔W〕 である。
7- (6) The resist film 35 having the pattern of the upper electrode is formed by applying the resist process in the ordinary lithography technique. 7- (7) By applying the RIE method, the resist film 35 is used as an etching mask to pattern the Nb film having a thickness of 150 [nm] formed in step 7- (5), and the upper part is formed. The electrode 28 is formed. The main conditions of RIE in this case are: etching gas: CF 4 + (5 [%]) O 2 gas pressure: 50 [mTorr] and high frequency power: 50 [W].

【0042】7−(8) 引き続いて、スパッタ・エッチング法を適用することに
依って、レジスト膜35をエッチング・マスクとし、A
lOx からなるトンネル・バリヤ膜27のパターニング
を行なう。 この場合のスパッタ・エッチングの主な条件は、 エッチング・ガス:Ar Arガス圧力:10〔mTorr〕 高周波パワー:100〔W〕 である。
7- (8) Subsequently, by applying the sputter etching method, the resist film 35 is used as an etching mask, and A
to pattern the tunnel barrier film 27 made of lO x. The main conditions of the sputter etching in this case are: etching gas: Ar Ar gas pressure: 10 [mTorr] and high frequency power: 100 [W].

【0043】図8参照 8−(1) レジスト膜35を除去してから、改めて通常のリソグラ
フィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用することに
依って、下部電極のパターンをもったレジスト膜36を
形成する。
See FIG. 8. 8- (1) After removing the resist film 35, the resist film 36 having the pattern of the lower electrode is formed by applying the resist process in the ordinary lithographic technique again. Form.

【0044】8−(2) RIE法を適用することに依り、レジスト膜35をエッ
チング・マスクとして、前記工程7−(2)に於いて形
成した厚さ200〔nm〕のNb膜のパターニングを行
なって下部電極26を形成する。この場合のRIEの主
な条件は、 エッチング・ガス:CF4 +(5〔%〕)O2 ガス圧力:50〔mTorr〕 高周波パワー:50〔W〕 である。
8- (2) By applying the RIE method, the resist film 35 is used as an etching mask to pattern the Nb film having a thickness of 200 nm formed in the step 7- (2). Then, the lower electrode 26 is formed. The main conditions of RIE in this case are: etching gas: CF 4 + (5 [%]) O 2 gas pressure: 50 [mTorr] and high frequency power: 50 [W].

【0045】図9参照 9−(1) レジスト膜35を除去してから、スパッタリング法を適
用することに依り、全面に厚さ例えば300〔nm〕の
SiO2 からなる第三層目絶縁膜29を形成する。この
場合のスパッタリングの主な条件は、 Arガス圧:10〔mTorr〕 高周波パワー:11.2〔W/cm2 〕 である。
See FIG. 9 9- (1) By removing the resist film 35 and then applying the sputtering method, the third layer insulating film 29 of SiO 2 having a thickness of, for example, 300 nm is formed on the entire surface. To form. The main conditions for sputtering in this case are Ar gas pressure: 10 [mTorr] and high frequency power: 11.2 [W / cm 2 ].

【0046】9−(2) 通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを
適用することに依って、絶縁膜29に対する電極コンタ
クト窓を形成する為の開口37Aをもったレジスト膜3
7を形成する。 9−(3) RIE法を適用することに依り、レジスト膜37をエッ
チング・マスクに絶縁膜29の選択的エッチングを行な
い、電極コンタクト窓29Aを形成して上部電極28の
一部を表出させる。この場合のRIEの主な条件は、 エッチング・ガス:CHF3 +(20〔%〕)O2 ガス圧力:15〔mTorr〕 高周波パワー:100〔W〕 である。
9- (2) A resist film 3 having an opening 37A for forming an electrode contact window with respect to the insulating film 29 is formed by applying a resist process in an ordinary lithography technique.
Form 7. 9- (3) By applying the RIE method, the insulating film 29 is selectively etched using the resist film 37 as an etching mask, and the electrode contact window 29A is formed to expose a part of the upper electrode 28. .. The main conditions of RIE in this case are: etching gas: CHF 3 + (20 [%]) O 2 gas pressure: 15 [mTorr] high frequency power: 100 [W].

【0047】図10参照 10−(1) レジスト膜37を除去してから、スパッタリング法を適
用することに依り、全面に厚さ例えば500〔nm〕の
Nb膜を形成する。この場合のスパッタリングの主な条
件は、 Arガス圧:10〔mTorr〕 直流電流:1.5〔A〕 である。 10−(2) 通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを
適用することに依って、配線のパターンをもったレジス
ト膜38を形成する。
10- (1) After removing the resist film 37, a sputtering method is applied to form an Nb film having a thickness of, for example, 500 nm on the entire surface. The main conditions for sputtering in this case are Ar gas pressure: 10 [mTorr] and direct current: 1.5 [A]. 10- (2) A resist film 38 having a wiring pattern is formed by applying a resist process in a normal lithography technique.

【0048】10−(3) RIE法を適用することに依り、レジスト膜38をエッ
チング・マスクとして、前記工程10−(1)に於いて
形成した厚さ500〔nm〕のNb膜のパターニングを
行なって配線30を形成する。この場合のRIEの主な
条件は、 エッチング・ガス:CF4 +(5〔%〕)O2 ガス圧力:50〔mTorr〕 高周波パワー:50〔W〕 である。 10−(4) レジスト膜38を除去し、その後、通常の技術を適用し
てジョセフソン集積回路を完成する。
10- (3) By applying the RIE method, the resist film 38 is used as an etching mask to pattern the Nb film having a thickness of 500 nm formed in the step 10- (1). Then, the wiring 30 is formed. The main conditions of RIE in this case are: etching gas: CF 4 + (5 [%]) O 2 gas pressure: 50 [mTorr] and high frequency power: 50 [W]. 10- (4) The resist film 38 is removed, and then a normal technique is applied to complete the Josephson integrated circuit.

【0049】図11及び図12は本発明に於ける第二実
施例を解説する為の工程要所に於けるジョセフソン集積
回路の要部切断側面図を表し、以下、これ等の図を参照
しつつ説明する。尚、図1乃至図10に於いて用いた記
号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つもの
とする。
FIG. 11 and FIG. 12 are sectional side views of the essential parts of the Josephson integrated circuit in the process steps for explaining the second embodiment of the present invention. Refer to these figures below. I will explain. The same symbols as those used in FIGS. 1 to 10 represent the same parts or have the same meanings.

【0050】本実施例では、第一実施例に於ける工程の
最初から8−(2)まで、即ち、上部電極28が形成さ
れた後にNb膜のパターニングを行なって下部電極26
を形成するまでの工程は全く同じであるので省略し、そ
の次の段階から説明する。
In this embodiment, from the beginning of the process in the first embodiment to 8- (2), that is, after the upper electrode 28 is formed, the Nb film is patterned to form the lower electrode 26.
Since the steps up to the formation of are completely the same, the description thereof will be omitted, and description will be given from the next step.

【0051】図11参照 11−(1) レジスト膜35を除去してから、スパッタリング法を適
用することに依り、全面に厚さ例えば300〔nm〕の
SiO2 からなる第三層目絶縁膜29を形成する。この
場合のスパッタリングの主な条件は、 Arガス圧:10〔mTorr〕 高周波パワー:11.2〔W/cm2 〕 である。
11- (1) By removing the resist film 35 and then applying a sputtering method, the third layer insulating film 29 of SiO 2 having a thickness of, for example, 300 [nm] is formed on the entire surface. To form. The main conditions for sputtering in this case are Ar gas pressure: 10 [mTorr] and high frequency power: 11.2 [W / cm 2 ].

【0052】11−(2) 通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを
適用することに依って、絶縁膜29に対する電極コンタ
クト窓を形成する為の開口37Aをもったレジスト膜3
7を形成する。
11- (2) The resist film 3 having an opening 37A for forming an electrode contact window for the insulating film 29 is formed by applying a resist process in a general lithography technique.
Form 7.

【0053】11−(3) RIE法を適用することに依り、レジスト膜37をエッ
チング・マスクに絶縁膜29の選択的エッチングを行な
い、電極コンタクト窓29Aを形成して上部電極28の
一部、及び、下部電極26の一部を表出させる。この場
合のRIEの主な条件は、 エッチング・ガス:CHF3 +(20〔%〕)O2 ガス圧力:15〔mTorr〕 高周波パワー:100〔W〕 である。
11- (3) By applying the RIE method, the insulating film 29 is selectively etched using the resist film 37 as an etching mask to form an electrode contact window 29A, and a part of the upper electrode 28 is formed. Also, a part of the lower electrode 26 is exposed. The main conditions of RIE in this case are: etching gas: CHF 3 + (20 [%]) O 2 gas pressure: 15 [mTorr] high frequency power: 100 [W].

【0054】図12参照 12−(1) レジスト膜37を除去してから、スパッタリング法を適
用することに依り、全面に厚さ例えば500〔nm〕の
Nb膜を形成する。この場合のスパッタリングの主な条
件は、 Arガス圧:10〔mTorr〕 直流電流:1.5〔A〕 である。
See FIG. 12 12- (1) After removing the resist film 37, a sputtering method is applied to form an Nb film with a thickness of, for example, 500 nm on the entire surface. The main conditions for sputtering in this case are Ar gas pressure: 10 [mTorr] and direct current: 1.5 [A].

【0055】12−(2) 通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを
適用することに依って、配線のパターンをもったレジス
ト膜38を形成する。 12−(3) RIE法を適用することに依り、レジスト膜38をエッ
チング・マスクとして、前記工程12−(1)に於いて
形成した厚さ500〔nm〕のNb膜のパターニングを
行なって配線30A,30B,30C,30Dなどを形
成する。この場合のRIEの主な条件は、 エッチング・ガス:CF4 +(5〔%〕)O2 ガス圧力:50〔mTorr〕 高周波パワー:50〔W〕 である。
12- (2) A resist film 38 having a wiring pattern is formed by applying a resist process in an ordinary lithography technique. 12- (3) By applying the RIE method, the resist film 38 is used as an etching mask to pattern the Nb film having a thickness of 500 nm formed in the step 12- (1), and wiring is performed. 30A, 30B, 30C, 30D, etc. are formed. The main conditions of RIE in this case are: etching gas: CF 4 + (5 [%]) O 2 gas pressure: 50 [mTorr] and high frequency power: 50 [W].

【0056】12−(4) レジスト膜38を除去し、その後、通常の技術を適用し
てジョセフソン集積回路を完成する。この第二実施例に
依ると、第一実施例に比較し、段差部分の配線を厚く補
強することができる。
12- (4) The resist film 38 is removed, and then a normal technique is applied to complete the Josephson integrated circuit. According to the second embodiment, the wiring in the step portion can be thickly reinforced as compared with the first embodiment.

【0057】また、これに限らず、本発明に於いては、
多くの改変を行なうことができ、例えば、前記した工程
の3−(1)、6−(1)、9−(1)に於いてそれぞ
れ形成したSiO2 からなる第一層目絶縁膜23、第二
層目絶縁膜25、第三層目絶縁膜29はバイアス・スパ
ッタリング法を適用して堆積すれば表面を平坦化するこ
とができるので、リソグラフィに依る加工を精密に実施
して微細なパターンを形成したり、断線を防止するのに
有効であり、また、前記した工程の4−(3)に於いて
は、Mo膜をパターニングすることで抵抗24を形成し
たが、この際、同じくMo膜からなるトラップ除去用ヒ
ータを組み入れることも可能である。
Further, not limited to this, in the present invention,
Many modifications can be made. For example, the first-layer insulating film 23 made of SiO 2 formed in 3- (1), 6- (1), and 9- (1) of the above-mentioned process, Since the surfaces of the second-layer insulating film 25 and the third-layer insulating film 29 can be flattened by applying a bias sputtering method, the surface of the second-layer insulating film 25 and the third-layer insulating film 29 can be planarized. Is effective in preventing the formation of a wire and preventing disconnection, and in the step 4- (3) described above, the resistor 24 is formed by patterning the Mo film. It is also possible to incorporate a trap removal heater consisting of a film.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明に依るジョセフソン集積回路の製
造方法に於いては、グランド・プレーン及び第一の絶縁
膜を形成する工程と、高融点金属からなる抵抗を形成す
る工程と、抵抗を第一の絶縁膜との間で埋め込む第二の
絶縁膜を形成する工程と、第二の絶縁膜に電極コンタク
ト窓を形成する工程と、下部電極膜及びトンネル・バリ
ヤ膜及び上部電極膜を形成する工程と、パターニングを
行なって上部電極及び上部電極と同パターンのトンネル
・バリヤ膜及び下部電極を形成してジョセフソン接合を
得る工程と、電極コンタクト窓をもった第三の絶縁膜を
形成する工程と、上部電極にコンタクトする配線を形成
する工程とが含まれてなる。
In the method for manufacturing the Josephson integrated circuit according to the present invention, the step of forming the ground plane and the first insulating film, the step of forming the resistor made of refractory metal, and the step of forming the resistor are performed. Forming a second insulating film to be embedded between the first insulating film, forming an electrode contact window in the second insulating film, forming a lower electrode film, a tunnel barrier film and an upper electrode film And a step of patterning to form an upper electrode, a tunnel barrier film and a lower electrode having the same pattern as the upper electrode to obtain a Josephson junction, and a third insulating film having an electrode contact window. And a step of forming a wiring that contacts the upper electrode.

【0059】前記構成を採ることに依り、グランド・プ
レーンと抵抗とは第一の絶縁膜で確実に分離され、ま
た、第二の絶縁膜で抵抗の保護を行って、下部電極やジ
ョセフソン接合などを加工する際に抵抗が損傷されて抵
抗値が増加することに依る集積回路の信頼性低下を抑止
し、しかも、第二の絶縁膜には残留突出部分は生成され
ないから、下部電極の断線、或いは、絶縁膜のカバレイ
ジ不良に起因する短絡などは発生せず、更にまた、第二
の絶縁膜で抵抗と下部電極とを電気的に分離しているの
で、下部電極を抵抗の上まで這わせるようなレイアウト
をしても回路的には何らの問題も起こらず、従って、回
路が立体化された構成となって面積を縮小することが可
能である。
By adopting the above configuration, the ground plane and the resistor are reliably separated by the first insulating film, and the resistor is protected by the second insulating film, so that the lower electrode and the Josephson junction are connected. It prevents the deterioration of the reliability of the integrated circuit due to the damage of the resistance and the increase of the resistance value when processing such as, and since the residual protruding part is not formed in the second insulating film, the disconnection of the lower electrode Alternatively, a short circuit or the like due to defective coverage of the insulating film does not occur, and furthermore, since the resistor and the lower electrode are electrically separated by the second insulating film, the lower electrode crawls above the resistor. Even if such a layout is adopted, no problem occurs in terms of the circuit, so that the circuit can be made into a three-dimensional structure and the area can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理を解説する為のジョセフソン集積
回路の要部切断側面図である。
FIG. 1 is a cutaway side view of an essential part of a Josephson integrated circuit for explaining the principle of the present invention.

【図2】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工程
要所に於けるジョセフソン集積回路の要部切断側面図で
ある。
FIG. 2 is a side sectional view of a main part of a Josephson integrated circuit in a process main part for explaining a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工程
要所に於けるジョセフソン集積回路の要部切断側面図で
ある。
FIG. 3 is a side sectional view of a main part of a Josephson integrated circuit in a process main part for explaining a first embodiment of the present invention.

【図4】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工程
要所に於けるジョセフソン集積回路の要部切断側面図で
ある。
FIG. 4 is a side sectional view of a main part of a Josephson integrated circuit in a process key point for explaining a first embodiment of the present invention.

【図5】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工程
要所に於けるジョセフソン集積回路の要部切断側面図で
ある。
FIG. 5 is a side sectional view of a main part of a Josephson integrated circuit in a process main part for explaining the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工程
要所に於けるジョセフソン集積回路の要部切断側面図で
ある。
FIG. 6 is a side sectional view showing a principal part of a Josephson integrated circuit in a process main part for explaining a first embodiment of the present invention.

【図7】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工程
要所に於けるジョセフソン集積回路の要部切断側面図で
ある。
FIG. 7 is a side sectional view showing a principal part of a Josephson integrated circuit at a process step for explaining the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工程
要所に於けるジョセフソン集積回路の要部切断側面図で
ある。
FIG. 8 is a side sectional view of a main part of a Josephson integrated circuit in a process main part for explaining the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工程
要所に於けるジョセフソン集積回路の要部切断側面図で
ある。
FIG. 9 is a side sectional view showing a principal part of a Josephson integrated circuit in a process main part for explaining a first embodiment of the present invention.

【図10】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工
程要所に於けるジョセフソン集積回路の要部切断側面図
である。
FIG. 10 is a side sectional view showing a principal part of a Josephson integrated circuit in a process main part for explaining the first embodiment of the present invention.

【図11】第二実施例を解説する為の工程要所に於ける
ジョセフソン集積回路の要部切断側面図である。
FIG. 11 is a cutaway side view of a main part of a Josephson integrated circuit in a process main part for explaining a second embodiment.

【図12】第二実施例を解説する為の工程要所に於ける
ジョセフソン集積回路の要部切断側面図である。
FIG. 12 is a side sectional view of a main part of a Josephson integrated circuit in a process main part for explaining a second embodiment.

【図13】ジョセフソン集積回路を製造する従来の技術
を解説する為の工程要所に於けるジョセフソン集積回路
の要部切断側面図である。
FIG. 13 is a fragmentary side view of a Josephson integrated circuit at a process step for explaining a conventional technique for manufacturing a Josephson integrated circuit.

【図14】ジョセフソン集積回路を製造する従来の技術
を解説する為の工程要所に於けるジョセフソン集積回路
の要部切断側面図である。
FIG. 14 is a fragmentary side view of the Josephson integrated circuit at a process step for explaining the conventional technique for manufacturing the Josephson integrated circuit.

【図15】ジョセフソン集積回路を製造する従来の技術
を解説する為の工程要所に於けるジョセフソン集積回路
の要部切断側面図である。
FIG. 15 is a fragmentary side view of the Josephson integrated circuit at a process step for explaining the conventional technique for manufacturing the Josephson integrated circuit.

【図16】ジョセフソン集積回路を製造する従来の技術
を解説する為の工程要所に於けるジョセフソン集積回路
の要部切断側面図である。
FIG. 16 is a fragmentary side view of a Josephson integrated circuit in a process key point for explaining a conventional technique for manufacturing a Josephson integrated circuit.

【図17】ジョセフソン集積回路を製造する従来の技術
を解説する為の工程要所に於けるジョセフソン集積回路
の要部切断側面図である。
FIG. 17 is a fragmentary side view of the Josephson integrated circuit at a process step for explaining the conventional technique for manufacturing the Josephson integrated circuit.

【図18】リフト・オフ法を適用した際の問題点を説明
する為の工程要所に於けるジョセフソン集積回路の要部
切断側面図である。
FIG. 18 is a cutaway side view of a main part of a Josephson integrated circuit in a process key part for explaining a problem when the lift-off method is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 例えばSiからなる基板 22 例えばNbからなるグランド・プレーン 23 例えばSiO2 からなる第一層目絶縁膜 23A 電極コンタクト窓 24 例えばMoなど高融点金属からなる抵抗 25 例えばSiO2 からなる第二層目絶縁膜 26 例えばNbからなる下部電極 27 例えばAlOx からなるトンネル・バリヤ膜 28 例えばNbからなる上部電極 29 例えばSiO2 からなる絶縁膜 29A 電極コンタクト窓 30 例えばNbからなる配線 31 レジスト膜 32 レジスト膜 33 レジスト膜 33A 開口 34 レジスト膜 34A 開口 35 レジスト膜 36 レジスト膜 36A 開口 37 レジスト膜 37A 開口 38 レジスト膜21 substrate made of Si 22 ground plane made of Nb 23 first layer insulating film made of SiO 2 23A electrode contact window 24 resistor made of refractory metal such as Mo 25 second layer made of SiO 2 Insulating film 26 Lower electrode made of Nb 27 For example, tunnel barrier film made of AlO x 28 Upper electrode made of Nb 29 For example, insulating film made of SiO 2 29A Electrode contact window 30 Wiring made of Nb 31 Resist film 32 Resist film 33 resist film 33A opening 34 resist film 34A opening 35 resist film 36 resist film 36A opening 37 resist film 37A opening 38 resist film

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上にグランド・プレーン及び該グラン
ド・プレーンを覆う第一の絶縁膜をその順に形成する工
程と、 次いで、該第一の絶縁膜上に高融点金属からなる抵抗を
形成する工程と、 次いで、該高融点金属からなる抵抗を該第一の絶縁膜と
の間で埋め込むように第二の絶縁膜を形成する工程と、 次いで、該第二の絶縁膜を選択的にエッチングして該抵
抗のエッジに対向する箇所並びに該グランド・プレーン
に対向する適所に電極コンタクト窓を形成する工程と、 次いで、該電極コンタクト窓を含む該第二の絶縁膜上に
下部電極膜及びトンネル・バリヤ膜及び上部電極膜をそ
の順に形成する工程と、 次いで、該上部電極膜及びトンネル・バリヤ膜及び下部
電極膜のパターニングを行なって上部電極及び該上部電
極と同パターンのトンネル・バリヤ膜及び下部電極を形
成してジョセフソン接合を得る工程と、 次いで、該上部電極に対向する電極コンタクト窓をもっ
た第三の絶縁膜を形成する工程と、 次いで、該電極コンタクト窓を介して該上部電極にコン
タクトする配線を形成する工程とが含まれてなることを
特徴とするジョセフソン集積回路の製造方法。
1. A step of sequentially forming a ground plane and a first insulating film covering the ground plane on a substrate, and then forming a resistor made of a refractory metal on the first insulating film. A step of forming a second insulating film so as to fill the resistor made of the refractory metal with the first insulating film, and then selectively etching the second insulating film And forming an electrode contact window at a position facing the edge of the resistor and at a suitable position facing the ground plane, and then forming a lower electrode film and a tunnel on the second insulating film including the electrode contact window. A step of forming a barrier film and an upper electrode film in that order, and then a patterning of the upper electrode film, the tunnel barrier film and the lower electrode film to form a pattern of the upper electrode and the upper electrode. Forming a channel barrier film and a lower electrode to obtain a Josephson junction, then forming a third insulating film having an electrode contact window facing the upper electrode, and then forming the electrode contact window And a step of forming a wiring contacting the upper electrode through the method of manufacturing a Josephson integrated circuit.
【請求項2】上部電極に対向する電極コンタクト窓をも
った第三の絶縁膜を形成する際それと同時に下部電極が
抵抗或いはグランド・プレーンとコンタクトしている箇
所に対向する部分にも電極コンタクト窓を形成する工程
と、 次いで、電極コンタクト窓を介して上部電極にコンタク
トする配線を形成する際それと同時にさきに形成した電
極コンタクト窓を介して該下部電極にもコンタクトする
配線を形成する工程が含まれてなることを特徴とする請
求項1記載のジョセフソン集積回路の製造方法。
2. When forming a third insulating film having an electrode contact window facing the upper electrode, at the same time, an electrode contact window is also provided at a portion facing the portion where the lower electrode is in contact with the resistor or the ground plane. And a step of forming a wiring that also contacts the lower electrode through the electrode contact window formed at the same time as forming a wiring that contacts the upper electrode through the electrode contact window. The method of manufacturing a Josephson integrated circuit according to claim 1, wherein
【請求項3】第一の絶縁膜上に高融点金属からなる抵抗
を形成する際それと同時に同じ高融点金属からなるトラ
ップ除去用ヒータを形成する工程が含まれてなることを
特徴とする請求項1記載のジョセフソン集積回路の製造
方法。
3. A step of forming a resistor made of a refractory metal on the first insulating film and at the same time forming a trap removing heater made of the same refractory metal. 1. A method for manufacturing a Josephson integrated circuit according to 1.
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