JPH06112538A - 超電導素子 - Google Patents
超電導素子Info
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- JPH06112538A JPH06112538A JP4261668A JP26166892A JPH06112538A JP H06112538 A JPH06112538 A JP H06112538A JP 4261668 A JP4261668 A JP 4261668A JP 26166892 A JP26166892 A JP 26166892A JP H06112538 A JPH06112538 A JP H06112538A
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- drain
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- electrode
- oxide
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- 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
- H10N60/20—Permanent superconducting devices
- H10N60/205—Permanent superconducting devices having three or more electrodes, e.g. transistor-like structures
- H10N60/207—Field effect devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/775—High tc, above 30 k, superconducting material
- Y10S505/776—Containing transition metal oxide with rare earth or alkaline earth
- Y10S505/779—Other rare earth, i.e. Sc,Y,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu and alkaline earth, i.e. Ca,Sr,Ba,Ra
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】耐電圧に優れる超電導トランジスタを得る。
【構成】基板１上に酸化物超電導体３であるソース領域
とドレイン領域、二つの領域にはさまれた中間領域であ
るＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 層２またはＳｃＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7-x 層２を設ける。中間領域上に絶縁層４を設ける。
ゲートオフ時に中間領域を絶縁体、オン時に超電導体と
するトランジスタ。
とドレイン領域、二つの領域にはさまれた中間領域であ
るＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 層２またはＳｃＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7-x 層２を設ける。中間領域上に絶縁層４を設ける。
ゲートオフ時に中間領域を絶縁体、オン時に超電導体と
するトランジスタ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は超電導素子にかかり、
特に酸化物高温超電導体を用いた電界効果トランジスタ
に関する。
特に酸化物高温超電導体を用いた電界効果トランジスタ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導現象は電気抵抗がゼロになること
から、これを利用した高速かつ低消費電力の超電導トラ
ンジスタの開発が期待され、いくつかの構造が提案され
ている。その中で、電圧駆動形の超電導トランジスタ
は、入力インピーダンスが大きいために駆動しやすく、
また、入力ロスも少ないため、その開発が期待されてい
る。
から、これを利用した高速かつ低消費電力の超電導トラ
ンジスタの開発が期待され、いくつかの構造が提案され
ている。その中で、電圧駆動形の超電導トランジスタ
は、入力インピーダンスが大きいために駆動しやすく、
また、入力ロスも少ないため、その開発が期待されてい
る。
【０００３】図３は従来の電圧駆動形の超電導トランジ
スタを示す断面図である。図示するように、この超電導
トランジスタはＳｉ単結晶基板１４上に設けられた砒素
イオン打ち込み部１５を介して、超電導電極であるソー
ス１１とドレイン１２を設け、ソースとドレイン間にゲ
ート酸化膜によって絶縁されたゲート１３を設けた構造
を有し、ゲートは側面絶縁膜１７とオーバーハング１６
によって被覆されている。ここで、例えば上記ソースと
ドレインはＮｂから形成され、ゲート１３は多結晶Ｓｉ
から形成され、オーバーハング１６と側面絶縁膜１７は
Ｓｉ3 Ｎ4 から形成され、ゲート酸化膜１８はＳｉＯ2
から形成される。
スタを示す断面図である。図示するように、この超電導
トランジスタはＳｉ単結晶基板１４上に設けられた砒素
イオン打ち込み部１５を介して、超電導電極であるソー
ス１１とドレイン１２を設け、ソースとドレイン間にゲ
ート酸化膜によって絶縁されたゲート１３を設けた構造
を有し、ゲートは側面絶縁膜１７とオーバーハング１６
によって被覆されている。ここで、例えば上記ソースと
ドレインはＮｂから形成され、ゲート１３は多結晶Ｓｉ
から形成され、オーバーハング１６と側面絶縁膜１７は
Ｓｉ3 Ｎ4 から形成され、ゲート酸化膜１８はＳｉＯ2
から形成される。
【０００４】上述の従来の超電導トランジスタにおいて
は、ソースとドレインからコヒーレント長程度クーパー
対が染みだし、上記コヒーレント長をゲートに印加する
電圧の大きさによって変調し、ソースとドレインの間を
クーパー対でつなごうとするものである。コヒーレント
長は、従来の超電導体では、数１０ｎｍ程度であるた
め、従来の超電導トランジスタでは、ゲートとドレイン
の間隔Ｌを0.１μｍ程度に近接させる必要があった。
は、ソースとドレインからコヒーレント長程度クーパー
対が染みだし、上記コヒーレント長をゲートに印加する
電圧の大きさによって変調し、ソースとドレインの間を
クーパー対でつなごうとするものである。コヒーレント
長は、従来の超電導体では、数１０ｎｍ程度であるた
め、従来の超電導トランジスタでは、ゲートとドレイン
の間隔Ｌを0.１μｍ程度に近接させる必要があった。
【０００５】図４は従来の超電導トランジスタの電流−
電圧特性を示す線図である。横軸はソース−ドレイン間
電圧であり、縦軸はソース−ドレイン間電流であり、ゲ
ート電圧を0.５Ｖ, １Ｖ, ２Ｖと変化させた場合の電流
−電圧特性が示されている。上記した電圧駆動形の超電
導トランジスタの他に、電流注入形の超電導トランジス
タも提案されているが、電流注入形の超電導トランジス
タは電流注入による発熱や電流利得が小さいなどの問題
があり、これまでに良好な特性が得られたという報告は
ない。
電圧特性を示す線図である。横軸はソース−ドレイン間
電圧であり、縦軸はソース−ドレイン間電流であり、ゲ
ート電圧を0.５Ｖ, １Ｖ, ２Ｖと変化させた場合の電流
−電圧特性が示されている。上記した電圧駆動形の超電
導トランジスタの他に、電流注入形の超電導トランジス
タも提案されているが、電流注入形の超電導トランジス
タは電流注入による発熱や電流利得が小さいなどの問題
があり、これまでに良好な特性が得られたという報告は
ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
電圧駆動形の超電導トランジスタにおいては、コヒーレ
ント長が短いためにゲート長 (ソース−ドレイン間隔)
を0.１μｍ以下にする必要がある。また、超電導体に酸
化物を利用する超電導トランジスタにおいては、臨界温
度ＴC が４０Ｋ以上の酸化物超電導体のコヒーレント長
λは数ｎｍ以下でありゲート長はさらに短くする必要が
ある。このような短いゲート長を持つデバイスを製造す
ることは極めて困難であり、さらにソース−ドレイン間
が非常に近接してしまうため、素子がオフ状態のソース
−ドレイン間耐電圧が非常に小さくなり従来の半導体素
子との結合が困難となっている。
電圧駆動形の超電導トランジスタにおいては、コヒーレ
ント長が短いためにゲート長 (ソース−ドレイン間隔)
を0.１μｍ以下にする必要がある。また、超電導体に酸
化物を利用する超電導トランジスタにおいては、臨界温
度ＴC が４０Ｋ以上の酸化物超電導体のコヒーレント長
λは数ｎｍ以下でありゲート長はさらに短くする必要が
ある。このような短いゲート長を持つデバイスを製造す
ることは極めて困難であり、さらにソース−ドレイン間
が非常に近接してしまうため、素子がオフ状態のソース
−ドレイン間耐電圧が非常に小さくなり従来の半導体素
子との結合が困難となっている。
【０００７】この発明は上述の点に鑑みなされ、その目
的はソース−ドレイン間に新規な絶縁体を用いることに
より、ソース−ドレイン間距離を大きくして耐電圧に優
れる超電導トランジスタを提供することにある。
的はソース−ドレイン間に新規な絶縁体を用いることに
より、ソース−ドレイン間距離を大きくして耐電圧に優
れる超電導トランジスタを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的は第一の発明
によれば、基板上にソース領域と中間領域とドレイン領
域と絶縁層とソース電極とドレイン電極とゲート電極と
を有し、ソース領域と、ドレイン領域と中間領域は相接
して基板上に直接的に積層され、ソース領域とドレイン
領域はｐ型の酸化物超電導体であり、中間領域はソース
領域とドレイン領域の間に配置され、絶縁層は前記中間
領域の上に積層され、ドレイン電極はドレイン領域に接
続され、ソース電極はソース領域に接続され、ゲート電
極は絶縁層に接続され、中間領域は酸化物ＰｒＢａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏ7-x からなるとすることにより達成される。また
第二の発明によれば、基板上にソース領域と中間領域と
ドレイン領域と、絶縁層と、ソース電極と、ドレイン電
極と、ゲート電極とを有し、ソース領域と、ドレイン領
域と中間領域は相接して基板上に直接的に積層され、ソ
ース領域とドレイン領域はｐ型の酸化物超電導体であ
り、中間領域はソース領域とドレイン領域の間に配置さ
れ、絶縁層は前記中間領域の上に積層され、ドレイン電
極はドレイン領域に接続され、ソース電極はソース領域
に接続され、ゲート電極は絶縁層に接続され、中間領域
は酸化物ＳｃＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x からなるとすることに
より達成される。
によれば、基板上にソース領域と中間領域とドレイン領
域と絶縁層とソース電極とドレイン電極とゲート電極と
を有し、ソース領域と、ドレイン領域と中間領域は相接
して基板上に直接的に積層され、ソース領域とドレイン
領域はｐ型の酸化物超電導体であり、中間領域はソース
領域とドレイン領域の間に配置され、絶縁層は前記中間
領域の上に積層され、ドレイン電極はドレイン領域に接
続され、ソース電極はソース領域に接続され、ゲート電
極は絶縁層に接続され、中間領域は酸化物ＰｒＢａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏ7-x からなるとすることにより達成される。また
第二の発明によれば、基板上にソース領域と中間領域と
ドレイン領域と、絶縁層と、ソース電極と、ドレイン電
極と、ゲート電極とを有し、ソース領域と、ドレイン領
域と中間領域は相接して基板上に直接的に積層され、ソ
ース領域とドレイン領域はｐ型の酸化物超電導体であ
り、中間領域はソース領域とドレイン領域の間に配置さ
れ、絶縁層は前記中間領域の上に積層され、ドレイン電
極はドレイン領域に接続され、ソース電極はソース領域
に接続され、ゲート電極は絶縁層に接続され、中間領域
は酸化物ＳｃＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x からなるとすることに
より達成される。
【０００９】
【作用】ＣｕＯ2 面を有し、かつペロブスカイト構造や
その類似の結晶構造を持つ酸化物高温超電導体にはＬａ
−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｌａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｌｎ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ (Ｌｎ＝Ｙ, Ｌａ, Ｎｄ, Ｓｍ, Ｅｕ,
Ｇｄ, Ｔｂ, Ｄｙ, Ｈｏ, Ｅｒ, Ｔｍ, Ｙｂ, Ｌｕ)
系, Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｔｌ−Ｂａ−Ｃｕ
−Ｏ系, Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｎｄ−Ｃｅ−Ｃｕ−
Ｏ系など多数の種類がある。これらの酸化物高温超電導
体は単にＴC が高いだけではなく、従来の超電導体に比
べ、 (1) ｐ形超電導, ｎ形超電導が存在する。
その類似の結晶構造を持つ酸化物高温超電導体にはＬａ
−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｌａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｌｎ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ (Ｌｎ＝Ｙ, Ｌａ, Ｎｄ, Ｓｍ, Ｅｕ,
Ｇｄ, Ｔｂ, Ｄｙ, Ｈｏ, Ｅｒ, Ｔｍ, Ｙｂ, Ｌｕ)
系, Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｔｌ−Ｂａ−Ｃｕ
−Ｏ系, Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｎｄ−Ｃｅ−Ｃｕ−
Ｏ系など多数の種類がある。これらの酸化物高温超電導
体は単にＴC が高いだけではなく、従来の超電導体に比
べ、 (1) ｐ形超電導, ｎ形超電導が存在する。
【００１０】(2) キャリア濃度により超電導相−金属相
−半導体相−絶縁相への転移が起こる。 (3) キャリア濃度が低い。 (4) 超電導相と反強磁性絶縁相が隣接している。 などの特徴をもっている。
−半導体相−絶縁相への転移が起こる。 (3) キャリア濃度が低い。 (4) 超電導相と反強磁性絶縁相が隣接している。 などの特徴をもっている。
【００１１】上記高温超電導体のうち、これまでＮｄ−
Ｃｅ−Ｃｕ−Ｏ系 (Ｎｄ2-x ＣｅxＣｕＯ4 ) はｎ形超
電導体で、これ以外はｐ形超電導体であることが知られ
ている。ｐ形超電導体はＴC の違いを除くと多くの共通
性を持っており、その代表的な材料はＬａ−Ｓｒ−Ｃｕ
−Ｏ系 (Ｌａ2-x Ｓｒx ＣｕＯ4 ) である。Ｎｄ2-x Ｃ
ｅx ＣｕＯ4 は、ｘ＝０すなわちＮｄ2 ＣｕＯ4 では、
反強磁性の絶縁体である。これに、４価の金属であるＣ
ｅをドープすると自由電子濃度が増加し、ｘ＝0.１５付
近で金属的な伝導を持つようになり、この時低温にする
と電子がクーパー対を形成し、超電導状態となる (ｎ形
超電導体) 。
Ｃｅ−Ｃｕ−Ｏ系 (Ｎｄ2-x ＣｅxＣｕＯ4 ) はｎ形超
電導体で、これ以外はｐ形超電導体であることが知られ
ている。ｐ形超電導体はＴC の違いを除くと多くの共通
性を持っており、その代表的な材料はＬａ−Ｓｒ−Ｃｕ
−Ｏ系 (Ｌａ2-x Ｓｒx ＣｕＯ4 ) である。Ｎｄ2-x Ｃ
ｅx ＣｕＯ4 は、ｘ＝０すなわちＮｄ2 ＣｕＯ4 では、
反強磁性の絶縁体である。これに、４価の金属であるＣ
ｅをドープすると自由電子濃度が増加し、ｘ＝0.１５付
近で金属的な伝導を持つようになり、この時低温にする
と電子がクーパー対を形成し、超電導状態となる (ｎ形
超電導体) 。
【００１２】一方、Ｌａ2-x Ｓｒx ＣｕＯ4 は、ｘ＝０
すなわちＬａ2 ＣｕＯ4 では、反強磁性の絶縁体であ
る。これに、２価の金属であるＳｒをドープすると自由
正孔 (ホール) 濃度が増加し、ｘ＝0.１５付近で金属的
な伝導を持つようになり、この時低温にすると正孔がク
ーパー対を形成し、超電導状態となる (ｐ形超電導
体)。
すなわちＬａ2 ＣｕＯ4 では、反強磁性の絶縁体であ
る。これに、２価の金属であるＳｒをドープすると自由
正孔 (ホール) 濃度が増加し、ｘ＝0.１５付近で金属的
な伝導を持つようになり、この時低温にすると正孔がク
ーパー対を形成し、超電導状態となる (ｐ形超電導
体)。
【００１３】図５はＮｄ2-x Ｃｅx ＣｕＯ4 , Ｌａ2-x
Ｓｒx ＣｕＯ4 におけるＣｅあるいはＳｒのドープ量と
超電導臨界温度ＴC または反強磁性臨界温度ＴN (ネー
ル温度) との関係を示す線図である。他方、上記酸化物
超電導体と類似の結晶構造を持ちながら、キャリア濃度
が不足しているために超電導体にならない物質としてＰ
ｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x が知られている。
Ｓｒx ＣｕＯ4 におけるＣｅあるいはＳｒのドープ量と
超電導臨界温度ＴC または反強磁性臨界温度ＴN (ネー
ル温度) との関係を示す線図である。他方、上記酸化物
超電導体と類似の結晶構造を持ちながら、キャリア濃度
が不足しているために超電導体にならない物質としてＰ
ｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x が知られている。
【００１４】この発明は上記のような高温超電導体の性
質に着目したもので、ＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x に何らか
の手段によりキャリア濃度を高くすることができれば、
超電導転移を起こすことができる。ＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-x にキャリアを注入する方法として、界面へ電圧を印
加しエネルギーバンドを曲げ, 表面にキャリアをため
る。この場合のキャリアは正孔である。この正孔はソー
スあるいはドレインから注入されなければならないが、
ソース, ドレインを金属で作るとソース, ドレインとＰ
ｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x との界面にヘテロ接合ができ、そ
の結果障壁が形成されて、キャリアの注入がスムーズに
行われない。そこで、ソース, ドレイン領域を酸化物超
電導体で形成する。このようにすれば、バンド構造とし
てはソース−ＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x −ドレイン間がス
ムーズに結合され、キャリアの注入が可能となる。
質に着目したもので、ＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x に何らか
の手段によりキャリア濃度を高くすることができれば、
超電導転移を起こすことができる。ＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-x にキャリアを注入する方法として、界面へ電圧を印
加しエネルギーバンドを曲げ, 表面にキャリアをため
る。この場合のキャリアは正孔である。この正孔はソー
スあるいはドレインから注入されなければならないが、
ソース, ドレインを金属で作るとソース, ドレインとＰ
ｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x との界面にヘテロ接合ができ、そ
の結果障壁が形成されて、キャリアの注入がスムーズに
行われない。そこで、ソース, ドレイン領域を酸化物超
電導体で形成する。このようにすれば、バンド構造とし
てはソース−ＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x −ドレイン間がス
ムーズに結合され、キャリアの注入が可能となる。
【００１５】ソース領域とドレイン領域の間に設けられ
たＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 表面に上記ソース領域やドレ
イン領域から正孔を注入すると、この注入正孔は低温で
クーパー対を作る。その結果、ソース領域とドレイン領
域に超電導電流が流れ、これによって電圧駆動形の超電
導トランジスタが形成される。もちろん、超電導トラン
ジスタのゲート電圧がオフ状態の時には、上記ソース領
域とドレイン領域の間に設けたＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x
領域は絶縁体となるため、完全な絶縁が可能となる。ま
たソース領域とドレイン領域間中間領域の寸法に制約が
なくソース−ドレイン間の距離を大きくできるから耐電
圧の大きな超電導トランジスタが得られる。
たＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 表面に上記ソース領域やドレ
イン領域から正孔を注入すると、この注入正孔は低温で
クーパー対を作る。その結果、ソース領域とドレイン領
域に超電導電流が流れ、これによって電圧駆動形の超電
導トランジスタが形成される。もちろん、超電導トラン
ジスタのゲート電圧がオフ状態の時には、上記ソース領
域とドレイン領域の間に設けたＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x
領域は絶縁体となるため、完全な絶縁が可能となる。ま
たソース領域とドレイン領域間中間領域の寸法に制約が
なくソース−ドレイン間の距離を大きくできるから耐電
圧の大きな超電導トランジスタが得られる。
【００１６】
【実施例】図１はこの発明の実施例に係る超電導トラン
ジスタを示す断面図である。基板としてＳｒＴｉＯ3 を
用い、この基板上にＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 層２をを成
膜し、さらにこれに挟むような形でｐ形酸化物超電導体
３であるＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ 7-x を成膜した。ＰｒＢａ2
Ｃｕ3 Ｏ7-x 層上に絶縁層４としてＳｒＴｉＯ3 膜を形
成し、その上にゲート電極７を形成した。ＹＢａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-x 膜上にはソース電極５, ドレイン電極６を形成
した。
ジスタを示す断面図である。基板としてＳｒＴｉＯ3 を
用い、この基板上にＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 層２をを成
膜し、さらにこれに挟むような形でｐ形酸化物超電導体
３であるＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ 7-x を成膜した。ＰｒＢａ2
Ｃｕ3 Ｏ7-x 層上に絶縁層４としてＳｒＴｉＯ3 膜を形
成し、その上にゲート電極７を形成した。ＹＢａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7-x 膜上にはソース電極５, ドレイン電極６を形成
した。
【００１７】図２はこの発明の実施例に係る超電導トラ
ンジスタのソース−ドレイン間電圧(ＶDS) とソース−
ドレイン間電流 (ＩDS) の関係を示す線図である。ゲー
ト電圧 (ＶG ) による変化を示した。ＳｃＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7-x はＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ 7-x と同様の性質を持つか
らＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x に替えてＳｃＢａ2 Ｃｕ3Ｏ
7-x を用いた素子を作製し、その電気的特性を調べた。
その結果、この場合にも前記と同様な特性が観測され
た。
ンジスタのソース−ドレイン間電圧(ＶDS) とソース−
ドレイン間電流 (ＩDS) の関係を示す線図である。ゲー
ト電圧 (ＶG ) による変化を示した。ＳｃＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7-x はＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ 7-x と同様の性質を持つか
らＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x に替えてＳｃＢａ2 Ｃｕ3Ｏ
7-x を用いた素子を作製し、その電気的特性を調べた。
その結果、この場合にも前記と同様な特性が観測され
た。
【００１８】なお、以上の実施例は酸化物超電導体とし
てＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系に限定されるものではなく、
Ｌａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｌａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｌ
ｎ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ (Ｌｎ＝Ｌａ, Ｎｄ, Ｓｍ, Ｅｕ,
Ｇｄ, Ｔｂ, Ｄｙ, Ｈｏ, Ｅｒ, Ｔｍ, Ｙｂ, Ｌｕ)
系, Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｔｌ−Ｂａ−Ｃｕ
−Ｏ系, Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系にも同様に適用するこ
とができる。
てＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 系に限定されるものではなく、
Ｌａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｌａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｌ
ｎ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ (Ｌｎ＝Ｌａ, Ｎｄ, Ｓｍ, Ｅｕ,
Ｇｄ, Ｔｂ, Ｄｙ, Ｈｏ, Ｅｒ, Ｔｍ, Ｙｂ, Ｌｕ)
系, Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｔｌ−Ｂａ−Ｃｕ
−Ｏ系, Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系にも同様に適用するこ
とができる。
【００１９】
【発明の効果】第一の発明によれば、基板上にソース領
域と中間領域とドレイン領域と絶縁層とソース電極とド
レイン電極とゲート電極とを有し、ソース領域と、ドレ
イン領域と中間領域は相接して基板上に直接的に積層さ
れ、ソース領域とドレイン領域はｐ型の酸化物超電導体
であり、中間領域はソース領域とドレイン領域の間に配
置され、絶縁層は前記中間領域の上に積層され、ドレイ
ン電極はドレイン領域に接続され、ソース電極はソース
領域に接続され、ゲート電極は絶縁層に接続され、中間
領域は酸化物ＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x からなるとするこ
と、また第二の発明によれば、基板上にソース領域と中
間領域とドレイン領域と、絶縁層と、ソース電極と、ド
レイン電極と、ゲート電極とを有し、ソース領域と、ド
レイン領域と中間領域は相接して基板上に直接的に積層
され、ソース領域とドレイン領域はｐ型の酸化物超電導
体であり、中間領域はソース領域とドレイン領域の間に
配置され、絶縁層は前記中間領域の上に積層され、ドレ
イン電極はドレイン領域に接続され、ソース電極はソー
ス領域に接続され、ゲート電極は絶縁層に接続され、中
間領域は酸化物ＳｃＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x からなるとする
ので、ソース−ドレイン間の中間領域はゲート電圧オフ
で絶縁性を示し、ゲート電圧オンで中間領域表面にキャ
リアが注入され超電導状態となる。このような超電導ト
ランジスタではソース−ドレイン間の中間領域の寸法に
制約がなくソース−ドレイン間距離お大きくすることが
できるので、従来の超電導トランジスタに比し耐電圧の
大きな超電導トランジスタが得られる。
域と中間領域とドレイン領域と絶縁層とソース電極とド
レイン電極とゲート電極とを有し、ソース領域と、ドレ
イン領域と中間領域は相接して基板上に直接的に積層さ
れ、ソース領域とドレイン領域はｐ型の酸化物超電導体
であり、中間領域はソース領域とドレイン領域の間に配
置され、絶縁層は前記中間領域の上に積層され、ドレイ
ン電極はドレイン領域に接続され、ソース電極はソース
領域に接続され、ゲート電極は絶縁層に接続され、中間
領域は酸化物ＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x からなるとするこ
と、また第二の発明によれば、基板上にソース領域と中
間領域とドレイン領域と、絶縁層と、ソース電極と、ド
レイン電極と、ゲート電極とを有し、ソース領域と、ド
レイン領域と中間領域は相接して基板上に直接的に積層
され、ソース領域とドレイン領域はｐ型の酸化物超電導
体であり、中間領域はソース領域とドレイン領域の間に
配置され、絶縁層は前記中間領域の上に積層され、ドレ
イン電極はドレイン領域に接続され、ソース電極はソー
ス領域に接続され、ゲート電極は絶縁層に接続され、中
間領域は酸化物ＳｃＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x からなるとする
ので、ソース−ドレイン間の中間領域はゲート電圧オフ
で絶縁性を示し、ゲート電圧オンで中間領域表面にキャ
リアが注入され超電導状態となる。このような超電導ト
ランジスタではソース−ドレイン間の中間領域の寸法に
制約がなくソース−ドレイン間距離お大きくすることが
できるので、従来の超電導トランジスタに比し耐電圧の
大きな超電導トランジスタが得られる。
【図１】この発明の実施例に係る超電導トランジスタを
示す断面図
示す断面図
【図２】この発明の実施例に係る超電導トランジスタの
ソース−ドレイン間電圧 (ＶDS) とソース−ドレイン間
電流 (ＩDS) の関係を示す線図
ソース−ドレイン間電圧 (ＶDS) とソース−ドレイン間
電流 (ＩDS) の関係を示す線図
【図３】従来の超電導トランジスタを示す断面図
【図４】従来の超電導トランジスタの電流−電圧特性を
示す線図
示す線図
【図５】Ｎｄ2-x Ｃｅx ＣｕＯ4 , Ｌａ2-x Ｓｒx Ｃｕ
Ｏ4 におけるＣｅあるいはＳｒのドープ量と超電導臨界
温度 (ＴC ) または反強磁性臨界温度 (ＴN ) との関係
を示す線図
Ｏ4 におけるＣｅあるいはＳｒのドープ量と超電導臨界
温度 (ＴC ) または反強磁性臨界温度 (ＴN ) との関係
を示す線図
１ 基板 ２ ＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x 層 ３ 酸化物超電導体 ４ 絶縁層 ５ ソース電極 ６ ドレイン電極 ７ ゲート電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 浩 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 石井 孝志 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 大井 明彦 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 向江 和郎 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】基板上にソース領域と中間領域とドレイン
領域と、絶縁層と、ソース電極と、ドレイン電極と、ゲ
ート電極とを有し、 ソース領域と、ドレイン領域と中間領域は相接して基板
上に直接的に積層され、 ソース領域とドレイン領域はｐ型の酸化物超電導体であ
り、 中間領域はソース領域とドレイン領域の間に配置され、 絶縁層は前記中間領域の上に積層され、 ドレイン電極はドレイン領域に接続され、 ソース電極はソース領域に接続され、 ゲート電極は絶縁層に接続され、 中間領域は酸化物ＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x からなること
を特徴とする超電導素子。 - 【請求項２】基板上にソース領域と中間領域とドレイン
領域と、絶縁層と、ソース電極と、ドレイン電極と、ゲ
ート電極とを有し、 ソース領域と、ドレイン領域と中間領域は相接して基板
上に直接的に積層され、 ソース領域とドレイン領域はｐ型の酸化物超電導体であ
り、 中間領域はソース領域とドレイン領域の間に配置され、 絶縁層は前記中間領域の上に積層され、 ドレイン電極はドレイン領域に接続され、 ソース電極はソース領域に接続され、 ゲート電極は絶縁層に接続され、 中間領域は酸化物ＳｃＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x からなること
を特徴とする超電導素子。 - 【請求項３】請求項１, ２記載の超電導素子において、
ｐ型の酸化物超電導体はＬａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｌａ
−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系, Ｌｎ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ(Ｌｎ＝Ｙ,
Ｌａ, Ｎｄ, Ｓｍ, Ｅｕ, Ｇｄ, Ｔｂ, Ｄｙ, Ｈｏ,
Ｅｒ, Ｔｍ,Ｙｂ, Ｌｕ) 系, Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−Ｏ系, Ｔｌ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系またはＳｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系の酸化物であることを特徴とする超電導素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261668A JPH06112538A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 超電導素子 |
| US08/124,788 US5422336A (en) | 1992-09-30 | 1993-09-22 | Superconducting FET with Pr-Ba-Cu-O channel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261668A JPH06112538A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 超電導素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112538A true JPH06112538A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=17365093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4261668A Pending JPH06112538A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 超電導素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5422336A (ja) |
| JP (1) | JPH06112538A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11083349B2 (en) | 2017-05-12 | 2021-08-10 | Nidec Sankyo Corporation | Fluid damper device and apparatus with damper |
| US11179013B2 (en) | 2017-05-12 | 2021-11-23 | Nidec Sankyo Corporation | Fluid damper device and apparatus with the damper |
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| JPH08227743A (ja) * | 1995-02-20 | 1996-09-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 酸化物超電導体用金属電極 |
| JPH08288563A (ja) * | 1995-04-17 | 1996-11-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導電界効果型素子およびその作製方法 |
| US8204564B2 (en) * | 2007-11-07 | 2012-06-19 | Brookhaven Science Associates, Llc | High temperature interfacial superconductivity |
| IT202100027515A1 (it) | 2021-10-27 | 2023-04-27 | Consiglio Nazionale Ricerche | Superconducting variable inductance transistor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE3876228T2 (de) * | 1988-01-15 | 1993-06-03 | Ibm | Feldeffektanordnung mit supraleitendem kanal. |
| JP2719518B2 (ja) * | 1989-01-25 | 1998-02-25 | 東京大学長 | 酸化物超伝導性素材の製造法 |
| JPH03191581A (ja) * | 1989-12-21 | 1991-08-21 | Fuji Electric Co Ltd | 超伝導トランジスタ |
| JPH0834320B2 (ja) * | 1990-02-02 | 1996-03-29 | 株式会社日立製作所 | 超電導素子 |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4261668A patent/JPH06112538A/ja active Pending
-
1993
- 1993-09-22 US US08/124,788 patent/US5422336A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11083349B2 (en) | 2017-05-12 | 2021-08-10 | Nidec Sankyo Corporation | Fluid damper device and apparatus with damper |
| US11179013B2 (en) | 2017-05-12 | 2021-11-23 | Nidec Sankyo Corporation | Fluid damper device and apparatus with the damper |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5422336A (en) | 1995-06-06 |
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