JPH06302870A

JPH06302870A - 薄膜素子およびその製造方法

Info

Publication number: JPH06302870A
Application number: JP5084847A
Authority: JP
Inventors: Taketomi Kamikawa; 武富上川; Eiji Natori; 栄治名取; Setsuya Iwashita; 節也岩下; Tatsuya Shimoda; 達也下田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-04-12
Filing date: 1993-04-12
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【目的】特性が良好でそのバラツキが少なく、短く簡
単な工程で製造できる薄膜素子とその製造方法を提供す
るものである。【構成】第１の非絶縁層のパターン段差部を層間絶縁
膜を挟んで積層された第２の非絶縁層が被覆する構造を
有する薄膜素子において、パターン段差部における第１
の非絶縁層と第２の非絶縁層を第１の非絶縁層のパター
ン段差部に露出した部分を改質処理した絶縁膜によって
電気的に隔離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチ、メモリー、
センサーなどの素子として電子回路に用いられる薄膜素
子およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】薄膜素子は多くの場合何種類かの薄膜を
多層積層形成した構造からなる。その構造の中でも、半
導体、導体、超伝導体などからなる非絶縁層が複数層あ
り、その間に層間絶縁膜を設けた構造は最もよく用いら
れる構造である。この構造においては層間絶縁膜はそれ
を挟む２つの非絶縁層を互いに電気的に分離する役割あ
るいは非絶縁層間の電気的特性に特別な機能を付与する
役割をもつ。後者の例としては、層間絶縁膜の誘電体特
性あるいはトンネル電流やショットキー放出電流などの
微小漏洩電流の特性を積極的に利用してこの構造自身を
機能性薄膜素子として用いるものが挙げられる。

【０００３】ところで、層間絶縁膜とそれを挟む２つの
非絶縁層（以下では基板上に先に積層される非絶縁層を
第１の非絶縁層、また後に積層される非絶縁層を第２の
非絶縁層と呼ぶ）の３つの層はそれぞれ別の形状にパタ
ーニングされることが一般に必要である。このことは多
数の薄膜素子を集積化して形成する場合には重要な問題
になる。特に、第１の非絶縁層と第２の非絶縁層はそれ
ら自身の位置関係だけでなく他の回路部分との電気的接
続を考慮する必要があるので、ほとんど独立した複雑な
形状にパターニングすることが必要であり、互いに交差
する形状になる場合が多い。これに対して、層間絶縁膜
は第１の非絶縁層と第２の非絶縁層を電気的に直接接触
させないことが主な目的であるから、そのパターン形状
に関する制約は比較的少ない。

【０００４】ここで第１の非絶縁層を所望の形状にパタ
ーニングすることに注目すると、その方法として以下に
述べる従来例がある。

【０００５】第１の従来例は第１の非絶縁層を積層する
ときに必要なパターン形状以外の部分をマスキングする
方法である。第１の非絶縁層を真空成膜法を用いて積層
形成する場合にはマスキングには一般にメタルマスクが
用いられる。

【０００６】第２の従来例は第１の非絶縁層の積層した
後で必要なパターン形状以外の部分をエッチングによっ
て取り除く方法である。この方法ではエッチングのとき
必要なパターンを残すために一般にレジスト膜が用いら
れる。したがって、第１の非絶縁層を積層する工程とエ
ッチング工程の間にレジスト膜を塗布する工程とそれを
描画する工程が必要である。

【０００７】第３の従来例は下地薄膜を積層、パターニ
ングしてから第１の非絶縁層を積層する方法である。こ
の方法では、下地薄膜の有無によって第１の非絶縁層の
膜質が異なるように下地薄膜と第１の非絶縁薄膜の成長
条件を選択することによって、所望の膜質を有する第１
の非絶縁層が下地薄膜のパターン形状に応じた形状で積
層される。この方法を用いた具体的な例としては、たと
えば、Ｔ．Ｆｕｊｉｉ，Ｋ．Ｓａｋｕｔａ，Ｔ．Ａｗａ
ｊｉ，Ｋ．Ｍａｔｓｕｉ，Ｔ．Ｈｉｒａｎｏ，Ｙ．Ｏｇ
ａｗａａｎｄＴ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ：Ｊｐｎ．
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３１（１９９２）Ｌ６１２に
示されているように、ＭｇＯ基板上にＳｉＯ薄膜を積
層、パターニングしてからＹＢＣＯ薄膜を積層する例が
挙げられる。この例では、ＹＢＣＯ薄膜は、ＳｉＯが下
地として存在しない部分では超伝導体となり、また存在
する部分では絶縁体となる。したがって、超伝導体を得
たい部分のＳｉＯ下地薄膜を除去する形状にパターニン
グしてからＹＢＣＯ薄膜を積層すると、ＹＢＣＯ超伝導
薄膜が積層形成と同時にパターニングされた状態で得ら
れる。この方法を用いるとパターン化された第１の非絶
縁層と層間絶縁膜を連続的に積層形成することが可能に
なる。

【０００８】つづいて、以上に述べた第１から第３の従
来例とは注目点が異なる第４の従来例を述べる。第４の
従来例は、第１の非絶縁層と層間絶縁膜を連続的に積層
形成した後で層間絶縁膜、第１の非絶縁層をこの順番で
エッチングしてパターニングを行い、つづいて第１の非
絶縁層のパターンエッジ段差部に露出した部分をもう一
度絶縁体で被覆してから第２の非絶縁体を積層する方法
である。第１の非絶縁層のパターンエッジ段差部に露出
した部分をもう一度絶縁体で被覆する方法としては、絶
縁体を基板表面全体に積層形成してから被覆したい部分
以外の部分をフォトリソグラフィーによって除去する方
法が用いられる。また、これと類似した例として、第１
の非絶縁層、層間絶縁層、および第２の非絶縁層の３層
を連続的に積層形成した後で第２の非絶縁層、層間絶縁
層、第１の非絶縁層をこの順番でエッチングしてパター
ニングを行い、つづいて第１の非絶縁層のパターンエッ
ジ段差部に露出した部分をもう一度絶縁体で被覆してか
ら第２の非絶縁層に引き出し用の配線電極を取り付ける
方法もある。この方法は金属超伝導体ジョセフソン素子
を作製する方法としてよく用いられる。すなわち、第１
の非絶縁層と第２の非絶縁層に金属超伝導体を用いると
この方法はそのままジョセフソン素子の作製方法にな
り、金属超伝導体、層間絶縁膜、金属超伝導体の３層構
造が連続形成できるので、良好かつ安定な特性をもつジ
ョセフソン素子を作製することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上に述べて
きた従来の技術には以下に述べる欠点があった。

【００１０】第１の従来例には複雑で微細なパターンを
形成することが難しいという問題がある。メタルマスク
を用いるマスキング方法では数１０μｍがパターン限界
であり、それより微細なパターンの形成は困難である。

【００１１】第２の従来例には、第１の非絶縁層を積層
する工程と層間絶縁膜を積層する工程の間に他の工程が
入っているために、それら２層の連続積層形成が本質的
にできないこと、そしてまた第１の非絶縁層表面に汚染
や劣化が生じ易いことという問題がある。この問題は、
第１の非絶縁層、層間絶縁膜、第２の非絶縁層からなる
３層構造自身を機能性薄膜素子として用いる場合には特
に大きな欠点になる。たとえば、この従来例の方法を用
いて作製したジョセフソン素子は特性のバラツキが大き
く、再現性、信頼性、そして安定性に乏しいことは周知
の事実である。

【００１２】第３の従来例には、下地薄膜の積層、パタ
ーニングという工程が付加されて全体の工程が長くなる
という問題がある。また、下地薄膜のパターニングによ
り再露出した表面の状態は下地薄膜形成前の表面状態よ
り一般に荒れているので、後者を前者と同等の平坦かつ
清浄な状態に作り込むことが難しいという問題もある。

【００１３】第４の従来例には、第１の非絶縁層のパタ
ーンエッジ段差部に露出した部分をもう一度絶縁体で被
覆するという工程が付加されるため全体のプロセスが長
くなるという問題がある。この工程は絶縁体の積層形成
とフォトエッチングからなる長い工程であるから、特に
大きな問題である。

【００１４】そこで本発明は、かかる問題点を取り除
き、特性が良好かつ安定でそのバラツキが少なく、短く
簡単な工程で製造できる薄膜素子とその製造方法を提供
するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に、第
１の非絶縁層、層間絶縁膜、そして第２の非絶縁層がこ
の順番に積層され、第１の非絶縁層のパターンエッジ段
差部を第２の非絶縁層が被覆する構造を有する薄膜素子
において、該パターンエッジ段差部における第１の非絶
縁層と第２の非絶縁層は第１の非絶縁層のパターンエッ
ジ段差部に露出した部分を改質処理して得られた絶縁膜
によって互いに電気的に隔離されていることを特徴とす
る。また本発明は、第１の非絶縁層と層間絶縁膜を真空
成膜法を用いて真空中で連続的に積層形成し、次に層間
絶縁膜と第１の非絶縁層を連続エッチングにより同一形
状にパターニングし、該エッチングの後に第１の非絶縁
層のパターンエッジ段差部に露出した部分を改質処理に
よって絶縁化し、その後で第２の非絶縁層を形成してパ
ターニングすることを特徴とする。さらにまた本発明
は、第１の非絶縁層、層間絶縁膜、および第２の非絶縁
層を真空成膜法を用いて真空中で連続的に積層形成し、
次に第２の非絶縁層をパターン形成し、続いて層間絶縁
膜と第１の非絶縁膜を連続エッチングにより同一形状に
パターニングし、該エッチングの後に第１の非絶縁層の
パターンエッジ段差部に露出した部分を改質処理によっ
て絶縁化し、その後で第２の非絶縁層と電気的に接続す
る配線電極を形成してパターニングすることを特徴とす
る。また、必要に応じて、改質処理は、不活性ガス雰囲
気におけるプラズマ処理であること、第１の非絶縁層は
酸化物超伝導体であることを特徴とする。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例にもとづいて詳細に説
明する。

【００１７】（実施例１）図１は、本発明の実施例１に
おける薄膜素子の製造工程を示す図である。図１の
（ａ）から（ｄ）は各工程における断面構造を示してい
る。図１において、１は基板、２は超伝導薄膜、３は誘
電体薄膜、４はレジスト膜、５は段差部絶縁膜、そして
６は制御電極薄膜である。超伝導薄膜２は第１の非絶縁
層、誘電体薄膜３は層間絶縁膜、そして制御電極薄膜６
は第２の非絶縁層に対応する。

【００１８】本実施例の薄膜素子の製造工程を図１を用
いて説明すると、次のとおりである。まず、基板１上に
ＭＢＥを用いて膜厚が１０〜３０ｎｍの超伝導薄膜２を
形成する。この超伝導薄膜は薄膜素子においてはチャネ
ルとして機能する。超伝導薄膜２の材料はＹＢＣＯ系酸
化物超伝導体であり、その臨界温度は９０Ｋである。基
板１の材料はＳＴＯであるが、超伝導薄膜との格子定数
整合性が良い材料でさえあればこれに限られるものでは
ない。超伝導薄膜形成に続いて、真空を破ることなく誘
電体薄膜３を連続して積層形成する。誘電体薄膜３の材
料はＳＴＯであり、その膜厚は１００〜５００ｎｍであ
る。以上までの工程によって図１の（ａ）に示す断面構
造が得られる。次にフォトリソグラフィーを用いて誘電
体薄膜３と超伝導薄膜２をエッチングする。なお、この
フォトリソグラフィーの工程はレジスト膜４の塗布工程
を含んでいる。エッチングの順番は、誘電体薄膜、超伝
導薄膜の順番に必然的になる。誘電体薄膜のエッチング
だけを行うこともプロセス的には可能であるが、本実施
例では両薄膜を連続的にエッチングして同一形状にパタ
ーニングした。次に、レジスト膜４を付けたままの状態
でプラズマ処理装置を用いて不活性ガスであるアルゴン
ガスの雰囲気中でプラズマ処理を行う。プラズマ処理に
より超伝導薄膜であるＹＢＣＯのパターンエッジ段差部
の露出した部分は酸素が還元されて絶縁化し、段差部絶
縁膜５になる。プラズマ処理においてレジスト膜４は誘
電体薄膜表面を保護する役割を果たす。絶縁化される膜
厚はプラズマの出力と時間によって制御することができ
る。本実施例ではその膜厚を５００〜１０００ｎｍにな
るように設定した。なお、プラズマ処理にはアルゴンガ
ス以外の不活性ガスを用いることもできる。以上までの
工程によって図１の（ｂ）に示す断面構造が得られる。
その後レジスト膜４を剥離してから、制御電極薄膜６の
形成とパターニングを行い、制御電極を得る。制御電極
薄膜６の材料はＮｉである。制御電極薄膜の材料は、そ
の仕事関数を通じて薄膜素子の特性を支配する因子の一
つになる。本実施例ではＮｉを選択したが、薄膜素子の
要求特性に応じて他の材料を選択してもよい。以上まで
の工程によって図１の（ｃ）に示す断面構造が得られ
る。この構造が本実施例の薄膜素子の超伝導素子として
の本質的な構造である。ただし、薄膜素子を実際に駆動
させるためには、超伝導薄膜と外部との電気的接続をと
る必要がある。そこで、もう一度フォトリソグラフィー
を用いて誘電体薄膜のパターニングを行い、誘電体に表
面を被覆された超伝導薄膜の一部を露出させて、本実施
例の薄膜素子が完成する。図１の（ｄ）は完成した薄膜
素子の断面構造である。

【００１９】図２は、本発明の実施例１における薄膜素
子の平面図である。図２中の線分ＡＡ’に沿って薄膜素
子を切断すると、その断面は図１の（ｄ）になる。図２
において、Ｓはソース、Ｄはドレイン、そしてＧはゲー
トの各電極である。

【００２０】以上によって得られた薄膜素子の電気特性
を測定した。測定は、ドレイン電流Ｉ_Dを流して制御電
極に制御電圧Ｖ_Gを印加したときのドレイン電圧Ｖ_D を
測定する方法を用いた。測定温度は６０Ｋである。図３
は、本発明の実施例における薄膜素子のＩ／Ｖ特性とそ
の制御電圧依存性の一例を示す図である。図３において
Ｉｃは薄膜素子の臨界電流値である。図３は、Ｉ／Ｖ特
性がＳＮＳ型のジョセフソン特性であり、それが制御電
圧によって変調されることを示している。

【００２１】本実施例の薄膜素子を１０個作製して、変
調特性とそのバラツキを評価した。変調特性の評価はド
レイン電圧Ｖ_D が０Ｖおよび２０ｍＶにおける相互コン
ダクタンス（∂Ｉ_D／∂Ｖ_G）の平均値を用いて行い、ま
たバラツキの評価は相互コンダクタンスの標準偏差をそ
の平均値で割った量を用いて行った。その結果を比較の
ための従来例の結果とともに表１に示す。従来例は、超
伝導薄膜を形成後に大気中に取り出してパターニングを
行い、続いて誘電体薄膜と制御電極をこの順番で形成お
よびパターニングして作製した薄膜素子である。従来例
の材料および形状は実施例のそれらと同じである。比較
に用いた従来例の試料数は１０個である。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１から次のことが結論できる。相互コン
ダクタンスの平均値については本実施例の方が従来例よ
り高く、本実施例の方が大きな変調が可能である。ま
た、標準偏差／平均値については本実施例の方が従来例
より小さく、本実施例の方が特性のバラツキは小さい。
すなわち、変調特性、特性均一性ともに本実施例の方が
従来例より優れている。このことは超伝導薄膜と誘電体
薄膜を真空中で連続形成したことによって清浄で安定し
た界面が薄膜間に得られたことに因るものである。

【００２４】本実施例は、先に述べた第４の従来例と比
較的類似しているように見える。しかし本実施例では、
チャネル段差部絶縁膜をプラズマ処理による表面改質を
用いて形成しているので、パターニングのためのフォト
リソグラフィー工程が不要である。したがって、本実施
例は第４の従来例と比較して全体の工程が短く簡単であ
る。

【００２５】（実施例２）図４は、本発明の実施例２に
おける薄膜素子の製造工程を示す図である。図４の
（ａ）から（ｄ）は各工程における断面構造を示してい
る。図４において、１は基板、２は超伝導薄膜、３は誘
電体薄膜、４はレジスト膜、５は段差部絶縁膜、６は制
御電極薄膜、そして７は配線電極薄膜である。超伝導薄
膜２は第１の非絶縁層、誘電体薄膜３は層間絶縁膜、そ
して制御電極薄膜６は第２の非絶縁層に対応する。

【００２６】本実施例の薄膜素子の製造工程を図４を用
いて説明すると、次のとおりである。まず、基板１上に
ＭＢＥを用いて膜厚が１０〜３０ｎｍの超伝導薄膜２を
形成する。この超伝導薄膜は薄膜素子においてはチャネ
ルとして機能する。超伝導薄膜２の材料はＹＢＣＯ系酸
化物超伝導体であり、その臨界温度は９０Ｋである。基
板１の材料はＳＴＯであるが、超伝導薄膜との格子定数
整合性が良い材料でさえあればこれに限られるものでは
ない。超伝導薄膜形成に続いて、真空を破ることなく誘
電体薄膜３と制御電極薄膜６をこの順番で連続的に積層
形成する。誘電体薄膜３の材料はＳＴＯであり、その膜
厚は１００〜５００ｎｍである。制御電極薄膜６の材料
はＮｉであるが、必要に応じて他の材料を選択してもよ
い。その選択基準は実施例１の場合と同様である。次に
フォトリソグラフィーを用いて制御電極薄膜６のパター
ニングを行い、制御電極を得る。以上までの工程によっ
て図４の（ａ）に示す断面構造が得られる。続いて、も
う一度フォトリソグラフィーを用いて誘電体薄膜３と超
伝導薄膜２をエッチングする。なお、このフォトリソグ
ラフィーの工程はレジスト膜４の塗布工程を含んでい
る。エッチングの順番は、誘電体薄膜、超伝導薄膜の順
番に必然的になる。誘電体薄膜のエッチングだけを行う
こともプロセス的には可能であるが、本実施例では両薄
膜を連続的にエッチングして同一形状にパターニングし
た。次に、レジスト膜４を付けたままの状態でプラズマ
処理装置を用いて不活性ガスであるアルゴンガスの雰囲
気中でプラズマ処理を行う。プラズマ処理により超伝導
薄膜であるＹＢＣＯのパターンエッジ段差部の露出した
部分は酸素が還元されて絶縁化し、段差部絶縁膜５にな
る。プラズマ処理においてレジスト膜４は制御電極表面
を保護する役割を果たす。絶縁化される膜厚はプラズマ
の出力と時間によって制御することができる。本実施例
ではその膜厚を５００〜１０００ｎｍになるように設定
した。プラズマ処理には、実施例１と同様、アルゴンガ
ス以外の不活性ガスを用いることもできる。以上までの
工程によって図４の（ｂ）に示す断面構造が得られる。
その後レジスト膜４を剥離してから、超伝導薄膜と外部
との電気的接続をとるための誘電体薄膜のパターニング
を行う。以上までの工程によって図４の（ｃ）に示す断
面構造が得られる。その後、配線電極薄膜７を形成、パ
ターニングして配線電極を得る。本実施例では、誘電体
薄膜を超伝導薄膜と外部との電気的接続をとるために除
去した部分にも配線電極薄膜を残す形状にパターニング
を行った。これは、超伝導薄膜と外部との電気的な接続
特性を向上させるためである。なお、プラズマ処理によ
ってＮｉからなる制御電極のパターンエッジ段差部に露
出した部分も酸化されるが、このことは、配線電極が酸
化されていない制御電極表面と接続する構造になってい
るので、問題にはならない。以上によって本実施例の薄
膜素子を得る。図４の（ｄ）は完成した薄膜素子の断面
構造である。

【００２７】図５は、本発明の実施例２における薄膜素
子の平面図である。図５中の線分ＢＢ’に沿って薄膜素
子を切断すると、その断面は図４の（ｄ）になる。図５
において、Ｓはソース、Ｄはドレイン、そしてＧはゲー
トの各電極である。

【００２８】以上によって得られた薄膜素子の電気特性
を測定した。測定は、ドレイン電流Ｉ_Dを流して制御電
極に制御電圧Ｖ_Gを印加したときのドレイン電圧Ｖ_D を
測定する方法を用いた。測定温度は６０Ｋである。本発
明の実施例における薄膜素子のＩ／Ｖ特性とその制御電
圧依存性は、実施例１の場合と同様に図３に示される形
状の特性になった。すなわち、本実施例でもＩ／Ｖ特性
はＳＮＳ型のジョセフソン特性であり、制御電圧によっ
て変調される。

【００２９】本実施例の薄膜素子を１０個作製して、そ
の特性とそのバラツキを評価した。評価方法は実施例１
の場合と同様であり、その評価結果を比較のための従来
例の結果とともに表２に示す。従来例は実施例１と同じ
ものである。

【００３０】

【表２】

【００３１】表２から次のことが結論できる。相互コン
ダクタンスの平均値については本実施例の方が従来例よ
り高く、本実施例の方が大きな変調が可能である。ま
た、標準偏差／平均値については本実施例の方が従来例
より小さく、本実施例の方が特性のバラツキは小さい。
すなわち、変調特性、特性均一性ともに本実施例の方が
従来例より優れている。このことは超伝導薄膜、誘電体
薄膜、および制御電極薄膜を真空中で連続形成したこと
によって清浄で安定な界面が各薄膜間に得られたことに
因るものである。

【００３２】本実施例は、実施例１と同様、第４の従来
例と比較して全体の工程が短く簡単であるという長所を
もつ。

【００３３】ここで、本発明における実施例１と実施例
２を比較すると、以下に述べるようになる。表１と表２
の比較からわかるように、特性の観点からは実施例２の
方が実施例１よりも優れている。このような優劣が生じ
た理由は、制御電極薄膜を誘電体薄膜上に真空中で連続
形成したか否かの相違に因るものである。一方、図１と
図４の比較からわかるように、構造と工程の簡易性とい
う観点からは実施例１の方が実施例２よりも優れてい
る。このように実施例１と実施例２にはそれぞれ一長一
短がある。したがって、目的に応じて各々の長所を生か
せるように使い分けることが望ましい。

【００３４】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、基板上に、第１の非絶縁層、層間絶縁膜、そして第
２の非絶縁層がこの順番に積層され、第１の非絶縁層の
パターンエッジ段差部を第２の非絶縁層が被覆する構造
を有する薄膜素子において、第１の非絶縁層と層間絶縁
膜を真空成膜法を用いて真空中で連続的に積層形成し、
次に層間絶縁膜と第１の非絶縁層を連続エッチングによ
り同一形状にパターニングし、該エッチングの後に第１
の非絶縁層のパターンエッジ段差部に露出した部分を改
質処理によって絶縁化し、その後で第２の非絶縁層を形
成してパターニングする工程からなる製造方法、あるい
は、第１の非絶縁層、層間絶縁膜、および第２の非絶縁
層を真空成膜法を用いて真空中で連続的に積層形成し、
次に第２の非絶縁層をパターン形成し、続いて層間絶縁
膜と第１の非絶縁膜を連続エッチングにより同一形状に
パターニングし、該エッチングの後に第１の非絶縁層の
パターンエッジ段差部に露出した部分を改質処理によっ
て絶縁化し、その後で第２の非絶縁層と電気的に接続す
る配線電極を形成してパターニングする工程からなる製
造方法を用い、また必要に応じて、改質処理を、不活性
ガス雰囲気におけるプラズマ処理で行う工程を用いて、
パターンエッジ段差部における第１の非絶縁層と第２の
非絶縁層を第１の非絶縁層のパターンエッジ段差部に露
出した部分を改質処理して得られた絶縁膜によって互い
に電気的に隔離することによって、良好かつ安定な特性
をもち、そのバラツキが少ない薄膜素子を短く簡単な製
造工程により提供することができる。

【００３５】本発明を超伝導素子などのように良好な特
性とその再現性や安定性の確保のために厳しい界面特性
制御が要求される機能性素子に応用すれば、その効果は
特に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における薄膜素子の製造工程
を示す図。

【図２】本発明の実施例１における薄膜素子の平面図。

【図３】本発明の実施例における薄膜素子のＩ／Ｖ特性
とその制御電圧依存性の一例を示す図。

【図４】本発明の実施例２における薄膜素子の製造工程
を示す図。

【図５】本発明の実施例２における薄膜素子の平面図。

【符号の説明】

１基板２超伝導薄膜３誘電体薄膜４レジスト膜５段差部絶縁膜６制御電極薄膜７配線電極薄膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者下田達也長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、第１の非絶縁層、層間絶縁
膜、そして第２の非絶縁層がこの順番に積層され、第１
の非絶縁層のパターンエッジ段差部を第２の非絶縁層が
被覆する構造を有する薄膜素子において、該パターンエ
ッジ段差部における第１の非絶縁層と第２の非絶縁層は
第１の非絶縁層のパターンエッジ段差部に露出した部分
を改質処理して得られた絶縁膜によって互いに電気的に
隔離されていることを特徴とする薄膜素子。
【請求項２】第１の非絶縁層と層間絶縁膜を真空成膜
法を用いて真空中で連続的に積層形成し、次に層間絶縁
膜と第１の非絶縁層を連続エッチングにより同一形状に
パターニングし、該エッチングの後に第１の非絶縁層の
パターンエッジ段差部に露出した部分を改質処理によっ
て絶縁化し、その後で第２の非絶縁層を形成してパター
ニングすることを特徴とする薄膜素子の製造方法。
【請求項３】第１の非絶縁層、層間絶縁膜、および第
２の非絶縁層を真空成膜法を用いて真空中で連続的に積
層形成し、次に第２の非絶縁層をパターン形成し、続い
て層間絶縁膜と第１の非絶縁膜を連続エッチングにより
同一形状にパターニングし、該エッチングの後に第１の
非絶縁層のパターンエッジ段差部に露出した部分を改質
処理によって絶縁化し、その後で第２の非絶縁層と電気
的に接続する配線電極を形成してパターニングすること
を特徴とする薄膜素子の製造方法。
【請求項４】改質処理は、不活性ガス雰囲気における
プラズマ処理であることを特徴とする請求項２あるいは
３記載の薄膜素子の製造方法。
【請求項５】第１の非絶縁層は酸化物超伝導体である
ことを特徴とする請求項１から４記載の薄膜素子あるい
はその製造方法。