JPH08213662A - Vortex flow transistor and its manufacture - Google Patents

Vortex flow transistor and its manufacture

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JPH08213662A
JPH08213662A JP7020050A JP2005095A JPH08213662A JP H08213662 A JPH08213662 A JP H08213662A JP 7020050 A JP7020050 A JP 7020050A JP 2005095 A JP2005095 A JP 2005095A JP H08213662 A JPH08213662 A JP H08213662A
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Minoru Suzuki
実 鈴木
Kazunori Miyahara
一紀 宮原
Shinichi Karimoto
慎一 狩元
浩二 ▲つる▼
Kouji Tsuru
Shugo Kubo
衆伍 久保
Keiichi Tanabe
圭一 田辺
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  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE: To improve characteristics of a vortex flow transistor, by applying the part where a superconducting thin film is thin as compared with other parts, to a channel through which vortexes transit, and arranging a superconducting control line for controlling the number of vortexes, in the vicinity of the channel. CONSTITUTION: On a (100) face substrate 1 of Si, TiO3 , a first superconducting thin film 2 of Bi 2212 is deposited to be 200nm thick, at a substrate temperature 650 deg.C by a high frequency sputtering method. A superconducting wiring pattern is obtained by photolithography and ion milling. On a patterned superconducting wiring, Bi 2212 is grown to be 50nm under the same condition as the Bi 2212 of the first superconducting thin film 2. A second superconducting thin film 3 is grown in a pattern having a channel part which is nearly identical with the pattern forming the first superconducting thin film 2, and heat-treated at 600 deg.C in oxygen for 8 hours. Thereby a vortex flow transistor is obtained.

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、超伝導電子計算機ある
いは超伝導デジタル回路または超伝導量子デバイス等の
超伝導回路素子である、ボルテックスフロートランジス
タおよびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vortex flow transistor which is a superconducting circuit element such as a superconducting computer, a superconducting digital circuit or a superconducting quantum device, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】ボルテックスフロートランジスタまたは
磁束量子フロー素子は、下部臨界磁場中に置かれた第II
種超伝導体または超伝導薄膜中に存在する量子化された
磁束(磁束量子またはボルテックス)がバイアス電流に
加速されてチャネル内を運動し、その結果、ジョセフソ
ンの関係式により、運動するボルテックスの速度に比例
する電圧が生じることを利用する、増幅型の超伝導三端
子素子である。出力電圧はボルテックスの数、すなわち
外部印加磁場に比例するため、チャネルの近くに配置し
た制御線の電流に比例する。ボルテックスフロートラン
ジスタは電流入力電圧出力型のトランジスタである。
2. Description of the Related Art A vortex flow transistor or magnetic flux quantum flow device is placed in a lower critical magnetic field of the II
The quantized magnetic flux (flux quantum or vortex) existing in the seed superconductor or superconducting thin film is accelerated in the bias current and moves in the channel. As a result, according to Josephson's relation, the moving vortex It is an amplification type superconducting three-terminal device that utilizes the fact that a voltage proportional to the speed is generated. The output voltage is proportional to the number of vortexes, that is, the externally applied magnetic field, and thus to the current of the control line placed near the channel. The vortex flow transistor is a current input voltage output type transistor.

【0003】従来は、ジョセフソンボルテックスフロー
トランジスタと呼ばれる素子があった。この素子は、ジ
ョセフソン接合線路中に存在するボルテックスの走行を
利用していた。これを前者のボルテックスと区別してジ
ョセフソンボルテックスといい、本発明に利用されるボ
ルテックスのことをアブリコソフボルテックスという。
また、上記素子は出力がたかだか数100μVと小さ
く、半導体回路などとのインピーダンス整合の点で問題
があった。
Conventionally, there has been an element called a Josephson vortex flow transistor. This device utilized the running of vortex existing in the Josephson junction line. This is called the Josephson vortex in distinction from the former vortex, and the vortex used in the present invention is called Abrikosov vortex.
In addition, the output of the above element is as small as several 100 μV, and there is a problem in impedance matching with a semiconductor circuit or the like.

【0004】主として高温超伝導体におけるアブリコソ
フボルテックスを利用するボルテックスフロートランジ
スタでは、出力電圧が数10mVと大きくとれるという
長所はあるが、出力電圧の制御電流に対する比例領域が
狭いことや、立ち上がりの制御電流が大きいなどの欠点
があった。さらにまた、チャネルの形成は超伝導薄膜の
上部を化学的もしくは物理的に一部を取り除く方法で行
われていたために、チャネル部分の膜厚が素子ごとに変
動し、特性の再現性が悪いという欠点があった。
A vortex flow transistor utilizing Abrikosov vortex in a high-temperature superconductor has an advantage that the output voltage can be as large as several tens of mV, but has a narrow proportional region with respect to the control current of the output voltage, and controls rising. There were drawbacks such as large current. Furthermore, since the channel was formed by chemically or physically removing a part of the upper part of the superconducting thin film, the film thickness of the channel part varies from device to device, and the reproducibility of characteristics is poor. There was a flaw.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ボルテックスフロート
ランジスタの特性を向上させるためには、制御電流と出
力電圧との間の関係で線形の領域が広いことと、小さい
制御電流で出力電圧が大きいこと(利得が大きいこと)
と、出力電圧が立ち上がるときの制御電流ができるだけ
小さいことが要求される。そのためには、ボルテックス
のフロー特性がよいチャネルの形式が必須である。ボル
テックスフロー特性を良くするには、ボルテックス粘性
係数ηが小さいことと、弱い磁場でも容易にボルテック
スがチャネルの部分に侵入できることとが必要である。
上部臨界磁場をHC2、磁束量子をΦ0、常伝導抵抗をρn
とすると、近似的にη=Φ0C2/ρn2であるからH
C2が小さくρnが大きければよく、HC2とρnは物質特有
の値であるから、構造が同じであれば特性は用いる超伝
導体によりおよそ決定されてしまう。ところが非常に薄
い薄膜の場合には、膜厚が薄くなるにしたがいHC2は減
少し、ρnは等価的に大きくなる。そのため、ボルテッ
クスフロー特性がよいチャネルを形成するには、チャネ
ルの部分の厚さを非常に薄くすればよい。また、チャネ
ルの部分を、厚さが非常に薄く、かつ、HC2が小さくて
ρnが大きい超伝導体の薄膜で構成すれば、チャネルの
フロー特性は一層すぐれたものになることが期待され
る。
In order to improve the characteristics of the vortex flow transistor, a wide linear region in the relationship between the control current and the output voltage and a large output voltage with a small control current ( Large gain)
In addition, the control current when the output voltage rises is required to be as small as possible. For this purpose, a channel format with good vortex flow characteristics is essential. In order to improve the vortex flow characteristics, it is necessary that the vortex viscosity coefficient η is small and that the vortex can easily penetrate into the channel portion even in a weak magnetic field.
The upper critical magnetic field is H C2 , the magnetic flux quantum is Φ 0 , and the normal resistance is ρ n
Then, η = Φ 0 H C2 / ρ n c 2 approximately, so H
It suffices that C2 is small and ρ n is large, and since H C2 and ρ n are values peculiar to the substance, the characteristics are roughly determined by the superconductor used if the structures are the same. However, in the case of a very thin thin film, H C2 decreases and ρ n equivalently increases as the film thickness decreases. Therefore, in order to form a channel having good vortex flow characteristics, the thickness of the channel portion should be made extremely thin. Further, if the channel portion is formed of a superconductor thin film having a very small thickness and a small H C2 and a large ρ n , it is expected that the flow characteristics of the channel will be further improved. It

【0006】従来のボルテックスフロートランジスタの
チャネルは、超伝導薄膜中に連続した孔を形成したり、
あるいは化学的もしくはイオンミリング法などの物理的
な手法で薄膜に溝を形成しており、チャネル部分の超伝
導特性が劣化したり、素子ごとにチャネルの厚さが違っ
たり、特性が異なったりするという欠点があった。
The channel of the conventional vortex flow transistor forms continuous holes in the superconducting thin film,
Alternatively, a groove is formed in the thin film by a chemical method or a physical method such as ion milling, so that the superconducting characteristic of the channel portion is deteriorated, the channel thickness is different for each element, or the characteristic is different. There was a drawback.

【0007】本発明は、上記のようなすぐれたボルテッ
クスフロー特性を有するチャネルから構成される、ボル
テックストランジスタおよびチャネルを制御性よく製造
する方法を得るとともに、それによりボルテックスフロ
ートランジスタの特性改善を果すことを目的とする。
The present invention provides a vortex transistor composed of a channel having excellent vortex flow characteristics as described above, and a method of manufacturing the channel with good controllability, thereby improving the characteristics of the vortex flow transistor. With the goal.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、熱伝導薄膜
における薄膜の厚さが他の部分に較べて薄い部分を、ボ
ルテックス(磁束量子)が走行するチャネルとし、か
つ、上記ボルテックスの数を制御する超伝導制御線を上
記チャネルの近くに配することにより達成され、また、
上記チャネル以外の部分が、チャネルを構成する超伝導
体とそれ以外の超伝導体との2層からなることにより達
成される。
[Means for Solving the Problems] The above-mentioned object is to use a portion of the heat-conducting thin film having a thin thickness as compared with other portions, as a channel through which vortex (flux quantum) travels, and to determine the number of vortexes. Achieved by placing a controlling superconducting control line near the channel, and
This is achieved by the fact that the portion other than the above-mentioned channel is composed of two layers of a superconductor forming the channel and a superconductor other than that.

【0009】すなわち、ボルテックスフロートランジス
タのチャネル部分を他の部分に比較して薄くすること、
および従来チャネル形成法として用いられていた化学エ
ッチングまたはイオンミリング、あるいは収束イオンビ
ームミリング等の手法の代りに、上記チャネル部分に同
種あるいは異なる種類のボルテックスフロー特性がすぐ
れた超伝導体の薄膜を、別の工程で新規に堆積させてボ
ルテックスフローチャネルを構成し、特性がすぐれたボ
ルテックスフロートランジスタを製造する。
That is, making the channel portion of the vortex flow transistor thinner than other portions,
And, instead of a method such as chemical etching or ion milling, which has been conventionally used as a channel forming method, or focused ion beam milling, a thin film of a superconductor excellent in vortex flow characteristics of the same kind or different kind in the above channel part, A vortex flow channel is formed by newly depositing in another process to form a vortex flow transistor with excellent characteristics.

【0010】[0010]

【作用】ボルテックストランジスタの特性を向上させる
ためには、上記のようにHC2が小さくρnが大きい超伝
導体を用いればよいが、HC2が小さすぎるとボルテック
ス間隔が大きくなり、走行するボルテックスの数が減少
するために大きな出力が得られない。一方、高温超伝導
体ではHC2は小さくないがρnが大きいのでηが小さく
なり、チャネル形成のための超伝導体としてすぐれてい
る。特にBi2Sr2CaCu28または(Bi1-x
x2Sr2Ca2Cu310(x<0.35)(以下B
i系超伝導体)は2次元性が大きいため、磁束格子が広
い温度領域で融解してコレクティブピニングの効果がな
くなるので、ボルテックスの走行が容易になりチャネル
に適した超伝導体である。
[Function] In order to improve the characteristics of the vortex transistor, it is sufficient to use a superconductor having a small H C2 and a large ρ n as described above, but if the H C2 is too small, the vortex interval becomes large, and the vortex travels. A large output cannot be obtained because the number of On the other hand, in a high-temperature superconductor, H C2 is not small, but ρ n is large, so that η is small and it is excellent as a superconductor for forming a channel. In particular, Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8 or (Bi 1-x P
b x ) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10 (x <0.35) (hereinafter B
Since the i-type superconductor) has a large two-dimensionality, the flux lattice is melted in a wide temperature range and the effect of collective pinning is lost, so that the vortex travel becomes easy and it is a superconductor suitable for a channel.

【0011】なお、上記チャネル形成のためにすぐれた
超伝導体は、Bi、Sr、Caがそれぞれ10%程度変
動しても上記超伝導体と同様に用いることができる。
A superconductor excellent for forming the above channel can be used in the same manner as the above superconductor even if Bi, Sr, and Ca each change about 10%.

【0012】一方、チャネルの厚さを薄くすると反磁場
係数が大きくなり、見かけの下部臨界磁場HC1は小さく
なる。したがって、弱い外部印加磁場では小さい制御電
流でチャネル部分にボルテックスを侵入させることがで
きる。層状構造を有する高温超伝導体で特に異方性が大
きいBi系超伝導体では、HC1が小さくてもともとそう
いう性質を有しているので、極端に薄くしなくても同様
の効果が期待できる。したがって、加工しやすいという
長所がある。
On the other hand, when the thickness of the channel is made thin, the demagnetizing factor becomes large and the apparent lower critical magnetic field H C1 becomes small. Therefore, with a weak externally applied magnetic field, the vortex can be introduced into the channel portion with a small control current. A Bi-based superconductor having a layered structure and high anisotropy, which has a particularly large anisotropy, has such a property even if H C1 is small. Therefore, the same effect can be expected even if it is not extremely thin. . Therefore, there is an advantage that it is easy to process.

【0013】チャネル部分の厚さを薄くする場合に薄膜
の上部を削る方法は、削る深さの制御が困難であること
と、削って残った部分に損傷が残り超伝導特性が劣化す
ること、および薄膜の厚さにばらつきがあるとチャネル
の厚さのばらつきになり、チャネル特性の再現性が得ら
れないことなどの多くの欠点がある。一方、チャネル以
外の部分を残し(図1の2)、チャネルを含めた上記以
外の部分を最初に全部取り去り、その後全体の上に再度
チャネルの厚さに必要なだけの厚さを有する超伝導薄膜
(図1の3)を堆積した後で、チャネル(図1の6)を
含めた全体の素子を残して他の部分を取り去れば、チャ
ネル部分はエッチング等の工程に伴う損傷にさらされ
ず、かつ第2の薄膜を堆積する際に膜厚を制御すること
により常に一定の厚さを得ることができる。また、第2
の超伝導膜には第1の超伝導膜と異なる種類を使うこと
も可能である。このようにして、ボルテックスフロー特
性がすぐれたチャネルを形成することができ、ボルテッ
クスフロートランジスタの特性を向上させることができ
る。
In the method of cutting the upper part of the thin film when reducing the thickness of the channel part, it is difficult to control the cutting depth, and the part left after the cutting is damaged and the superconducting property is deteriorated. Also, if there is a variation in the thickness of the thin film, there is a variation in the thickness of the channel, and there are many drawbacks such that the reproducibility of the channel characteristics cannot be obtained. On the other hand, leaving the portion other than the channel (2 in FIG. 1), first removing all the portions other than the above including the channel, and then again having a thickness sufficient for the thickness of the channel on the whole superconductivity. After depositing the thin film (3 in FIG. 1), the entire element including the channel (6 in FIG. 1) is left and the other part is removed, so that the channel part is not exposed to damages caused by the process such as etching. Moreover, by controlling the film thickness when depositing the second thin film, it is possible to always obtain a constant thickness. Also, the second
It is also possible to use a different type of superconducting film from the first superconducting film. In this way, a channel having excellent vortex flow characteristics can be formed, and the characteristics of the vortex flow transistor can be improved.

【0014】第2の超伝導薄膜を堆積する際に、第1の
超伝導体薄膜は高温で真空にさらされることになるの
で、表面の特性は酸素欠損のためにある程度劣化する。
そのため、第2の超伝導体との電気的接触が不十分な場
合ができる。そのような場合には、第2の薄膜を堆積し
たのちに酸素雰囲気中で熱処理することにより、欠損し
た酸素が補償され界面の特性がもどり、良好な電気的接
触が得られる。第2の薄膜を堆積したのちの上記熱処理
は、500℃以上の酸素雰囲気中で行うが、この場合、
500℃未満の温度で熱処理しても、酸素欠損の回復に
対しては著しい効果を得ることができず、したがって、
界面抵抗を低下させることはできない。上記説明の本発
明手法によって、従来問題になっていたボルテックスフ
ロートランジスタの諸課題を解決することができる。
When depositing the second superconducting thin film, the first superconducting thin film is exposed to vacuum at a high temperature, so that the surface characteristics are deteriorated to some extent due to oxygen deficiency.
Therefore, the electric contact with the second superconductor may be insufficient. In such a case, by performing heat treatment in an oxygen atmosphere after depositing the second thin film, the deficient oxygen is compensated, the interface characteristics are restored, and good electrical contact can be obtained. The heat treatment after depositing the second thin film is performed in an oxygen atmosphere at 500 ° C. or higher. In this case,
Even if it heat-processes at the temperature below 500 degreeC, the remarkable effect cannot be acquired with respect to the recovery of an oxygen deficiency, Therefore Therefore,
The interface resistance cannot be reduced. By the method of the present invention described above, it is possible to solve various problems of the vortex flow transistor, which has been a problem in the past.

【0015】[0015]

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図1は本発明によるボルテックスフロートランジス
タの一実施例の概念を示す斜視図である。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the concept of an embodiment of a vortex flow transistor according to the present invention.

【0016】第1実施例 SrTiO3の(100)面基板(以下、STO基板と
いう)1の上に、基板温度650℃で高周波スパッタリ
ング法によりBi2Sr2CaCu28(以下、Bi22
12という)の薄膜を200nm堆積した。その後、ホ
トリソグラフ技術とイオンミリング技術とにより、図1
の2に示す超伝導配線パタンを得た。上記超伝導配線パ
タンにはチャネル部分が含まれていない。チャネルの長
さ、すなわち超伝導配線の幅は50μmで、チャネルの
幅は5μmであった。つぎに、このようにして得られパ
タン化された超伝導配線上に、第1層のBi2212を
成長させたときと同じ条件でBi2212を厚さ50n
m成長させた。その後、上記第1層を形成したパタンと
ほぼ同じでチャネルの部分を有するパタンに第2層を加
工し、図1に示すようなボルテックスフロートランジス
タを得た。
First Embodiment On a (100) plane substrate (hereinafter referred to as STO substrate) 1 of SrTiO 3 , Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8 (hereinafter, Bi 22) was formed by a high frequency sputtering method at a substrate temperature of 650 ° C.
12) was deposited to a thickness of 200 nm. After that, by photolithography technology and ion milling technology,
The superconducting wiring pattern shown in No. 2 was obtained. The superconducting wiring pattern does not include a channel portion. The length of the channel, that is, the width of the superconducting wiring was 50 μm, and the width of the channel was 5 μm. Then, the Bi2212 having a thickness of 50 n is grown under the same conditions as when the first layer of Bi2212 was grown on the thus obtained patterned superconducting wiring.
It was made to grow. After that, the second layer was processed into a pattern having almost the same channel portion as the pattern on which the first layer was formed to obtain a vortex flow transistor as shown in FIG.

【0017】上記のようにして得たボルテックスフロー
トランジスタは、小さな制御電流で出力電圧が立ち上
り、バイアス電流および制御電流に対する出力電圧の関
係で、線形な領域は従来のボルテックスフロートランジ
スタに比較して著しく拡大した。
In the vortex flow transistor obtained as described above, the output voltage rises with a small control current, and due to the relation of the output voltage with respect to the bias current and the control current, the linear region is remarkably larger than that of the conventional vortex flow transistor. Expanded.

【0018】図1において第2層の超伝導薄膜3を成長
させたのちに、酸素中の600℃で8時間熱処理を施
し、その後上記工程と同じ工程を経て得られたボルテッ
クスフロートランジスタでは、0制御電流で出力がでる
バイアス電流の大きさが約2倍になった。これは第1層
と第2層との間の界面が改善されて電気的接触がよくな
ったためであり、ボルテックスフロートランジスタを小
型集積化する際に有利である。
In FIG. 1, after the second-layer superconducting thin film 3 is grown, it is subjected to a heat treatment in oxygen at 600 ° C. for 8 hours, and then the vortex flow transistor obtained through the same steps as above is 0 The magnitude of the bias current, which is output by the control current, doubled. This is because the interface between the first layer and the second layer is improved to improve the electrical contact, which is advantageous when the vortex flow transistor is miniaturized and integrated.

【0019】なお、Bi2212の代りにBi2Sr2
aCu28および(Bi0.8Pb0.22Sr2Ca2Cu3
10を使用した場合にも同様の効果が得られた。
Note that Bi 2 Sr 2 C is used instead of Bi2212.
aCu 2 O 8 and (Bi 0.8 Pb 0.2 ) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3
Similar effects were obtained when O 10 was used.

【0020】第2実施例 STO基板に基板温度700℃で高周波スパッタリング
法を用い、YBa2Cu37(以下、YBCOという)
の薄膜を200nm成長させた。その後、第1実施例と
同様の方法により、パタン化した超伝導配線2を得た。
つぎに、上記超伝導配線2の上に、基板温度650℃で
Bi2212を厚さ50nm成長させた。つぎに、酸素
中の600℃で8時間熱処理を行い、第1実施例と同じ
工程を経て図1に示すようなボルテックスフロートラン
ジスタを得た。
Second Embodiment YBa 2 Cu 3 O 7 (hereinafter referred to as YBCO) is used for the STO substrate at a substrate temperature of 700 ° C. by a high frequency sputtering method.
Was grown to a thickness of 200 nm. Then, the patterned superconducting wiring 2 was obtained by the same method as in the first embodiment.
Next, Bi2212 was grown to a thickness of 50 nm on the superconducting wiring 2 at a substrate temperature of 650 ° C. Next, heat treatment was performed in oxygen at 600 ° C. for 8 hours, and the vortex flow transistor as shown in FIG. 1 was obtained through the same steps as in the first embodiment.

【0021】上記のようにして得られたボルテックスフ
ロートランジスタは第1実施例と同様に、小さな制御電
流で出力電圧が立ち上り、バイアス電流および制御電流
に対する出力電圧の関係で、線形な領域は従来のボルテ
ックスフロートランジスタに比較して著しく拡大した。
In the vortex flow transistor obtained as described above, as in the first embodiment, the output voltage rises with a small control current, and the linear region is the same as the conventional one because of the relationship between the bias current and the output voltage with respect to the control current. Significantly expanded compared to the vortex flow transistor.

【0022】[0022]

【発明の効果】上記のように本発明によるボルテックス
フロートランジスタおよびその製造方法は、超伝導薄膜
における薄膜の厚さが他の部分に較べて薄い部分を、ボ
ルテックス(磁束量子)が走行するチャネルとし、か
つ、上記ボルテックスの数を制御する超伝導制御線を上
記チャネルの近くに配し、また上記ボルテックスフロー
トランジスタの製造が、上記チャネル以外の部分を残し
て第1の超伝導薄膜を取り去る第1の工程と、残された
上記パタンおよび基板の上に、同種類または異種類の第
2の超伝導薄膜を堆積する第2の工程と、チャネルを含
めた部分を残し第2の工程で堆積した超伝導薄膜を取り
去る第3の工程とからなることにより、チャネルを制御
性よく製造でき、制御電流と出力電圧との間の関係で線
形の領域を著しく拡大でき、小さな制御電流で出力電圧
を立ち上げ、かつ大きな出力電圧が得られるボルテック
スフロートランジスタを得ることができる。
As described above, in the vortex flow transistor and the method of manufacturing the same according to the present invention, a portion of the superconducting thin film having a thin film thickness as compared with other portions is used as a channel through which the vortex (flux quantum) travels. And a superconducting control line for controlling the number of the vortex is arranged near the channel, and the manufacturing of the vortex flow transistor removes the first superconducting thin film except the portion other than the channel. And a second step of depositing a second superconducting thin film of the same kind or of a different kind on the remaining pattern and substrate, and a second step leaving a portion including a channel. By including the third step of removing the superconducting thin film, the channel can be manufactured with good controllability, and the linear region is remarkably expanded in the relationship between the control current and the output voltage. Can, raises the output voltage with a small control current, it is possible to obtain a vortex flow transistor having a large output voltage is obtained.

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

【図1】本発明によるボルテックスフロートランジスタ
の一実施例の概念を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the concept of an embodiment of a vortex flow transistor according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 第1の超伝導薄膜 3 第2の超伝導薄膜 5 超伝導制御線 6 チャネル 2 First superconducting thin film 3 Second superconducting thin film 5 Superconducting control line 6 Channel

フロントページの続き (72)発明者 ▲つる▼ 浩二 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 久保 衆伍 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 田辺 圭一 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内Front page continued (72) Inventor ▲ Tsuru ▼ Koji 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Shubo Kubo 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corp. (72) Inventor Keiichi Tanabe 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corp.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】超伝導薄膜における薄膜の厚さが他の部分
に較べて薄い部分を、ボルテックス(磁束量子)が走行
するチャネルとし、かつ、上記ボルテックスの数を制御
する超伝導制御線を上記チャネルの近くに配したボルテ
ックスフロートランジスタ。
1. A superconducting thin film in which a thin film is thinner than other parts is used as a channel through which a vortex (flux quantum) travels, and a superconducting control line for controlling the number of the vortex is provided. A vortex flow transistor placed near the channel.
【請求項2】請求項1記載のボルテックスフロートラン
ジスタにおいて、上記チャネル以外の超伝導体部分が、
チャネルを構成する超伝導体とそれ以外の超伝導体との
2層からなることを特徴とするボルテックスフロートラ
ンジスタ。
2. The vortex flow transistor according to claim 1, wherein the superconductor portion other than the channel is
A vortex flow transistor comprising two layers of a superconductor forming a channel and another superconductor.
【請求項3】請求項1または請求項2記載のボルテック
スフロートランジスタにおいて、上記チャネルを構成す
る超伝導体がBi2Sr2CaCu28または(Bi1-x
Pbx2Sr2Ca2Cu310(x<0.35)からな
ることを特徴とするボルテックスフロートランジスタ。
3. The vortex flow transistor according to claim 1, wherein the channel-forming superconductor is Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8 or (Bi 1-x).
A vortex flow transistor comprising Pb x ) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10 (x <0.35).
【請求項4】ボルテックスが走行するチャネルを有する
超伝導薄膜と、走行するボルテックスの数を制御する超
伝導制御線から構成されるボルテックスフロートランジ
スタにおいて、上記チャネル以外の部分を残して第1の
超伝導薄膜をパタン化して取り去る第1の工程と、残さ
れた上記パタンおよび基板の上に、同じ種類または異な
る種類の第2の超伝導薄膜を堆積する第2の工程と、チ
ャネルを含めた超伝導体部分を残し上記第2の工程で堆
積した超伝導薄膜を取り去る第3の工程とからなること
を特徴とするボルテックスフロートランジスタの製造方
法。
4. A vortex flow transistor comprising a superconducting thin film having a channel through which a vortex travels, and a superconducting control line for controlling the number of vortex travels, the first ultra-thin film except for the above-mentioned channel. A first step of patterning and removing the conductive thin film, a second step of depositing a second superconducting thin film of the same type or a different type on the remaining pattern and substrate, and a super step including a channel. And a third step of removing the superconducting thin film deposited in the second step while leaving the conductor portion, and a method of manufacturing a vortex flow transistor.
【請求項5】請求項4記載のボルテックスフロートラン
ジスタの製造方法において、上記第2の工程で第2の超
伝導薄膜を堆積させた後に、酸化性の雰囲気中で500
℃以上の温度により熱処理を施すことを特徴とするボル
テックスフロートランジスタの製造方法。
5. The method of manufacturing a vortex flow transistor according to claim 4, wherein after depositing the second superconducting thin film in the second step, the second superconducting thin film is subjected to 500 in an oxidizing atmosphere.
A method for manufacturing a vortex flow transistor, which comprises performing heat treatment at a temperature of ℃ or higher.
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