JPH08321639A - Superconduction junction and formation of superconduction junction - Google Patents

Superconduction junction and formation of superconduction junction

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JPH08321639A
JPH08321639A JP7125277A JP12527795A JPH08321639A JP H08321639 A JPH08321639 A JP H08321639A JP 7125277 A JP7125277 A JP 7125277A JP 12527795 A JP12527795 A JP 12527795A JP H08321639 A JPH08321639 A JP H08321639A
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JP
Japan
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superconducting
thin film
substrate
junction
superconducting junction
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JP7125277A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukihiko Wada
幸彦 和田
Masayuki Kataoka
正行 片岡
Tetsuya Takami
哲也 高見
Kenichi Kuroda
研一 黒田
Kazuyoshi Kojima
一良 児島
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a superconduction junction, which has little 1/f noise, has a high superconducting critical temperature, is constituted of a superconducting thin film of high quality, is never deteriorated the quality even if the junction is processed into a circuit form, has a good current contact and has not a deteriorated layer on the interface between a high-resistance metal film and the junction. CONSTITUTION: A trench 101 is formed in a part directly over a crystal grain boundary part 2 in a bycrystal substrate 1 by a method, such as an etching method. Then, a superconducting thin film 3 is formed on this substrate. As the thin film 3 is generally formed into a hexagonal system and has a large anisotropy, the crystal c-axis of the film 3 is vertically grown to the substrate. As the growth rate of the film 3 is very high in the directions of the crystal a-axis and the crystal b-axis compared with the direction of the crystal c-axis, the thin film 3, which is grown on the surface of the substrate, is grown in the air even on the trench and overhangs are formed. When these fellow overhangs are linked with each other, a crystal grain boundary 102 is formed, whereby the crystal grain boundary is utilized as a superconduction junction.

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、例えば超高周波検出や
超微小磁界検出などに利用される、超電導接合とその作
製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 superconducting junction and a method for manufacturing the same, which are used for, for example, super high frequency detection and ultra small magnetic field detection.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は例えばAppl. Phys.
Lett. 63 (20), 2824に記載された
従来の超電導接合の模式図であり、1はSrTiO3
イクリスタル基板、2はバイクリスタル基板の接合部、
3はBa1-xxBiO3薄膜、4は Ba1-xxBiO3
薄膜の粒界接合部、5はBa1-xxBiO3薄膜3に堆
積されたAgコンタクト、6はAgコンタクト5にリー
ド線7を接続するAgペーストである。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows, for example, Appl. Phys.
Lett. 63 (20), 2824, which is a schematic view of a conventional superconducting junction, 1 is a SrTiO 3 bicrystal substrate, 2 is a junction portion of the bicrystal substrate,
3 is Ba 1-x K x BiO 3 thin film, 4 is Ba 1-x K x BiO 3
The grain boundary junction portion of the thin film, 5 is an Ag contact deposited on the Ba 1-x K x BiO 3 thin film 3, and 6 is an Ag paste for connecting the lead wire 7 to the Ag contact 5.

【0003】次に動作について説明する。SrTiO3
バイクリスタル基板1の上にスパッタ法、レーザアブレ
ーション法などによりBa1-xxBiO3薄膜3を堆積
して成膜する。成膜されたBa1-xxBiO3薄膜3
は、バイクリスタル基板1の面方位に従って結晶方位を
そろえた形で形成される性質がある。このため、バイク
リスタル基板1の接合部2の両側では異なる向きに結晶
方位をそろえた薄膜が形成される。従ってこの薄膜はバ
イクリスタル基板1の接合部2の直上に重なるようにB
1-xxBiO3薄膜の粒界接合部4を持つ。
Next, the operation will be described. SrTiO 3
A Ba 1-x K x BiO 3 thin film 3 is deposited on the bicrystal substrate 1 by a sputtering method, a laser ablation method or the like to form a film. Ba 1-x K x BiO 3 thin film 3 formed
Has the property of being formed in a form in which the crystal orientations are aligned according to the plane orientation of the bicrystal substrate 1. Therefore, on both sides of the junction portion 2 of the bicrystal substrate 1, thin films having different crystal orientations are formed. Therefore, this thin film B is formed so as to overlap directly on the junction 2 of the bicrystal substrate 1.
a 1-x K x BiO 3 thin film grain boundary junction 4 is provided.

【0004】このBa1-xxBiO3薄膜3をエッチン
グなどの手法で例えば図のような回路形状にパターニン
グし、粒界接合部4が数μm〜数百μmの幅を持つよう
に整形し、超電導接合として機能するようにする。
The Ba 1-x K x BiO 3 thin film 3 is patterned into a circuit shape as shown in the figure by a method such as etching, and the grain boundary junction 4 is shaped so as to have a width of several μm to several hundred μm. And function as a superconducting junction.

【0005】また、Ba1-xxBiO3薄膜3への電流
端子を接続するため、Ba1-xxBiO3薄膜3の上に
Agペースト6を堆積し、そのAgペースト6でリード
線7を接続する。
[0005] In order to connect the current terminals to Ba 1-x K x BiO 3 thin film 3, the Ag paste 6 is deposited on the Ba 1-x K x BiO 3 thin film 3, the lead in the Ag paste 6 Connect line 7.

【0006】このように構成された超電導接合では、超
電導薄膜の粒界接合部が超電導弱結合として働き、準粒
子電流の障壁となって非線型な電流−電圧特性をもたら
したり、超電導電流の障壁となってジョセフソン効果を
生じさせたりする。このような効果はマイクロ波のミキ
サや超電導量子干渉素子として利用される。
In the superconducting junction having such a structure, the grain boundary junction of the superconducting thin film acts as a superconducting weak bond and serves as a barrier for the quasi-particle current, resulting in non-linear current-voltage characteristics, and a barrier for the superconducting current. And cause the Josephson effect. Such an effect is utilized as a microwave mixer or a superconducting quantum interference device.

【0007】しかし、このように構成された超電導接合
は、基板としてバイクリスタル基板1を使用しているた
め、バイクリスタル基板1のバイクリスタル部分の結晶
粒界の乱れが大きく、その上に形成された超電導薄膜の
粒界接合の結晶粒界も乱れの大きなものとなっていた。
この結晶粒界の乱れが超電導薄膜を貫く磁束の速やかな
流れを妨げるためにこの接合を利用した素子の電気信号
に1/f雑音を生じるという問題点があった。
However, in the superconducting junction having such a structure, since the bicrystal substrate 1 is used as a substrate, the crystal grain boundary of the bicrystal portion of the bicrystal substrate 1 is greatly disturbed and formed on it. The crystal grain boundaries of the grain boundary junctions of the superconducting thin film were also greatly disturbed.
The disturbance of the crystal grain boundaries hinders the rapid flow of the magnetic flux penetrating the superconducting thin film, so that there is a problem that 1 / f noise is generated in the electric signal of the element using this junction.

【0008】また、別の従来例として、基板としてバイ
クリスタル基板を使用せずに、基板にステップを設けて
その段差上に形成した超電導薄膜の段差の縁の部分に形
成される粒界接合を利用する超電導接合もある。図9は
例えばJapanese Journal of Ap
plied Physics (30), 3907に
記載された従来の超電導接合を示す断面図であり、3及
び4は前記従来例と同一または相当する部分であり、8
は基板の面指数(100)の結晶面、9は基板に設けら
れた段差の斜面である。
As another conventional example, a grain boundary junction formed at the edge of a step of a superconducting thin film formed on a step by providing a step on the substrate without using a bicrystal substrate as a substrate is known. There is also a superconducting junction to use. FIG. 9 shows, for example, Japanese Journal of Ap.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional superconducting junction described in plied Physics (30), 3907, and 3 and 4 are the same or corresponding portions as those of the conventional example, and
Is a crystal plane of the plane index (100) of the substrate, and 9 is a slope of a step provided on the substrate.

【0009】次に動作について説明する。表面が面指数
(100)の結晶面8をもつMgO基板に燐酸エッチン
グによってステップ状に段差を設け、その上にYBaC
uO薄膜3を堆積する。このとき基板の段差の斜面9の
上下の部分にYBaCuO薄膜の不連続な部分4ができ
る。これらの不連続部分は超電導薄膜の粒界となってい
るので、この部分を数μm〜数十μmの幅を持つように
整形し、超電導接合として機能するようにする。
Next, the operation will be described. A MgO substrate having a crystal plane 8 with a surface index (100) has a step-like step formed by phosphoric acid etching, and YBaC is formed on the step.
The uO thin film 3 is deposited. At this time, discontinuous portions 4 of the YBaCuO thin film are formed on the upper and lower portions of the slope 9 of the step of the substrate. Since these discontinuous portions are grain boundaries of the superconducting thin film, these portions are shaped so as to have a width of several μm to several tens of μm so that they function as a superconducting junction.

【0010】しかし、このように構成された超電導接合
は、基板の段差の斜面の上下の端が図9に示すようにな
だらかなものとなっているため、超電導薄膜の不連続部
分4が多数、しかも規則性なく生じる。このような不規
則な多数の粒界は超電導薄膜を貫く磁束の速やかな流れ
を妨げるためにこの接合を利用した素子の電気信号に1
/f雑音を生じるという問題点があった。
However, in the superconducting junction having such a structure, since the upper and lower ends of the slope of the step of the substrate are gentle as shown in FIG. 9, many discontinuous portions 4 of the superconducting thin film are formed. Moreover, it occurs without regularity. The large number of such irregular grain boundaries impede the rapid flow of the magnetic flux through the superconducting thin film, so that the electrical signal of the device utilizing this junction is 1
There is a problem that / f noise is generated.

【0011】また、上記2例のような従来の超電導接合
は超電導薄膜としてBa1-xxBiO3を使用している
ため、超電導臨界温度が約20Kと低く、実デバイス応
用には冷凍機や断熱系の負担が大きく実用的でなかっ
た。
In addition, since the conventional superconducting junctions such as the above two examples use Ba 1-x K x BiO 3 as a superconducting thin film, the superconducting critical temperature is as low as about 20 K, and a refrigerator is used for actual device applications. It was not practical because the burden on the heat insulation system was large.

【0012】また、基板に使用しているSrTiO3
MgOと超電導薄膜のBa1−xxBiO3の格子整合
が悪いため、品質のよい超電導薄膜が形成しにくいとい
う問題点があった。例えばBa1−xxBiO3の格子
定数は約0.43nmであり、SrTiO3の格子定数
は約0.39nmなので、SrTiO3上に堆積したB
1-xxBiO3膜は基板の格子に整合せずに成長しラ
ンダムな結晶方位を持った多結晶膜となり、良好な超電
導接合形成の障害となっていた。更に、超電導薄膜を回
路形状にパターニングする過程で超電導薄膜が劣化し、
良好な超電導特性の接合が得られないという問題点があ
った。
Further, since the lattice matching between SrTiO 3 or MgO used for the substrate and Ba 1- x K x BiO 3 of the superconducting thin film is poor, it is difficult to form a high-quality superconducting thin film. For example Ba1- x K lattice constant of x BiO 3 is about 0.43 nm, the lattice constant of SrTiO 3 is so about 0.39 nm, deposited on SrTiO 3 B
The a 1-x K x BiO 3 film grows without matching with the lattice of the substrate and becomes a polycrystalline film having a random crystal orientation, which is an obstacle to formation of a good superconducting junction. Furthermore, the superconducting thin film deteriorates in the process of patterning the superconducting thin film into a circuit shape,
There is a problem that a good superconducting property cannot be obtained.

【0013】一方、超電導薄膜とリード線を接続するた
めの金属コンタクトとして、Agの蒸着薄膜を使用する
が、それらの界面で化学反応が生じ、超電導薄膜と金属
コンタクトの間に良好なオーミック接続が得られにくい
という問題点があった。
On the other hand, as a metal contact for connecting the superconducting thin film and the lead wire, a vapor-deposited thin film of Ag is used, but a chemical reaction occurs at the interface between them, and a good ohmic connection is made between the superconducting thin film and the metal contact. There was a problem that it was difficult to obtain.

【0014】また、超電導接合をマイクロ波のミキサと
して使用する場合など、超電導薄膜と高抵抗金属薄膜を
接続する必要があるが、従来はこれらを相互に重畳して
成膜することで互いの電気的接続を得ていた 。
In addition, when the superconducting junction is used as a microwave mixer, it is necessary to connect the superconducting thin film and the high resistance metal thin film. I was getting a physical connection.

【0015】図10はそのような従来の超電導薄膜と高
抵抗金属薄膜の接続部を示す断面図であり、図におい
て、1〜3は前記従来例と同一または相当する部分であ
り、10は高抵抗金属薄膜、11は高温超電導薄膜3と
高抵抗金属薄膜10の接続部の界面に生じた界面変質層
である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a connection portion between such a conventional superconducting thin film and a high resistance metal thin film. In the figure, 1 to 3 are the same or corresponding portions as those of the conventional example, and 10 is a high portion. A resistive metal thin film, 11 is an interface-altered layer formed at the interface between the high temperature superconducting thin film 3 and the high resistance metallic thin film 10.

【0016】このように形成された超電導接合の超電導
薄膜3と高抵抗金属薄膜10の接合部には、図10に示
す超電導薄膜3と高抵抗金属薄膜10の界面が存在する
が、この界面には超電導薄膜3を構成する物質と高抵抗
金属薄膜10を構成する物質の間の相互作用によって界
面変質層11が生成される。この現象は超電導薄膜を構
成する物質として酸化物高温超電導体を使用した場合な
どに顕著に現れる。この界面変質層11は不安定で分解
しやすく、電気抵抗も不安定なため素子の特性の劣化の
原因となっていた。
The interface between the superconducting thin film 3 and the high resistance metal thin film 10 shown in FIG. 10 exists at the junction between the superconducting thin film 3 and the high resistance metal thin film 10 of the superconducting junction thus formed. The interfacial alteration layer 11 is generated by the interaction between the substance forming the superconducting thin film 3 and the substance forming the high resistance metal thin film 10. This phenomenon remarkably appears when an oxide high temperature superconductor is used as a substance forming the superconducting thin film. The interface-altered layer 11 is unstable and easily decomposed, and the electric resistance is also unstable, which causes deterioration of the device characteristics.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】これまでの超電導接合
は以上の様に構成されていたため、次のような問題点が
あった。まず、バイクリスタル基板の結晶粒界の乱れの
ため超電導接合にも乱れが生じ1/f雑音を生じるとい
う問題点があった。同様に、基板にステップを設ける方
法によっても、ステップがシャープなものでないため超
電導接合にも乱れが生じ1/f雑音を生じるという問題
点があった。また、超電導薄膜の材質の超電導臨界温度
が10数Kと低く、超電導状態を維持するために高価で
大型の冷凍機や高価な断熱材を使用することが不可欠で
あった。また、超電導薄膜のBa1- xxBiO3と基板
のSrTiO3との格子定数が整合しないため超電導薄
膜の品質が良好でなかった。また、基板上に形成した超
電導薄膜を回路形状に加工する段階で超電導薄膜の品質
が劣化するという問題点があり、超電導接合を回路中に
使用する際の障害となっていた。また、超電導薄膜と電
流コンタクトの間に良好なオーミック接続を得ることが
困難であり、一方で超電導薄膜と高抵抗金属薄膜の接続
部に界面変質層が生じるという問題点があった。
Since the conventional superconducting junction has been constructed as described above, it has the following problems. First, there is a problem in that the crystal grain boundaries of the bicrystal substrate are disturbed so that the superconducting junction is disturbed and 1 / f noise is generated. Similarly, depending on the method of providing the steps on the substrate, the steps are not sharp, so that the superconducting junction is disturbed and 1 / f noise is generated. Moreover, the superconducting critical temperature of the material of the superconducting thin film is as low as 10's K, and it is indispensable to use an expensive and large refrigerator or an expensive heat insulating material in order to maintain the superconducting state. In addition, the quality of the superconducting thin film was not good because the lattice constants of Ba 1- x K x BiO 3 of the superconducting thin film and SrTiO 3 of the substrate did not match. Further, there is a problem that the quality of the superconducting thin film is deteriorated at the stage of processing the superconducting thin film formed on the substrate into a circuit shape, which has been an obstacle when using the superconducting junction in a circuit. In addition, it is difficult to obtain a good ohmic connection between the superconducting thin film and the current contact, and on the other hand, there is a problem that an interface-altered layer is formed at the connecting portion between the superconducting thin film and the high resistance metal thin film.

【0018】この発明は上記のような従来の問題点を解
決するためなされたもので、1/f雑音が少なく、超電
導臨界温度が高く高品質な超電導薄膜により構成され、
しかも回路形状に加工しても品質の劣化がなく良好な電
流コンタクトを持ち高抵抗金属との界面変質層を持たな
い超電導接合及び超電導接合の作成方法を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and is composed of a high-quality superconducting thin film having a low superconducting critical temperature and a low 1 / f noise.
Moreover, it is an object of the present invention to provide a superconducting junction that does not deteriorate in quality even when processed into a circuit shape, has a good current contact, and does not have an interface-altered layer with a high resistance metal, and a method for producing a superconducting junction.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る超
電導接合は、基板上に作製されたトレンチと、該基板上
に形成された超電導薄膜とを備え、該超電導薄膜の超電
導接合部分が前記トレンチの上にオーバーハング状に形
成されたことを特徴とする超電導接合。
A superconducting junction according to the invention of claim 1 comprises a trench formed on a substrate and a superconducting thin film formed on the substrate, and the superconducting junction portion of the superconducting thin film is A superconducting junction formed in an overhang shape on the trench.

【0020】請求項2の発明に係る超電導接合は、請求
項1の超電導おいてトレンチを作製する基板としてバイ
クリスタル基板を使用するものである。
The superconducting junction according to the invention of claim 2 uses a bicrystal substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting device of claim 1.

【0021】請求項3の発明に係る超電導接合は、請求
項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板とし
て単結晶基板を使用するものである。
The superconducting junction according to the invention of claim 3 uses a single crystal substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of claim 1.

【0022】請求項4の発明に係る超電導接合は、請求
項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板とし
てSrTiO3基板を使用するものである。
The superconducting junction according to the invention of claim 4 uses a SrTiO 3 substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of claim 1.

【0023】請求項5の発明に係る超電導接合は、請求
項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板とし
てMgO基板を使用するものである。
The superconducting junction according to the invention of claim 5 uses a MgO substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of claim 1.

【0024】請求項6の発明に係る超電導接合は、請求
項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板とし
てサファイア(α−Al23)基板を使用するものであ
る。
The superconducting junction according to the invention of claim 6 uses a sapphire (α-Al 2 O 3 ) substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of claim 1.

【0025】請求項7の発明に係る超電導接合は、請求
項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板とし
てYSZ(イットリウム安定化ジルコニア)基板を使用
するものである。
In the superconducting junction according to the invention of claim 7, a YSZ (yttrium-stabilized zirconia) substrate is used as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of claim 1.

【0026】請求項8の発明に係る超電導接合は、請求
項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板とし
てCaTiO3基板を使用するものである。
The superconducting junction according to the invention of claim 8 uses a CaTiO 3 substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of claim 1.

【0027】請求項9の発明に係る超電導接合は、請求
項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板とし
てYAlO3基板を使用するものである。
The superconducting junction according to the invention of claim 9 uses a YAlO 3 substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of claim 1.

【0028】請求項10の発明に係る超電導接合は、請
求項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板と
してNdAlO3基板を使用するものである。
The superconducting junction according to the invention of claim 10 uses an NdAlO 3 substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of claim 1.

【0029】請求項11の発明に係る超電導接合は、請
求項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板と
してLaAlO3基板を使用するものである。
The superconducting junction according to the invention of claim 11 uses a LaAlO 3 substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of claim 1.

【0030】請求項12の発明に係る超電導接合は、請
求項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板と
してLaSrAlO4基板を使用するものである。
The superconducting junction according to the twelfth aspect of the present invention uses a LaSrAlO 4 substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of the first aspect.

【0031】請求項13の発明に係る超電導接合は、請
求項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板と
してNdGaO3基板を使用するものである。
The superconducting junction according to a thirteenth aspect of the invention uses an NdGaO 3 substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of the first aspect.

【0032】請求項14の発明に係る超電導接合は、請
求項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板と
してPrGaO3基板を使用するものである。
The superconducting junction according to the fourteenth aspect of the present invention uses a PrGaO 3 substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of the first aspect.

【0033】請求項15の発明に係る超電導接合は、請
求項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板と
してLaGaO3基板を使用するものである。
The superconducting junction according to the fifteenth aspect of the present invention uses a LaGaO 3 substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of the first aspect.

【0034】請求項16の発明に係る超電導接合は、請
求項1の超電導接合においてトレンチを作製する基板と
してLaSrGaO4基板を使用するものである。
A superconducting junction according to a sixteenth aspect of the present invention uses a LaSrGaO 4 substrate as a substrate for forming a trench in the superconducting junction of the first aspect.

【0035】請求項17の発明に係る超電導接合は、請
求項1の超電導接合において超電導材質としてBa1−
xxBiO3を使用するものである。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a superconducting junction according to the first aspect, wherein the superconducting material is made of Ba1-.
x K x BiO 3 is used.

【0036】請求項18の発明に係る超電導接合は、請
求項1の超電導接合において超電導材質としてビスマス
系超電導酸化物を使用するものである。
The superconducting junction according to the eighteenth aspect of the present invention uses the bismuth-based superconducting oxide as the superconducting material in the superconducting junction of the first aspect.

【0037】請求項19の発明に係る超電導接合は、請
求項1の超電導接合において超電導材質としてイットリ
ウム系超電導酸化物を使用するものである。
The superconducting junction according to the invention of claim 19 uses the yttrium-based superconducting oxide as the superconducting material in the superconducting junction of claim 1.

【0038】請求項20の発明に係る超電導接合は、請
求項1の超電導接合において超電導材質としてタリウム
系超電導酸化物を使用するものである。
A superconducting junction according to a twentieth aspect of the present invention is the superconducting junction according to the first aspect, in which a thallium-based superconducting oxide is used as the superconducting material.

【0039】請求項21の発明に係る超電導接合は、請
求項1の超電導接合において超電導材質として水銀系超
電導酸化物を使用するものである。
The superconducting junction according to the twenty-first aspect of the present invention is the superconducting junction of the first aspect, wherein a mercury-based superconducting oxide is used as the superconducting material.

【0040】請求項22の発明に係る超電導接合の作成
方法は、基板上にトレンチを作製する工程と、該トレン
チ上で超電導接合が形成されるように超電導体を前記基
板上に作製する工程を備えたものである。
According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided a method of forming a superconducting junction, which comprises a step of forming a trench on a substrate and a step of forming a superconductor on the substrate so that the superconducting junction is formed on the trench. Be prepared.

【0041】請求項23の発明に係る超電導接合の作成
方法は、請求項22の超電導接合の作成方法においてト
レンチの作製にイオンビームエッチングを使用するもの
である。
The method of producing a superconducting junction according to the invention of claim 23 uses ion beam etching for producing a trench in the method of producing a superconducting junction of claim 22.

【0042】請求項24の発明に係る超電導接合の作成
方法は、請求項22の超電導接合の作成方法においてト
レンチの作製に反応性イオンビームエッチングを使用す
るものである。
The method for producing a superconducting junction according to the twenty-fourth aspect uses reactive ion beam etching for producing a trench in the method for producing the superconducting junction according to the twenty-second aspect.

【0043】請求項25の発明に係る超電導接合の作成
方法は、請求項22の超電導接合の作成方法においてト
レンチの作製に反応性イオンエッチングを使用するもの
である。
The method for producing a superconducting junction according to a twenty-fifth aspect of the present invention is that the reactive ion etching is used for producing a trench in the method for producing a superconducting junction according to the twenty-second aspect.

【0044】請求項26の発明に係る超電導接合の作成
方法は、請求項22の超電導接合の作成方法においてト
レンチの作製にプラズマエッチングを使用するものであ
る。
The method for producing a superconducting junction according to the twenty-sixth aspect of the present invention uses plasma etching for producing the trench in the method for producing the superconducting junction according to the twenty-second aspect.

【0045】請求項27の発明に係る超電導接合の作成
方法は、請求項22の超電導接合の作成方法においてト
レンチの作製にウェットエッチングを使用するものであ
る。
In the method for producing a superconducting junction according to the twenty-seventh aspect of the present invention, wet etching is used for producing the trench in the method for producing the superconducting junction according to the twenty-second aspect.

【0046】請求項28の発明に係る超電導接合の作成
方法は、請求項22の超電導接合の作成方法においてト
レンチの作製にリフトオフ法を使用するものである。
In the method for producing a superconducting junction according to the invention of claim 28, the lift-off method is used for producing the trench in the method for producing a superconducting junction according to claim 22.

【0047】請求項29の発明に係る超電導接合は、基
板上に作製されたステップと、該基板上に形成された超
電導薄膜とを備え、該超電導薄膜の前記ステップの段差
部分の上に形成された部分がジョセフソン接合として機
能する超電導接合において、基板上のステップの作製に
面方位依存性エッチングを利用したものである。
A superconducting junction according to a twenty-ninth aspect of the present invention comprises a step formed on a substrate and a superconducting thin film formed on the substrate, the superconducting thin film being formed on a step portion of the step. In the superconducting junction in which the part that functions as a Josephson junction, the plane-direction-dependent etching is used to fabricate the steps on the substrate.

【0048】請求項30の発明に係る超電導接合は、請
求項29の超電導接合においてステップの作製にKOH
を含有する溶液による面方位依存性エッチング法を使用
するものである。
The superconducting junction according to the thirtieth aspect of the present invention is KOH for manufacturing steps in the superconducting junction of the twenty-ninth aspect.
The surface orientation-dependent etching method using a solution containing is used.

【0049】請求項31の発明に係る超電導接合は、請
求項29の超電導接合においてステップの作製にNaO
Hを含有する溶液による面方位依存性エッチング法を使
用するものである。
The superconducting junction according to the thirty-first aspect of the present invention is the superconducting junction of the twenty-ninth aspect, wherein NaO is used for manufacturing steps.
The surface orientation-dependent etching method using a solution containing H is used.

【0050】請求項32の発明に係る超電導接合は、請
求項29の超電導接合においてステップの作製にヒドラ
ジンを含有する溶液による面方位依存性エッチング法を
使用するものである。
According to a thirty-second aspect of the present invention, the superconducting junction according to the twenty-ninth aspect uses a plane orientation-dependent etching method using a solution containing hydrazine for producing steps.

【0051】請求項33の発明に係る超電導接合は、請
求項29の超電導接合においてステップの作製にエチレ
ンジアミンを含有する溶液による面方位依存性エッチン
グ法を使用するものである。
A superconducting junction according to a thirty-third aspect of the present invention uses a plane-direction-dependent etching method using a solution containing ethylenediamine for producing steps in the superconducting junction of the twenty-ninth aspect.

【0052】請求項34の発明に係る超電導接合は、請
求項29の超電導接合においてステップの作製に第四ア
ンモニウム水酸化物を含有する溶液による面方位依存性
エッチング法を使用するものである。
According to a thirty-fourth aspect of the present invention, the superconducting junction according to the twenty-ninth aspect uses the plane orientation-dependent etching method using a solution containing a quaternary ammonium hydroxide for producing steps.

【0053】請求項35の発明に係る超電導接合は、請
求項29の超電導接合においてステップの作製にKOH
と2−プロパノールを含有する溶液による面方位依存性
エッチング法を使用するものである。
According to a thirty-fifth aspect of the present invention, in the superconducting junction of the twenty-ninth aspect, KOH is used for manufacturing steps.
And a plane orientation-dependent etching method using a solution containing 2-propanol.

【0054】請求項36の発明に係る超電導接合は、請
求項29の超電導接合においてステップの作製にKOH
とヒドラジンを含有する溶液による面方位依存性エッチ
ング法を使用するものである。
The superconducting junction according to the thirty-sixth aspect of the present invention is the KOH for manufacturing steps in the superconducting junction of the twenty-ninth aspect.
And the azimuth dependent etching method using a solution containing hydrazine.

【0055】請求項37の発明に係る超電導接合は、請
求項29の超電導接合においてステップの作製にヒドラ
ジンとH2Oを含有する溶液による両方位依存性エッチ
ング法を使用するものである。
The superconducting junction according to the thirty-seventh aspect of the present invention is that the step of the superconducting junction of the twenty-ninth aspect is performed by using a both-side dependent etching method using a solution containing hydrazine and H 2 O.

【0056】請求項38の発明に係る超電導接合は、請
求項29の超電導接合においてステップの作製にメチル
アンモニウム水酸化物を含有する溶液による面方位依存
性エッチング法を使用するものである。
The superconducting junction according to the thirty-eighth aspect of the present invention uses the plane-orientation-dependent etching method using a solution containing methylammonium hydroxide for producing steps in the superconducting junction of the twenty-ninth aspect.

【0057】請求項39の発明に係る超電導接合は、請
求項29の超電導接合においてステップの作製にNH4
FとCu(NO32を含有する溶液による面方位依存性
エッチング法を使用するものである。
According to the 39th aspect of the present invention, there is provided a superconducting junction according to the 29th aspect, wherein NH4 is used for manufacturing steps.
The plane orientation dependent etching method using a solution containing F and Cu (NO 3 ) 2 is used.

【0058】請求項40の発明に係る超電導接合は、基
板と、該基板上に形成された超電導薄膜と、該超電導薄
膜の超電導接合部分により構成される超電導接合におい
て、前記超電導薄膜上にエピタキシャルに形成された保
護膜を有することを特徴とする超電導接合。
A superconducting junction according to the invention of claim 40 is a superconducting junction constituted by a substrate, a superconducting thin film formed on the substrate, and a superconducting junction portion of the superconducting thin film, wherein the superconducting thin film is epitaxially formed on the superconducting thin film. A superconducting junction having a protective film formed.

【0059】請求項41の発明に係る超電導接合は、請
求項40の超電導接合において超電導薄膜としてBa
1-xxBiO3を、保護膜としてBaBiO3 を使用す
るものである。
The superconducting junction according to the invention of claim 41 is the superconducting thin film according to claim 40, wherein Ba is used as the superconducting thin film.
The 1-x K x BiO 3, is to use BaBiO 3 as a protective film.

【0060】請求項42の発明に係る超電導接合は、請
求項40の超電導接合において超電導薄膜としてBa
1-xxBiO3を、保護膜としてBaPbO3 を使用す
るものである。
The superconducting junction according to a forty-second aspect of the present invention is the superconducting junction of the fortieth aspect, wherein the superconducting thin film is made of Ba.
The 1-x K x BiO 3, is to use BaPbO 3 as a protective film.

【0061】請求項43の発明に係る超電導接合は、基
板と、該基板上に形成された超電導薄膜と、該超電導薄
膜の超電導接合部分により構成される超電導接合におい
て、前記基板と前記超電導薄膜との間に、前記超電導薄
膜がエピタキシャルに形成できるバッファ層を有するも
のである。
A superconducting junction according to the invention of claim 43 is a superconducting junction comprising a substrate, a superconducting thin film formed on the substrate, and a superconducting joint portion of the superconducting thin film, wherein the substrate and the superconducting thin film are In between, the superconducting thin film has a buffer layer which can be formed epitaxially.

【0062】請求項44の発明に係る超電導接合は、請
求項43の超電導接合において超電導薄膜としてBa
1-xxBiO3を、バッファ層としてBaBiO3 を使
用するものである。
The superconducting junction according to the invention of claim 44 is the superconducting junction according to claim 43, wherein Ba is used as the superconducting thin film.
The 1-x K x BiO 3, is to use BaBiO 3 as the buffer layer.

【0063】請求項45の発明に係る超電導接合は、請
求項43の超電導接合において超電導薄膜としてBa
1-xxBiO3を、バッファ層としてBaPbO3 を使
用するものである。
The superconducting junction according to the 45th aspect of the present invention is the superconducting junction according to the 43rd aspect, wherein Ba is used as the superconducting thin film.
The 1-x K x BiO 3, is to use BaPbO 3 as the buffer layer.

【0064】請求項46の発明に係る超電導接合は、請
求項43の超電導接合において超電導薄膜としてBa
1-xxBiO3を、バッファ層としてMgOを、基板と
してサファイアを使用するものである。
The superconducting junction according to the 46th aspect of the present invention is the superconducting junction according to the 43rd aspect, wherein Ba is used as the superconducting thin film.
The 1-x K x BiO 3, a MgO as the buffer layer, is to use a sapphire substrate.

【0065】請求項47の発明に係る超電導接合は、超
電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分と、前記超
電導薄膜上に形成された電極により構成される超電導接
合において、前記電極として酸化物薄膜を使用するもの
である。
The superconducting junction according to the 47th aspect of the present invention is a superconducting junction comprising a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode formed on the superconducting thin film, wherein an oxide thin film is used as the electrode. Is used.

【0066】請求項48の発明に係る超電導接合は、超
電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分と、前記超
電導薄膜上に形成された電極により構成される超電導接
合において、前記電極として酸化物薄膜を使用し、前記
超電導薄膜の成膜後にその場で前記電極を形成するもの
である。
The superconducting junction according to the 48th aspect of the present invention is a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode formed on the superconducting thin film. Is used to form the electrode in-situ after forming the superconducting thin film.

【0067】請求項49の発明に係る超電導接合は、請
求項47の超電導接合において超電導薄膜としてBa
1-xxBiO3を、電極としてNbOを使用するもので
ある。
The superconducting junction according to the 49th aspect of the present invention is the superconducting junction according to the 47th aspect, wherein Ba is used as the superconducting thin film.
The 1-x K x BiO 3, is to use NbO as an electrode.

【0068】請求項50の発明に係る超電導接合は、請
求項47の超電導接合において超電導薄膜としてBa
1-xxBiO3を、電極としてNdOを使用するもので
ある。
The superconducting junction according to the 50th aspect of the present invention is the superconducting junction according to the 47th aspect, wherein Ba is used as the superconducting thin film.
The 1-x K x BiO 3, is to use NdO as an electrode.

【0069】請求項51の発明に係る超電導接合は、請
求項47の超電導接合において超電導薄膜としてBa
1-xxBiO3を、電極としてReO3を使用するもので
ある。
The superconducting junction according to the invention of claim 51 is the superconducting junction of claim 47 wherein Ba is used as the superconducting thin film.
The 1-x K x BiO 3, is to use a ReO 3 as an electrode.

【0070】請求項52の発明に係る超電導接合は、請
求項47の超電導接合において超電導薄膜としてBa
1-xxBiO3を、電極としてRuO2を使用するもので
ある。
The superconducting junction according to the 52nd aspect of the present invention is the superconducting junction according to the 47th aspect, wherein Ba is used as the superconducting thin film.
The 1-x K x BiO 3, is to use the RuO 2 as an electrode.

【0071】請求項53の発明に係る超電導接合は、請
求項47の超電導接合において超電導薄膜としてBa
1-xxBiO3を、電極としてOsO2を使用するもので
ある。
The superconducting junction according to the invention of claim 53 is the superconducting junction of claim 47 wherein Ba is used as the superconducting thin film.
The 1-x K x BiO 3, is to use OsO 2 as electrodes.

【0072】請求項54の発明に係る超電導接合は、請
求項47の超電導接合において超電導薄膜としてBa
1-xxBiO3を、電極としてIrO2を使用するもので
ある。
The superconducting junction according to the invention of claim 54 is the superconducting junction of claim 47, wherein the superconducting thin film is made of Ba.
The 1-x K x BiO 3, is to use the IrO 2 as electrodes.

【0073】請求項55の発明に係る超電導接合は、超
電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分により構成
される超電導接合において、超電導薄膜としてBi系超
電導体を使用し、その一部の組成比を変化させることで
絶縁体とし、この絶縁体部分を挟む領域を超電導接合と
して用いるものである。
The superconducting junction according to the 55th aspect of the present invention is a superconducting junction comprising a superconducting thin film and a superconducting junction part of the superconducting thin film, wherein a Bi-based superconductor is used as the superconducting thin film, and a composition ratio of a part thereof is used. To be an insulator, and a region sandwiching this insulator portion is used as a superconducting junction.

【0074】請求項56の発明に係る超電導接合は、請
求項55の超電導接合において超電導薄膜としてBiS
r(Ca,Y)CuOを使用し、その一部にYが過剰な
組成を用いることで絶縁体とし、この絶縁体部分を挟む
領域を超電導接合として用いるものである。
The superconducting junction according to the 56th aspect of the present invention is the superconducting junction according to the 55th aspect, wherein BiS is used as the superconducting thin film.
r (Ca, Y) CuO is used, and a composition with an excess of Y is used as a part thereof to form an insulator, and a region sandwiching this insulator part is used as a superconducting junction.

【0075】請求項57の発明に係る超電導接合は、請
求項55の超電導接合において超電導薄膜としてBiS
rCa(Cu,Fe)Oを使用し、その一部にFeが過
剰な組成を用いることで絶縁体とし、この絶縁体部分を
挟む領域を超電導接合として用いるものである。
The superconducting junction according to the 57th aspect of the present invention is the superconducting junction according to the 55th aspect, wherein BiS is used as the superconducting thin film.
rCa (Cu, Fe) O is used, and a composition containing excess Fe is used as an insulator to form an insulator, and a region sandwiching the insulator is used as a superconducting junction.

【0076】請求項58の発明に係る超電導接合は、超
電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分により構成
され、前記超電導薄膜に接続された抵抗体薄膜を有する
超電導接合において、前記超電導薄膜と前記抵抗体薄膜
を重畳することなく配置し、前記超電導薄膜と前記抵抗
体薄膜を低抵抗の金属薄膜で接続したものである。
The superconducting junction according to the invention of claim 58 is a superconducting junction comprising a superconducting thin film and a superconducting junction portion of the superconducting thin film, wherein the superconducting thin film has the resistor thin film connected to the superconducting thin film. A resistor thin film is arranged without overlapping, and the superconducting thin film and the resistor thin film are connected by a low resistance metal thin film.

【0077】請求項59の発明に係る超電導接合は、請
求項58の超電導接合において超電導薄膜としてBa
1-xxBiO3を、抵抗体薄膜としてTaNを、低抵抗
金属薄膜としてAuを使用するものである。
According to a 59th aspect of the present invention, there is provided a superconducting junction according to the 58th aspect, wherein the superconducting thin film is made of Ba as a superconducting thin film.
The 1-x K x BiO 3, a TaN as a resistance thin film is to use Au as a low-resistance metal film.

【0078】請求項60の発明に係る超電導接合は、請
求項58の超電導接合において超電導薄膜をマイクロ波
のストリップ線路として、抵抗体薄膜をストリップ線路
のターミネータとして使用するものである。
A superconducting junction according to the invention of claim 60 is the superconducting junction of claim 58, wherein the superconducting thin film is used as a microwave strip line and the resistor thin film is used as a terminator of the strip line.

【0079】[0079]

【作用】請求項1の発明における超電導接合は、基板上
に作製されたトレンチと、該基板上に形成された超電導
薄膜とを備え、該超電導薄膜の超電導接合部分が前記ト
レンチの上にオーバーハング状に形成することで、超電
導接合を形成する結晶粒界は基板に接することがないた
め、結晶粒界での磁束の流れは基板の結晶粒界の乱れの
影響を受ずなめらかで乱れのないものとなる。
A superconducting junction according to the invention of claim 1 comprises a trench formed on a substrate and a superconducting thin film formed on the substrate, and a superconducting junction portion of the superconducting thin film overhangs on the trench. Since the crystal grain boundaries that form the superconducting junction do not contact the substrate when formed in a uniform shape, the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed. Will be things.

【0080】請求項2の発明における超電導接合は、バ
イクリスタル基板上にトレンチを形成すると共に、バイ
クリスタル基板上に超電導薄膜とを備えることで超電導
薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバーハング
状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は基
板に接することがないため、結晶粒界での磁束の流れは
基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れのな
いものとなる。
In the superconducting junction according to the invention of claim 2, the trench is formed on the bicrystal substrate, and the superconducting thin film is provided on the bicrystal substrate, so that the superconducting junction portion of the superconducting thin film overhangs the trench. Since the crystal grain boundaries that form the superconducting junction do not contact the substrate, the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate, and it is assumed that there is no disturbance. Become.

【0081】請求項3の発明における超電導接合は、単
結晶基板上にトレンチを形成すると共に、バイクリスタ
ル基板上に超電導薄膜とを備えることで超電導薄膜の超
電導接合部分がトレンチの上にオーバーハング状に形成
するために超電導接合を形成する結晶粒界は基板に接す
ることがないため、結晶粒界での磁束の流れは基板の結
晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れのないものと
なる。
In the superconducting junction according to the third aspect of the present invention, the trench is formed on the single crystal substrate and the superconducting thin film is provided on the bicrystal substrate, so that the superconducting junction portion of the superconducting thin film overhangs the trench. Since the crystal grain boundaries that form the superconducting junction do not contact the substrate, the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate, and it is assumed that there is no disturbance. Become.

【0082】請求項4の発明における超電導接合は、S
rTiO3基板上にトレンチを形成すると共に、バイク
リスタル基板上に超電導薄膜とを備えることで超電導薄
膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバーハング状
に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は基板
に接することがないため、結晶粒界での磁束の流れは基
板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れのない
ものとなる。
The superconducting junction according to the invention of claim 4 is S
By forming the trench on the rTiO 3 substrate and providing the superconducting thin film on the bicrystal substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed in the overhang shape on the trench, so that the grain boundary forms the superconducting junction. Does not come into contact with the substrate, the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0083】請求項5の発明における超電導接合は、M
gO基板上にトレンチを形成すると共に、バイクリスタ
ル基板上に超電導薄膜とを備えることで超電導薄膜の超
電導接合部分がトレンチの上にオーバーハング状に形成
するために超電導接合を形成する結晶粒界は基板に接す
ることがないため、結晶粒界での磁束の流れは基板の結
晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れのないものと
なる。
The superconducting junction according to the invention of claim 5 is M
Since the trench is formed on the gO substrate and the superconducting thin film is provided on the bicrystal substrate, the superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed in the overhang shape on the trench, so that the grain boundaries forming the superconducting junction are Since there is no contact with the substrate, the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0084】請求項6の発明における超電導接合は、サ
ファイア(α−Al23)基板上にトレンチを形成する
と共に、バイクリスタル基板上に超電導薄膜とを備える
ことで超電導薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオ
ーバーハング状に形成するために超電導接合を形成する
結晶粒界は基板に接することがないため、結晶粒界での
磁束の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめら
かで乱れのないものとなる。
In the superconducting junction according to the invention of claim 6, the trench is formed on the sapphire (α-Al 2 O 3 ) substrate, and the superconducting thin film is provided on the bicrystal substrate. Since the crystal grain boundaries that form the superconducting junction are not in contact with the substrate due to the overhang formation on the trench, the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate. It will be smooth and undisturbed.

【0085】請求項7の発明における超電導接合は、Y
SZ(イットリウム安定化ジルコニア)基板上に超電導
薄膜とを備えることで超電導薄膜の超電導接合部分がト
レンチの上にオーバーハング状に形成するために超電導
接合を形成する結晶粒界は基板に接することがないた
め、結晶粒界での磁束の流れは基板の結晶粒界の乱れの
影響を受ずなめらかで乱れのないものとなる。
The superconducting junction according to the invention of claim 7 is Y
Since the superconducting thin film is provided on the SZ (yttrium-stabilized zirconia) substrate, the superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction may contact the substrate. Since it does not exist, the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the turbulence of the crystal grain boundaries of the substrate and becomes smooth and turbulent.

【0086】請求項8の発明における超電導接合は、C
aTiO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電導
薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバーハング
状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は基
板に接することがないため、結晶粒界での磁束の流れは
基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れのな
いものとなる。
The superconducting junction according to the invention of claim 8 is C
Since the superconducting thin film is provided on the aTiO 3 substrate, the superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. The flow of magnetic flux in the field is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0087】請求項9の発明における超電導接合は、Y
AlO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電導薄
膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバーハング状
に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は基板
に接することがないため、結晶粒界での磁束の流れは基
板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れのない
ものとなる。
The superconducting junction according to the invention of claim 9 is Y
By providing the superconducting thin film on the AlO 3 substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. The flow of magnetic flux in the field is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0088】請求項10の発明における超電導接合は、
NdAlO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電
導薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバーハン
グ状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は
基板に接することがないため、結晶粒界での磁束の流れ
は基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れの
ないものとなる。
The superconducting junction according to the invention of claim 10 is
Since the superconducting thin film is provided on the NdAlO 3 substrate, the superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. The flow of magnetic flux in the field is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0089】請求項11の発明における超電導接合は、
LaAlO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電
導薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバーハン
グ状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は
基板に接することがないため、結晶粒界での磁束の流れ
は基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れの
ないものとなる。
The superconducting junction according to the invention of claim 11 is
Since the superconducting thin film is provided on the LaAlO 3 substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. The flow of magnetic flux in the field is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0090】請求項12の発明における超電導接合は、
LaSrAlO4基板上に超電導薄膜とを備えることで
超電導薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバー
ハング状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒
界は基板に接することがないため、結晶粒界での磁束の
流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱
れのないものとなる。
The superconducting junction according to the invention of claim 12 is
By providing the superconducting thin film on the LaSrAlO 4 substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. The flow of magnetic flux in the field is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0091】請求項13の発明における超電導接合は、
NdGaO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電
導薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバーハン
グ状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は
基板に接することがないため、結晶粒界での磁束の流れ
は基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れの
ないものとなる。
The superconducting junction according to the invention of claim 13 is
Since the superconducting thin film is provided on the NdGaO 3 substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. The flow of magnetic flux in the field is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0092】請求項14の発明における超電導接合は、
PrGaO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電
導薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバーハン
グ状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は
基板に接することがないため、結晶粒界での磁束の流れ
は基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れの
ないものとなる。
The superconducting junction according to the invention of claim 14 is
Since the superconducting thin film is provided on the PrGaO 3 substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. The flow of magnetic flux in the field is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0093】請求項15の発明における超電導接合は、
LaGaO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電
導薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバーハン
グ状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は
基板に接することがないため、結晶粒界での磁束の流れ
は基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れの
ないものとなる。
The superconducting junction according to the invention of claim 15 is
Since the superconducting thin film is provided on the LaGaO 3 substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. The flow of magnetic flux in the field is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0094】請求項16の発明における超電導接合は、
LaSrGaO4基板上に超電導薄膜とを備えることで
超電導薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバー
ハング状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒
界は基板に接することがないため、結晶粒界での磁束の
流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱
れのないものとなる。
The superconducting junction according to the sixteenth aspect of the invention is
By providing the superconducting thin film on the LaSrGaO 4 substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. The flow of magnetic flux in the field is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0095】請求項17の発明における超電導接合は、
基板上に作製されたトレンチと、該基板上に形成された
Ba1xxBiO3超電導材質の超電導薄膜とを備え、
該超電導薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバ
ーハング状に形成することで、超電導接合を形成する結
晶粒界は基板に接することがないため、結晶粒界での磁
束の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらか
で乱れのないものとなる。
The superconducting junction according to the seventeenth aspect of the invention is
A trench formed on a substrate, and a superconducting thin film of a Ba 1 -x K x BiO 3 superconducting material formed on the substrate,
Since the superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench, the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. It is smooth and undisturbed without being affected by the disturbance of grain boundaries.

【0096】請求項18の発明における超電導接合は、
基板上に作製されたトレンチと、該基板上に形成された
ビスマス系超電導酸化物超電導材質の超電導薄膜とを備
え、該超電導薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオ
ーバーハング状に形成することで、超電導接合を形成す
る結晶粒界は基板に接することがないため、結晶粒界で
の磁束の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめ
らかで乱れのないものとなる。
The superconducting junction according to the invention of claim 18 is
A trench formed on a substrate, and a superconducting thin film of a bismuth-based superconducting oxide superconducting material formed on the substrate, wherein the superconducting junction of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench. Since the crystal grain boundaries forming the superconducting junction do not contact the substrate, the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0097】請求項19の発明における超電導接合は、
基板上に作製されたトレンチと、該基板上に形成された
イットリウム系超電導酸化物超電導材質の超電導薄膜と
を備え、該超電導薄膜の超電導接合部分がトレンチの上
にオーバーハング状に形成することで、超電導接合を形
成する結晶粒界は基板に接することがないため、結晶粒
界での磁束の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ず
なめらかで乱れのないものとなる。
The superconducting junction according to the nineteenth aspect of the invention is
A trench formed on a substrate and a superconducting thin film of a yttrium-based superconducting oxide superconducting material formed on the substrate are provided, and a superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench. Since the crystal grain boundaries forming the superconducting junction do not contact the substrate, the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0098】請求項20の発明における超電導接合は、
基板上に作製されたトレンチと、該基板上に形成された
タリウム系超電導酸化物超電導材質の超電導薄膜とを備
え、該超電導薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオ
ーバーハング状に形成することで、超電導接合を形成す
る結晶粒界は基板に接することがないため、結晶粒界で
の磁束の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめ
らかで乱れのないものとなる。
The superconducting junction according to the invention of claim 20 is
A trench prepared on a substrate and a superconducting thin film of a thallium-based superconducting oxide superconducting material formed on the substrate are provided, and a superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench. Since the crystal grain boundaries forming the superconducting junction do not contact the substrate, the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is smooth and undisturbed without being affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate.

【0099】請求項21の発明における超電導接合は、
基板上に作製されたトレンチと、該基板上に形成された
水銀系超電導酸化物超電導材質の超電導薄膜とを備え、
該超電導薄膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバ
ーハング状に形成することで、超電導接合を形成する結
晶粒界は基板に接することがないため、結晶粒界での磁
束の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらか
で乱れのないものとなる。
The superconducting junction according to the invention of claim 21 is
A trench formed on the substrate, and a superconducting thin film of a mercury-based superconducting oxide superconducting material formed on the substrate,
Since the superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench, the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. It is smooth and undisturbed without being affected by the disturbance of grain boundaries.

【0100】請求項22の発明における超電導接合の作
成方法は、基板上にトレンチを作製する工程と、該トレ
ンチ上で超電導接合が形成されるように超電導体膜を前
記基板上に作製する工程を備えることにより、超電導薄
膜の超電導接合部分がトレンチの上にオーバーハング状
に形成されて超電導接合を形成する結晶粒界は基板に接
しない。
The method for forming a superconducting junction according to the twenty-second aspect of the present invention comprises a step of forming a trench on a substrate and a step of forming a superconducting film on the substrate so that the superconducting junction is formed on the trench. With the provision, the superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate.

【0101】請求項23の発明における超電導接合の作
成方法は、基板上にトレンチをイオンビームエッチング
を使用して作製する工程と、該トレンチ上で超電導接合
が形成されるように超電導体膜を前記基板上に作製する
工程を備えることにより、超電導薄膜の超電導接合部分
がトレンチの上にオーバーハング状に形成されて超電導
接合を形成する結晶粒界は基板に接しない。
The method for producing a superconducting junction according to the twenty-third aspect of the present invention is the step of producing a trench on a substrate by using ion beam etching, and the superconducting film is formed so that the superconducting junction is formed on the trench. By providing the step of producing on the substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench and the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate.

【0102】請求項24の発明における超電導接合の作
成方法は、基板上にトレンチを反応性イオンビームエッ
チングを使用して作製する工程と、該トレンチ上で超電
導接合が形成されるように超電導体膜を前記基板上に作
製する工程を備えることにより、超電導薄膜の超電導接
合部分がトレンチの上にオーバーハング状に形成されて
超電導接合を形成する結晶粒界は基板に接しない。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, there is provided a method of forming a superconducting junction, which comprises a step of forming a trench on a substrate by using reactive ion beam etching, and a superconducting film so that the superconducting junction is formed on the trench. By providing the step of forming the superconducting thin film on the substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench and the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate.

【0103】請求項25の発明における超電導接合の作
成方法は、基板上にトレンチを反応性イオンエッチング
を使用して作製する工程と、該トレンチ上で超電導接合
が形成されるように超電導体膜を前記基板上に作製する
工程を備えることにより、超電導薄膜の超電導接合部分
がトレンチの上にオーバーハング状に形成されて超電導
接合を形成する結晶粒界は基板に接しない。
The method of forming a superconducting junction according to the twenty-fifth aspect of the present invention is a step of forming a trench on a substrate by using reactive ion etching, and forming a superconducting film so that the superconducting junction is formed on the trench. By including the step of manufacturing on the substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate.

【0104】請求項26の発明における超電導接合の作
成方法は、基板上にトレンチをプラズマエッチングを使
用して作製する工程と、該トレンチ上で超電導接合が形
成されるように超電導体膜を前記基板上に作製する工程
を備えることにより、超電導薄膜の超電導接合部分がト
レンチの上にオーバーハング状に形成されて超電導接合
を形成する結晶粒界は基板に接しない。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, there is provided a method of forming a superconducting junction, the method comprising: forming a trench on a substrate by using plasma etching; and forming a superconducting film on the substrate so that the superconducting junction is formed on the trench. By providing the above-described process, the superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench so that the crystal grain boundaries forming the superconducting junction do not contact the substrate.

【0105】請求項27の発明における超電導接合の作
成方法は、基板上にトレンチをウェットエッチングを使
用して作製する工程と、該トレンチ上で超電導接合が形
成されるように超電導体膜を前記基板上に作製する工程
を備えることにより、超電導薄膜の超電導接合部分がト
レンチの上にオーバーハング状に形成されて超電導接合
を形成する結晶粒界は基板に接しない。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, there is provided a method of forming a superconducting junction, the method comprising: forming a trench on a substrate by wet etching; and forming a superconducting film on the substrate so that the superconducting junction is formed on the trench. By providing the above-described process, the superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench so that the crystal grain boundaries forming the superconducting junction do not contact the substrate.

【0106】請求項28の発明における超電導接合の作
成方法は、基板上にトレンチをリフトオフ法を使用して
作製する工程と、該トレンチ上で超電導接合が形成され
るように超電導体膜を前記基板上に作製する工程を備え
ることにより、超電導薄膜の超電導接合部分がトレンチ
の上にオーバーハング状に形成されて超電導接合を形成
する結晶粒界は基板に接しない。
According to a twenty-eighth aspect of the present invention, there is provided a method of forming a superconducting junction, the step of forming a trench on a substrate by a lift-off method, and the superconducting film on the substrate so that the superconducting junction is formed on the trench. By providing the above-described process, the superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench so that the crystal grain boundaries forming the superconducting junction do not contact the substrate.

【0107】請求項29の発明における超電導接合は、
基板に面方位依存性エッチングによって作製されたシャ
ープな段差の上に形成されたシャープな粒界接合を、ジ
ョセフソン接合として利用できるため接合を流れる信号
の1/f雑音が非常に低減される。
The superconducting junction according to the invention of claim 29 is:
Since the sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed on the substrate by the plane orientation dependent etching can be used as the Josephson junction, 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0108】請求項30の発明における超電導接合は、
基板にKOHを含有する溶液による面方位依存性エッチ
ングによって作製されたシャープな段差の上に形成され
たシャープな粒界接合を、ジョセフソン接合として利用
できるため接合を流れる信号の1/f雑音が非常に低減
される。
The superconducting junction according to the invention of claim 30 is
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane orientation dependent etching with the solution containing KOH on the substrate can be used as the Josephson junction, so that 1 / f noise of the signal flowing through the junction is reduced. Greatly reduced.

【0109】請求項31の発明における超電導接合は、
基板にNaOHを含有する溶液による面方位依存性エッ
チングによって作製されたシャープな段差の上に形成さ
れたシャープな粒界接合を、ジョセフソン接合として利
用できるため接合を流れる信号の1/f雑音が非常に低
減される。
The superconducting junction according to the invention of claim 31 is
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane-direction dependent etching with the solution containing NaOH on the substrate can be used as the Josephson junction, so that 1 / f noise of the signal flowing through the junction is reduced. Greatly reduced.

【0110】請求項32の発明における超電導接合は、
基板にヒドラジンを含有する溶液による面方位依存性エ
ッチングによって作製されたシャープな段差の上に形成
されたシャープな粒界接合を、ジョセフソン接合として
利用できるため接合を流れる信号の1/f雑音が非常に
低減される。
The superconducting junction according to the invention of claim 32 is
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane orientation dependent etching with the solution containing hydrazine on the substrate can be used as the Josephson junction, so that 1 / f noise of the signal flowing through the junction is reduced. Greatly reduced.

【0111】請求項33の発明における超電導接合は、
基板にエチレジアミンを含有する溶液による面方位依存
性エッチングによって作製されたシャープな段差の上に
形成されたシャープな粒界接合を、ジョセフソン接合と
して利用できるため接合を流れる信号の1/f雑音が非
常に低減される。
The superconducting junction according to the invention of claim 33 is
A sharp grain boundary junction formed on a sharp step formed by plane-direction dependent etching with a solution containing ethylediamine on the substrate can be used as a Josephson junction, so that 1 / f noise of a signal flowing through the junction is reduced. Greatly reduced.

【0112】請求項34の発明における超電導接合は、
基板に第四アンモニウム水酸化物を含有する溶液による
面方位依存性エッチングによって作製されたシャープな
段差の上に形成されたシャープな粒界接合を、ジョセフ
ソン接合として利用できるため接合を流れる信号の1/
f雑音が非常に低減される。
The superconducting junction according to the invention of claim 34 is
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step created by the plane orientation dependent etching with the solution containing quaternary ammonium hydroxide on the substrate can be used as a Josephson junction, so that the signal flowing through the junction is 1 /
f-noise is greatly reduced.

【0113】請求項35の発明における超電導接合は、
基板にKOHと2−プロパノールを含有する溶液による
面方位依存性エッチングによって作製されたシャープな
段差の上に形成されたシャープな粒界接合を、ジョセフ
ソン接合として利用できるため接合を流れる信号の1/
f雑音が非常に低減される。
The superconducting junction according to the invention of claim 35 is
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane orientation dependent etching with the solution containing KOH and 2-propanol on the substrate can be used as the Josephson junction, so that the signal flowing through the junction is /
f-noise is greatly reduced.

【0114】請求項36の発明における超電導接合は、
基板にKOHとヒトラジンを含有する溶液による面方位
依存性エッチングによって作製されたシャープな段差の
上に形成されたシャープな粒界接合を、ジョセフソン接
合として利用できるため接合を流れる信号の1/f雑音
が非常に低減される。
The superconducting junction according to the thirty-sixth aspect of the present invention is
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane-orientation-dependent etching with the solution containing KOH and humanradin on the substrate can be used as the Josephson junction, so 1 / f of the signal flowing through the junction The noise is greatly reduced.

【0115】請求項37の発明における超電導接合は、
基板にヒトラジンとH2Oを含有する溶液による面方位
依存性エッチングによって作製されたシャープな段差の
上に形成されたシャープな粒界接合を、ジョセフソン接
合として利用できるため接合を流れる信号の1/f雑音
が非常に低減される。
The superconducting junction according to the invention of claim 37 is
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane orientation dependent etching with the solution containing humanradine and H 2 O on the substrate can be used as the Josephson junction, so that the signal flowing through the junction is / F noise is greatly reduced.

【0116】請求項38の発明における超電導接合は、
基板にメチルアンモニウム水酸化物を含有する溶液によ
る面方位依存性エッチングによって作製されたシャープ
な段差の上に形成されたシャープな粒界接合を、ジョセ
フソン接合として利用できるため接合を流れる信号の1
/f雑音が非常に低減される。
The superconducting junction according to the thirty-eighth aspect of the invention is
Since a sharp grain boundary junction formed on a sharp step formed by plane-direction dependent etching with a solution containing methylammonium hydroxide on the substrate can be used as a Josephson junction
/ F noise is greatly reduced.

【0117】請求項39の発明における超電導接合は、
基板にNH4FとCu(NO32を含有する溶液による
面方位依存性エッチングによって作製されたシャープな
段差の上に形成されたシャープな粒界接合を、ジョセフ
ソン接合として利用できるため接合を流れる信号の1/
f雑音が非常に低減される。
A superconducting junction according to the invention of claim 39 is
Since the sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane orientation dependent etching with the solution containing NH 4 F and Cu (NO 3 ) 2 on the substrate can be used as the Josephson junction, the junction 1 of the signal flowing through
f-noise is greatly reduced.

【0118】請求項40の発明における超電導接合は、
基板と、基板上に形成された超電導薄膜と、超電導薄膜
の超電導接合部分により構成される超電導接合におい
て、超電導薄膜上にエピタキシャルに形成された保護膜
を有することで、超電導接合を形成する超電導薄膜に歪
みなどの悪影響を与えることなく超電導薄膜を保護する
ことができるため、超電導接合を回路形状に加工する過
程で超電導薄膜が写真製版用のフォトレジストやフォト
レジストを除去する際のアセトンなどの有機溶剤に曝さ
れることがないので、超電導接合を回路形状に加工する
過程における超電導特性の劣化を防ぐことができる。
The superconducting junction according to the invention of claim 40 is
In a superconducting junction composed of a substrate, a superconducting thin film formed on the substrate, and a superconducting junction part of the superconducting thin film, a superconducting thin film forming a superconducting junction by having a protective film epitaxially formed on the superconducting thin film. Since the superconducting thin film can be protected without adversely affecting the surface of the superconducting film, the superconducting thin film is used as a photoresist for photoengraving during the process of processing the superconducting junction into a circuit shape, or as an organic material such as acetone when removing the photoresist. Since it is not exposed to a solvent, it is possible to prevent deterioration of superconducting characteristics during the process of processing the superconducting junction into a circuit shape.

【0119】請求項41の発明における超電導接合は、
基板と、基板上に形成されたBa1- xxBiO3による
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成
される超電導接合において、超電導薄膜上にエピタキシ
ャルに形成されたBaBiO3による保護膜を有するこ
とで、超電導接合を形成する超電導薄膜に歪みなどの悪
影響を与えることなく超電導薄膜を保護することができ
るため、超電導接合を回路形状に加工する過程で超電導
薄膜が写真製版用のフォトレジストやフォトレジストを
除去する際のアセトンなどの有機溶剤に曝されることが
ないので、超電導接合を回路形状に加工する過程におけ
る超電導特性の劣化を防ぐことができる。
The superconducting junction according to the invention of claim 41 is
In a superconducting junction composed of a substrate, a superconducting thin film of Ba 1- x K x BiO 3 formed on the substrate, and a superconducting junction part of the superconducting thin film, a protective film of BaBiO 3 epitaxially formed on the superconducting thin film. By having, it is possible to protect the superconducting thin film without adversely affecting the superconducting thin film forming the superconducting junction, such as distortion, so in the process of processing the superconducting junction into a circuit shape, the superconducting thin film is a photoresist for photolithography. Since it is not exposed to an organic solvent such as acetone when removing the photoresist and the photoresist, it is possible to prevent deterioration of the superconducting characteristics during the process of processing the superconducting junction into a circuit shape.

【0120】請求項42の発明における超電導接合は、
基板と、基板上に形成されたBa1- xxBiO3による
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成
される超電導接合において、超電導薄膜上にエピタキシ
ャルに形成されたBaPbO3による保護膜を有するこ
とで、超電導接合を形成する超電導薄膜に歪みなどの悪
影響を与えることなく超電導薄膜を保護することができ
るため、超電導接合を回路形状に加工する過程で超電導
薄膜が写真製版用のフォトレジストやフォトレジストを
除去する際のアセトンなどの有機溶剤に曝されることが
ないので、超電導接合を回路形状に加工する過程におけ
る超電導特性の劣化を防ぐことができる。
The superconducting junction according to the invention of claim 42 is
In a superconducting junction composed of a substrate, a superconducting thin film of Ba 1- x K x BiO 3 formed on the substrate, and a superconducting junction part of the superconducting thin film, a protective film of BaPbO 3 epitaxially formed on the superconducting thin film. By having, it is possible to protect the superconducting thin film without adversely affecting the superconducting thin film forming the superconducting junction, such as distortion, so in the process of processing the superconducting junction into a circuit shape, the superconducting thin film is a photoresist for photolithography. Since it is not exposed to an organic solvent such as acetone when removing the photoresist and the photoresist, it is possible to prevent deterioration of the superconducting characteristics during the process of processing the superconducting junction into a circuit shape.

【0121】請求項43の発明における超電導接合は、
基板と、基板上に形成された超電導薄膜と、超電導薄膜
の超電導接合部分により構成される超電導接合におい
て、基板と超電導薄膜との間に、超電導薄膜がエピタキ
シャルに形成できるバッファ層を有することで、超電導
薄膜が基板との格子不整合の影響を受けることなく高品
質に成膜できるため超電導接合の特性が向上する。
A superconducting junction according to the invention of claim 43 is
Substrate, a superconducting thin film formed on the substrate, in a superconducting junction constituted by the superconducting junction portion of the superconducting thin film, between the substrate and the superconducting thin film, by having a buffer layer that can be epitaxially formed superconducting thin film, Since the superconducting thin film can be formed with high quality without being affected by the lattice mismatch with the substrate, the characteristics of the superconducting junction are improved.

【0122】請求項44の発明における超電導接合は、
基板と、基板上に形成された超電導薄膜と、超電導薄膜
の超電導接合部分により構成される超電導接合におい
て、基板と超電導薄膜との間に、Ba1-xxBiO3
よる超電導薄膜がエピタキシャルに形成できるBaBi
3のバッファ層を有することで、超電導薄膜が基板と
の格子不整合の影響を受けることなく高品質に成膜でき
るため超電導接合の特性が向上する。
The superconducting junction according to the invention of claim 44 is
In a superconducting junction composed of a substrate, a superconducting thin film formed on the substrate, and a superconducting junction part of the superconducting thin film, a superconducting thin film of Ba 1-x K x BiO 3 is epitaxially formed between the substrate and the superconducting thin film. BaBi that can be formed
By having the O 3 buffer layer, the superconducting thin film can be formed with high quality without being affected by the lattice mismatch with the substrate, so that the characteristics of the superconducting junction are improved.

【0123】請求項45の発明における超電導接合は、
基板と、基板上に形成された超電導薄膜と、超電導薄膜
の超電導接合部分により構成される超電導接合におい
て、基板と超電導薄膜との間に、Ba1-xxBiO3
よる超電導薄膜がエピタキシャルに形成できるBaBa
PbO3のバッファ層を有することで、超電導薄膜が基
板との格子不整合の影響を受けることなく高品質に成膜
できるため超電導接合の特性が向上する。
The superconducting junction according to the 45th aspect of the invention is
In a superconducting junction composed of a substrate, a superconducting thin film formed on the substrate, and a superconducting junction part of the superconducting thin film, a superconducting thin film of Ba 1-x K x BiO 3 is epitaxially formed between the substrate and the superconducting thin film. BaBa that can be formed
By having the PbO 3 buffer layer, the superconducting thin film can be formed with high quality without being affected by the lattice mismatch with the substrate, so that the characteristics of the superconducting junction are improved.

【0124】請求項46の発明における超電導接合は、
サファイアを使用した基板と、基板上に形成された超電
導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成され
る超電導接合において、基板と超電導薄膜との間に、B
1-xxBiO3による超電導薄膜がエピタキシャルに
形成できるMgO3のバッファ層を有することで、超電
導薄膜が基板との格子不整合の影響を受けることなく高
品質に成膜できるため超電導接合の特性が向上する。
The superconducting junction according to the 46th aspect of the invention is
In a superconducting junction composed of a substrate using sapphire, a superconducting thin film formed on the substrate, and a superconducting junction part of the superconducting thin film, B
Since the superconducting thin film made of a 1-x K x BiO 3 has the MgO 3 buffer layer that can be epitaxially formed, the superconducting thin film can be formed with high quality without being affected by the lattice mismatch with the substrate. The characteristics of are improved.

【0125】請求項47の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分と、前記超
電導薄膜上に堆積された電極により構成される超電導接
合において、電極として酸化物薄膜を使用することで、
超電導薄膜の上に堆積する電極の材質が金属ではなく導
電性酸化物となるため、特に酸化物超電導体を使用した
超電導薄膜と電極との界面での変質層の発生を抑制する
ことができようになるので超電導薄膜と電極との間に良
好なオーミック接続を得ることができる。
The superconducting junction according to the 47th aspect of the invention is
A superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and a superconducting junction composed of an electrode deposited on the superconducting thin film, by using an oxide thin film as an electrode,
Since the material of the electrode deposited on the superconducting thin film is not a metal but a conductive oxide, it is possible to suppress the generation of a deteriorated layer especially at the interface between the superconducting thin film using an oxide superconductor and the electrode. Therefore, good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0126】請求項48の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分と、前記超
電導薄膜上に堆積された電極により構成される超電導接
合において、電極として酸化物薄膜を使用し、超電導薄
膜の成膜後にその場で電極を形成するようにしたので、
酸化物超電導体を使用した超電導薄膜と電極との界面で
の変質層の発生を抑制することができようになるため超
電導薄膜と電極との間に良好なオーミック接続を得るこ
とができる。
The superconducting junction according to the 48th aspect of the invention is
In a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, an oxide thin film is used as an electrode, and the electrode is formed on the spot after forming the superconducting thin film. I decided to do so,
Since it becomes possible to suppress the generation of an altered layer at the interface between the superconducting thin film using an oxide superconductor and the electrode, a good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0127】請求項49の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分と、超電導
薄膜上に堆積された電極により構成される超電導接合に
おいて、電極としてNbOの酸化物薄膜を使用すること
で、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜の上に堆積する電
極の材質が金属ではなく導電性酸化物となるため、特に
酸化物超電導体を使用した超電導薄膜と電極との界面で
の変質層の発生を抑制することができるようになるので
超電導薄膜と電極との間に良好なオーミック接続を得る
ことができる。
The superconducting junction according to the 49th aspect of the invention is
In a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, by using an NbO oxide thin film as an electrode, Ba 1-x K x BiO 3 Since the material of the electrode deposited on the superconducting thin film is not a metal but a conductive oxide, it is possible to suppress the generation of an altered layer especially at the interface between the superconducting thin film and the electrode using an oxide superconductor. Therefore, good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0128】請求項50の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分と、超電導
薄膜上に堆積された電極により構成される超電導接合に
おいて、電極としてNdOの酸化物薄膜を使用すること
で、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜の上に堆積する電
極の材質が金属ではなく導電性酸化物となるため、特に
酸化物超電導体を使用した超電導薄膜と電極との界面で
の変質層の発生を抑制することができるようになるので
超電導薄膜と電極との間に良好なオーミック接続を得る
ことができる。
The superconducting junction according to the invention of claim 50 is
In a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, by using an NdO oxide thin film as an electrode, Ba 1-x K x BiO 3 Since the material of the electrode deposited on the superconducting thin film is not a metal but a conductive oxide, it is possible to suppress the generation of an altered layer especially at the interface between the superconducting thin film and the electrode using an oxide superconductor. Therefore, good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0129】請求項51の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分と、超電導
薄膜上に堆積された電極により構成される超電導接合に
おいて、電極としてReO3の酸化物薄膜を使用するこ
とで、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜の上に堆積する
電極の材質が金属ではなく導電性酸化物となるため、特
に酸化物超電導体を使用した超電導薄膜と電極との界面
での変質層の発生を抑制することができるようになるの
で超電導薄膜と電極との間に良好なオーミック接続を得
ることができる。
The superconducting junction according to the invention of claim 51 is
In a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, by using an oxide thin film of ReO 3 as an electrode, Ba 1-x K x BiO 3 Since the material of the electrode deposited on the superconducting thin film of is a conductive oxide instead of a metal, it is possible to suppress the generation of a deteriorated layer particularly at the interface between the superconducting thin film using an oxide superconductor and the electrode. As a result, a good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0130】請求項52の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分と、超電導
薄膜上に堆積された電極により構成される超電導接合に
おいて、電極としてRuO2の酸化物薄膜を使用するこ
とで、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜の上に堆積する
電極の材質が金属ではなく導電性酸化物となるため、特
に酸化物超電導体を使用した超電導薄膜と電極との界面
での変質層の発生を抑制することができるようになるの
で超電導薄膜と電極との間に良好なオーミック接続を得
ることができる。
A superconducting junction according to the invention of claim 52 is
In a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, by using an oxide thin film of RuO 2 as an electrode, Ba 1-x K x BiO 3 Since the material of the electrode deposited on the superconducting thin film of is a conductive oxide instead of a metal, it is possible to suppress the generation of a deteriorated layer particularly at the interface between the superconducting thin film using an oxide superconductor and the electrode. As a result, a good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0131】請求項53の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分と、超電導
薄膜上に堆積された電極により構成される超電導接合
に、電極としてOsO2の酸化物薄膜を使用すること
で、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜の上に堆積する電
極の材質が金属ではなく導電性酸化物となるため、特に
酸化物超電導体を使用した超電導薄膜と電極との界面で
の変質層の発生を抑制することができるようになるので
超電導薄膜と電極との間に良好なオーミック接続を得る
ことができる。
The superconducting junction according to the invention of claim 53 is
By using an oxide thin film of OsO 2 as an electrode in a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, Ba 1-x K x BiO 3 Since the material of the electrode deposited on the superconducting thin film of is a conductive oxide instead of a metal, it is possible to suppress the generation of a deteriorated layer particularly at the interface between the superconducting thin film using an oxide superconductor and the electrode. As a result, a good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0132】請求項54の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分と、超電導
薄膜上に堆積された電極により構成される超電導接合
に、電極としてIr02の酸化物薄膜を使用すること
で、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜の上に堆積する電
極の材質が金属ではなく導電性酸化物となるため、特に
酸化物超電導体を使用した超電導薄膜と電極との界面で
の変質層の発生を抑制することができるようになるので
超電導薄膜と電極との間に良好なオーミック接続を得る
ことができる。
The superconducting junction according to the invention of claim 54 is:
By using an IrO 2 oxide thin film as an electrode in a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, Ba 1-x K x BiO 3 Since the material of the electrode deposited on the superconducting thin film of is a conductive oxide instead of a metal, it is possible to suppress the generation of a deteriorated layer particularly at the interface between the superconducting thin film using an oxide superconductor and the electrode. As a result, a good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0133】請求項55の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成
される超電導接合において、超電導薄膜としてBi系超
電導体を使用し、その一部の組成比を変化させることで
絶縁体とし、この絶縁体部分を挟む領域を超電導接合と
して用いることで、動作温度を高くすれば冷却系の負担
が軽減される。
The superconducting junction according to the 55th aspect of the invention is
In a superconducting junction composed of a superconducting thin film and a superconducting junction part of the superconducting thin film, a Bi-based superconductor is used as the superconducting thin film, and an insulator is formed by changing the composition ratio of a part of the superconducting thin film. By using the region as a superconducting junction, the load on the cooling system can be reduced by raising the operating temperature.

【0134】請求項56の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成
される超電導接合において、超電導薄膜としてBiSr
(Ca,Y)CuOを使用し、その一部にYが過剰な組
成を用いることで絶縁体とし、この絶縁体部分を挟む領
域を超電導接合として用いることで、動作温度を高くす
れば冷却系の負担が軽減される。
The superconducting junction according to the 56th aspect of the invention is
In the superconducting junction composed of the superconducting thin film and the superconducting junction of the superconducting thin film, BiSr is used as the superconducting thin film.
(Ca, Y) CuO is used as an insulator by using a composition with an excess of Y in a part thereof, and the region sandwiching this insulator part is used as a superconducting junction, so that the cooling system can be increased by increasing the operating temperature. Burden is reduced.

【0135】請求項57の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成
される超電導接合において超電導薄膜としてBiSrC
a(Cu,Fe)Oを使用し、その一部にFeが過剰な
組成を用いることで絶縁体とし、この絶縁体部分を挟む
領域を超電導接合として用いる超電導体として臨界温度
の高いBi系超電導体を使用するため、超電導接合の動
作温度を高くでき、冷却系の負担を大幅に軽減できる。
The superconducting junction according to the 57th aspect of the invention is
BiSrC as a superconducting thin film in a superconducting junction composed of a superconducting thin film and a superconducting junction of the superconducting thin film.
a (Cu, Fe) O is used as an insulator by using a composition with an excess of Fe in a part thereof, and a region sandwiching this insulator part is used as a superconducting junction. Since the body is used, the operating temperature of the superconducting junction can be increased and the burden on the cooling system can be greatly reduced.

【0136】請求項58の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成
され、超電導薄膜に接続された抵抗体薄膜を有する超電
導接合において、前記超電導薄膜と前記抵抗体薄膜を重
畳することなく配置し、超電導薄膜と抵抗体薄膜を低抵
抗の金属薄膜で接続したもので、超電導薄膜と高抵抗金
属薄膜が互いに重畳して配置されないため、それらの間
の界面に変質層が生じることがなく、素子の特性の劣化
を防ぐことができる。
The superconducting junction according to the invention of claim 58 is
In a superconducting junction having a superconducting thin film and a superconducting junction part of the superconducting thin film and having a resistor thin film connected to the superconducting thin film, the superconducting thin film and the resistor thin film are arranged without overlapping, and the superconducting thin film and the resistor The thin film is connected by a low resistance metal thin film.Since the superconducting thin film and the high resistance metal thin film are not placed on top of each other, no deterioration layer will occur at the interface between them and prevent deterioration of the device characteristics. be able to.

【0137】請求項59の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成
され、超電導薄膜に接続された抵抗体薄膜を有する超電
導接合において、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜とT
aNの抵抗体薄膜を重畳することなく配置し、超電導薄
膜と抵抗体薄膜を低抵抗のAuの金属薄膜で接続したも
ので、超電導薄膜と高抵抗金属薄膜が互いに重畳して配
置されないため、それらの間の界面に変質層が生じるこ
とがなく、素子の特性の劣化を防ぐことができる。
The superconducting junction according to the 59th aspect of the invention is
In a superconducting junction having a superconducting thin film and a resistor thin film connected to the superconducting thin film, the superconducting thin film of Ba 1-x K x BiO 3 and the superconducting thin film
The aN resistor thin film is arranged without overlapping, and the superconducting thin film and the resistor thin film are connected by a low resistance Au metal thin film. Since the superconducting thin film and the high resistance metal thin film are not arranged on top of each other, they are A deteriorated layer does not occur at the interface between them, and deterioration of the device characteristics can be prevented.

【0138】請求項60の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成
され、超電導薄膜に接続された抵抗体薄膜を有する超電
導接合において、マイクロ波のストリップ線路による超
電導薄膜と抵抗体薄膜をストリップ線路のターミネータ
として使用して重畳することなく配置し、超電導薄膜と
抵抗体薄膜の双方に重畳する低抵抗の金属薄膜を配する
ことで、超電導薄膜と高抵抗金属薄膜が互いに重畳して
配置されないため、それらの間の界面に変質層が生じる
ことがなく、素子の特性の劣化を防ぐことができる。
The superconducting junction according to the invention of claim 60 is
In a superconducting junction that has a superconducting thin film and a superconducting junction part of the superconducting thin film and has a resistor thin film connected to the superconducting thin film, using the superconducting thin film and the resistor thin film by the microwave strip line as the strip line terminator By arranging without superposition, by arranging a low resistance metal thin film that overlaps both the superconducting thin film and the resistor thin film, the superconducting thin film and the high resistance metal thin film are not placed on top of each other, so the interface between them A deteriorated layer does not occur in the device and deterioration of the device characteristics can be prevented.

【0139】[0139]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、本実施例について説明する。図1は本
実施例を示す超電導接合の断面図であり、図において、
1〜3の各番号は上記従来例と同一または相当する部分
であり、101は基板1の粒界2の上に作製されたトレ
ンチ、102はトレンチ101の上に形成された、超電
導薄膜の接合部である。
Example 1. Hereinafter, this embodiment will be described. FIG. 1 is a sectional view of a superconducting junction showing the present embodiment.
Numbers 1 to 3 are the same as or corresponding to those in the conventional example, 101 is a trench formed on the grain boundary 2 of the substrate 1, and 102 is a superconducting thin film junction formed on the trench 101. It is a department.

【0140】次に動作について説明する。バイクリスタ
ル基板1の結晶粒界部分2の直上部にエッチング等の方
法によってトレンチ101を形成する。次にこの基板上
に超電導薄膜3を形成する。一般的に超電導薄膜は六方
晶系をしており、大きな異方性を有する。通常結晶のc
軸が基板に垂直に成長する。その成長速度はc軸方向に
較べ、a軸およびb軸方向の方が非常に大きい。そのた
め、基板表面に成長する超電導薄膜3はトレンチ上にも
中空に成長しオーバーハングをなす。このオーバーハン
グ同士がつながるとき結晶粒界102を形成する。この
ようにして作製した結晶粒界を超電導接合として利用す
る。
Next, the operation will be described. A trench 101 is formed directly above the crystal grain boundary portion 2 of the bicrystal substrate 1 by a method such as etching. Next, the superconducting thin film 3 is formed on this substrate. Generally, the superconducting thin film has a hexagonal crystal system and has a large anisotropy. Normal crystal c
The axis grows perpendicular to the substrate. The growth rate is much higher in the a-axis and b-axis directions than in the c-axis direction. Therefore, the superconducting thin film 3 growing on the surface of the substrate also grows hollow on the trench and forms an overhang. When these overhangs are connected to each other, a crystal grain boundary 102 is formed. The crystal grain boundary thus produced is used as a superconducting junction.

【0141】本実施例では、基板としてSrTiO3
イクリスタル基板(10mm×10mm×1mm)を使
用し、Arイオンを用いたイオンビームエッチング法で
幅1μmで深さ5μmのトレンチを形成した。この基板
の上にBa1-xxBiO3をRFマグネトロンスパッタ
リング法によって厚さ200nm堆積させたところ、ト
レンチをふさぐようにBa1-xxBiO3が成長し、ト
レンチの上で粒界接合を形成した。この粒界接合部分を
含むBa1-xxBiO3薄膜をエタンガスによる反応性
エッチングで幅20μmのブリッジ状に成形した。この
素子を液体ヘリウム中で冷却し、電流−電圧特性のフー
リエ変換から1/f雑音を測定したところ、1.7×1
-5Φ0/Hz-2であった。従来例の方法で作製した素
子の1/f雑音は1.4×10-4Φ0/Hz-2であった
ので、大幅な1/f雑音の低減が達成された。
In this example, a SrTiO 3 bicrystal substrate (10 mm × 10 mm × 1 mm) was used as a substrate, and a trench having a width of 1 μm and a depth of 5 μm was formed by an ion beam etching method using Ar ions. When Ba 1-x K x BiO 3 was deposited on the substrate by RF magnetron sputtering to a thickness of 200 nm, Ba 1-x K x BiO 3 was grown so as to close the trench, and grain boundaries were formed on the trench. A bond was formed. The Ba 1-x K x BiO 3 thin film including this grain boundary junction was formed into a bridge shape having a width of 20 μm by reactive etching with ethane gas. When this element was cooled in liquid helium and 1 / f noise was measured from the Fourier transform of the current-voltage characteristic, 1.7 × 1
It was 0 -5 Φ 0 / Hz -2 . The 1 / f noise of the element manufactured by the method of the conventional example was 1.4 × 10 −4 Φ 0 / Hz −2 , so that a significant reduction of 1 / f noise was achieved.

【0142】実施例2.実施例1では基板1としてバイ
クリスタル基板を使用したが、基板としては通常の単結
晶基板を使用しても同様の効果が得られる。この場合
も、結晶方位の面内回転がないものの、基板と超電導薄
膜の格子整合のずれを反映して、トレンチ上で超電導接
合が形成される。
Example 2. Although the bicrystal substrate is used as the substrate 1 in Example 1, the same effect can be obtained by using a normal single crystal substrate as the substrate. Also in this case, although there is no in-plane rotation of the crystal orientation, the superconducting junction is formed on the trench by reflecting the deviation of the lattice matching between the substrate and the superconducting thin film.

【0143】実施例3.実施例1では基板1としてSr
TiO3バイクリスタル基板を使用したが、基板の材質
はSrTiO3に限られるものではなく、MgO基板を
使用しても同様の効果が得られる。
Example 3. In Example 1, Sr was used as the substrate 1.
Although a TiO 3 bicrystal substrate is used, the material of the substrate is not limited to SrTiO 3 and the same effect can be obtained by using a MgO substrate.

【0144】実施例4.実施例1では基板1としてSr
TiO3バイクリスタル基板を使用したが、基板の材質
はSrTiO3に限られるものではなく、サファイア
(α−Al2O3)基板を使用しても同様の効果が得ら
れる。
Example 4. In Example 1, Sr was used as the substrate 1.
Although a TiO 3 bicrystal substrate is used, the material of the substrate is not limited to SrTiO 3, and the same effect can be obtained by using a sapphire (α-Al 2 O 3 ) substrate.

【0145】実施例5.実施例1では基板1としてSr
TiO3バイクリスタル基板を使用したが、基板の材質
はSrTiO3に限られるものではなく、YSZ(イッ
トリウム安定化ジルコニア)基板を使用しても同様の効
果が得られる。
Example 5. In Example 1, Sr was used as the substrate 1.
Although a TiO 3 bicrystal substrate is used, the material of the substrate is not limited to SrTiO 3, and the same effect can be obtained by using a YSZ (yttrium-stabilized zirconia) substrate.

【0146】実施例6.実施例1では基板1としてSr
TiO3バイクリスタル基板を使用したが、基板の材質
はSrTiO3に限られるものではなく、 CaTiO3
基板を使用しても同様の効果が得られる。
Example 6. In Example 1, Sr was used as the substrate 1.
Although a TiO 3 bicrystal substrate was used, the material of the substrate is not limited to SrTiO 3 and CaTiO 3
The same effect can be obtained by using a substrate.

【0147】実施例7.実施例1では基板1としてSr
TiO3バイクリスタル基板を使用したが、基板の材質
はSrTiO3に限られるものではなく、 YAlO3
板を使用しても同様の効果が得られる。
Example 7. In Example 1, Sr was used as the substrate 1.
Although a TiO 3 bicrystal substrate is used, the material of the substrate is not limited to SrTiO 3 and the same effect can be obtained by using a YAlO 3 substrate.

【0148】実施例8.実施例1では基板1としてSr
TiO3バイクリスタル基板を使用したが、基板の材質
はSrTiO3に限られるものではなく、 NdAlO3
基板を使用しても同様の効果が得られる。
Example 8. In Example 1, Sr was used as the substrate 1.
Although a TiO 3 bicrystal substrate is used, the material of the substrate is not limited to SrTiO 3 but NdAlO 3
The same effect can be obtained by using a substrate.

【0149】実施例9.実施例1では基板1としてSr
TiO3バイクリスタル基板を使用したが、基板の材質
はSrTiO3に限られるものではなく、 LaAlO3
基板を使用しても同様の効果が得られる。
Example 9. In Example 1, Sr was used as the substrate 1.
A TiO 3 bicrystal substrate was used, but the material of the substrate is not limited to SrTiO 3 , but LaAlO 3
The same effect can be obtained by using a substrate.

【0150】実施例10.実施例1では基板1としてS
rTiO3バイクリスタル基板を使用したが、基板の材
質はSrTiO3に限られるものではなく、 LaSrA
lO4 基板を使用しても同様の効果が得られる。
Example 10. In the first embodiment, S is used as the substrate 1.
An rTiO 3 bicrystal substrate was used, but the material of the substrate is not limited to SrTiO 3 , but LaSrA
The same effect can be obtained by using an lO4 substrate.

【0151】実施例11.実施例1では基板1としてS
rTiO3バイクリスタル基板を使用したが、基板の材
質はSrTiO3に限られるものではなく、 NdGaO
3 基板を使用しても同様の効果が得られる。
Example 11. In the first embodiment, S is used as the substrate 1.
Although a rTiO 3 bicrystal substrate was used, the material of the substrate is not limited to SrTiO 3 , but NdGaO
The same effect can be obtained by using three substrates.

【0152】実施例12.実施例1では基板1としてS
rTiO3バイクリスタル基板を使用したが、基板の材
質はSrTiO3に限られるものではなく、 PrGaO
3 基板を使用しても同様の効果が得られる。
Example 12. In the first embodiment, S is used as the substrate 1.
Although the rTiO 3 bicrystal substrate was used, the material of the substrate is not limited to SrTiO 3 but PrGaO
The same effect can be obtained by using three substrates.

【0153】実施例13.実施例1では基板1としてS
rTiO3バイクリスタル基板を使用したが、基板の材
質はSrTiO3に限られるものではなく、 LaGaO
3 基板を使用しても同様の効果が得られる。
Example 13 In the first embodiment, S is used as the substrate 1.
An rTiO 3 bicrystal substrate was used, but the material of the substrate is not limited to SrTiO 3 , but LaGaO
The same effect can be obtained by using three substrates.

【0154】実施例14.実施例1では基板1としてS
rTiO3バイクリスタル基板を使用したが、基板の材
質はSrTiO3に限られるものではなく、 LaSrG
aO4 基板を使用しても同様の効果が得られる。
Example 14 In the first embodiment, S is used as the substrate 1.
Although the rTiO 3 bicrystal substrate was used, the material of the substrate is not limited to SrTiO 3 , but LaSrG
The same effect can be obtained by using an aO4 substrate.

【0155】実施例15.実施例1では超電導薄膜3の
材質としてBa1-xxBiO3を使用したが、超電導薄
膜の材質はBa1-xxBiO3に限られるものではな
く、ビスマス系超電導酸化物を使用しても同様の効果が
得られる。
Example 15. Although Ba 1-x K x BiO 3 was used as the material of the superconducting thin film 3 in Example 1, the material of the superconducting thin film is not limited to Ba 1-x K x BiO 3 and a bismuth-based superconducting oxide is used. Even if the same effect is obtained.

【0156】実施例16.実施例1では超電導薄膜3の
材質としてBa1-xxBiO3を使用したが、超電導薄
膜の材質はBa1-xxBiO3に限られるものではな
く、イットリウム系超電導酸化物を使用しても同様の効
果が得られる。
Example 16. Although Ba 1-x K x BiO 3 was used as the material of the superconducting thin film 3 in Example 1, the material of the superconducting thin film is not limited to Ba 1-x K x BiO 3 , but yttrium-based superconducting oxide is used. Even if the same effect is obtained.

【0157】実施例17.実施例1では超電導薄膜3の
材質としてBa1-xxBiO3を使用したが、超電導薄
膜の材質はBa1-xxBiO3に限られるものではな
く、タリウム系超電導酸化物を使用しても同様の効果が
得られる。
Example 17 Although Ba 1-x K x BiO 3 was used as the material of the superconducting thin film 3 in Example 1, the material of the superconducting thin film is not limited to Ba 1-x K x BiO 3 and a thallium-based superconducting oxide is used. Even if the same effect is obtained.

【0158】実施例18.実施例1では超電導薄膜3の
材質としてBa1-xxBiO3を使用したが、超電導薄
膜の材質はBa1-xxBiO3に限られるものではな
く、水銀系超電導酸化物を使用しても同様の効果が得ら
れる。
Example 18. Although Ba 1-x K x BiO 3 was used as the material of the superconducting thin film 3 in Example 1, the material of the superconducting thin film is not limited to Ba 1-x K x BiO 3 and a mercury-based superconducting oxide is used. Even if the same effect is obtained.

【0159】実施例19.実施例1ではトレンチ101
の作製方法としてArイオンビームエッチングを使用し
たが、トレンチの作製方法はイオンビームエッチングに
限られるものではなく、Cl2等を利用した反応性イオ
ンビームエッチングを使用しても同様の効果が得られ
る。
Example 19 In the first embodiment, the trench 101
Although the Ar ion beam etching was used as the method of forming the above, the method of forming the trench is not limited to the ion beam etching, and the same effect can be obtained by using the reactive ion beam etching using Cl 2 or the like.

【0160】実施例20.実施例1ではトレンチ101
の作製方法としてArイオンビームエッチングを使用し
たが、トレンチの作製方法はイオンビームエッチングに
限られるものではなく、CF3等を利用した反応性イオ
ンエッチングを使用しても同様の効果が得られる。
Example 20. In the first embodiment, the trench 101
Although the Ar ion beam etching was used as the method of forming the above, the method of forming the trench is not limited to the ion beam etching, and the same effect can be obtained by using the reactive ion etching using CF3 or the like.

【0161】実施例21.実施例1ではトレンチ101
の作製方法としてArイオンビームエッチングを使用し
たが、トレンチの作製方法はイオンビームエッチングに
限られるものではなく、CF4等を利用したプラズマエ
ッチングを使用しても同様の効果が得られる。
Example 21. In the first embodiment, the trench 101
Although Ar ion beam etching was used as the method of forming the above, the method of forming the trench is not limited to ion beam etching, and the same effect can be obtained by using plasma etching using CF4 or the like.

【0162】実施例22.実施例1ではトレンチ101
の作製方法としてArイオンビームエッチングを使用し
たが、トレンチの作製方法はイオンビームエッチングに
限られるものではなく、リン酸溶液等を利用したウェッ
トエッチングを使用しても同様の効果が得られる。
Example 22. In the first embodiment, the trench 101
Although the Ar ion beam etching was used as the method for manufacturing the above, the method for forming the trench is not limited to the ion beam etching, and the same effect can be obtained by using wet etching using a phosphoric acid solution or the like.

【0163】実施例23.実施例1ではトレンチ101
の作製方法としてArイオンビームエッチングを使用し
たが、トレンチの作製方法はイオンビームエッチングに
限られるものではなく、レジストを塗布してパターニン
グした後で基板上にバッファ層を成膜し、レジスト上の
膜を取り除くリフトオフ法を使用しても同様の効果が得
られる。
Example 23. In the first embodiment, the trench 101
Although Ar ion beam etching was used as a method for manufacturing the above, the method for forming the trench is not limited to ion beam etching, and a buffer layer is formed on the substrate after applying and patterning a resist, A similar effect can be obtained by using a lift-off method for removing the film.

【0164】実施例24.以下、本実施例について説明
する。図2は本実施例を示す超電導接合の断面図であ
り、図において、3,4及び8は前記従来例と同一また
は相当する部分であり、103は面方位依存性エッチン
グによって基板に設けられた面指数(111)の結晶面
である。
Example 24. Hereinafter, this embodiment will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of the superconducting junction showing the present embodiment. In the figure, 3, 4 and 8 are the same or corresponding portions as the conventional example, and 103 is provided on the substrate by plane orientation dependent etching. It is a crystal plane having a plane index (111).

【0165】次に動作について説明する。まず表面が面
指数(100)の結晶面を持つSi結晶基板8の上に、
エッチングによって高さ数百nmのステップを設ける。
このときエッチング材料として適切なものを使用するこ
とによって、結晶の面指数に依存したエッチング速度の
エッチングを行うことができる。本実施例では、KOH
を含有する溶液を使用することにより、(100)面の
エッチング速度を(111)面のエッチング速度よりも
十分に大きくすることができる。
Next, the operation will be described. First, on the Si crystal substrate 8 whose surface has a crystal plane with a plane index (100),
A step with a height of several hundred nm is provided by etching.
At this time, by using an appropriate etching material, it is possible to perform etching at an etching rate that depends on the crystal surface index. In this embodiment, KOH
By using the solution containing the (1), the etching rate of the (100) plane can be made sufficiently higher than the etching rate of the (111) plane.

【0166】この結果、結晶表面のエッチングされる部
分とマスクに覆われてエッチングされない部分の境界に
面指数(111)の結晶面が現れる。この(111)面
と(100)面の境界は図2に示すように非常にシャー
プなものとなるので、この上に成膜した超電導薄膜の段
差部分には、同図に示すように斜面103の上下に1箇
所づつのシャープな粒界接合4を生じる。この粒界接合
部分をパターニングして超電導接合として用いる。
As a result, a crystal plane having a plane index (111) appears at the boundary between the etched portion of the crystal surface and the portion which is covered with the mask and is not etched. Since the boundary between the (111) plane and the (100) plane is extremely sharp as shown in FIG. 2, a slope 103 as shown in FIG. A sharp grain boundary junction 4 is formed at each of the upper and lower sides of. This grain boundary junction portion is patterned and used as a superconducting junction.

【0167】本実施例によれば、超電導接合はステップ
の段差部分に2箇所のみシャープで乱れのない粒界接合
を有するので、超電導薄膜を貫く磁束の移動を妨げるこ
とがほとんどなく、この接合を利用した素子の電気信号
に生じる1/f雑音は極めて小さくなる。
According to this embodiment, since the superconducting junction has sharp and undisturbed grain boundary junctions only at two steps in the step portion, it hardly interferes with the movement of the magnetic flux penetrating the superconducting thin film, and this junction is formed. The 1 / f noise generated in the electric signal of the element used is extremely small.

【0168】実施例25.実施例24ではステップを作
製する方法としてKOHを含有する溶液による面方位依
存性エッチング法を使用したが、ステップの作製方法は
KOHを含有する溶液による面方位依存性エッチング法
に限られるものではなく、NaOHを含有する溶液によ
る面方位依存性エッチング法を使用しても同様の効果が
得られる。
Example 25. In Example 24, the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH was used as the method for producing the step, but the method for producing the step is not limited to the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH. The same effect can be obtained by using the plane orientation-dependent etching method using a solution containing NaOH.

【0169】実施例26.実施例24ではステップを作
製する方法としてKOHを含有する溶液による面方位依
存性エッチング法を使用したが、ステップの作製方法は
KOHを含有する溶液による面方位依存性エッチング法
に限られるものではなく、ヒドラジンを含有する溶液に
よる面方位依存性エッチング法を使用しても同様の効果
が得られる。
Example 26. In Example 24, the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH was used as the method for producing the step, but the method for producing the step is not limited to the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH. The same effect can be obtained by using the plane orientation dependent etching method using a solution containing hydrazine.

【0170】実施例27.実施例24ではステップを作
製する方法としてKOHを含有する溶液による面方位依
存性エッチング法を使用したが、ステップの作製方法は
KOHを含有する溶液による面方位依存性エッチング法
に限られるものではなく、エチレンジアミンを含有する
溶液による面方位依存性エッチング法を使用しても同様
の効果が得られる。
Example 27. In Example 24, the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH was used as the method for producing the step, but the method for producing the step is not limited to the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH. The same effect can be obtained by using the plane orientation-dependent etching method using a solution containing ethylenediamine.

【0171】実施例28.実施例24ではステップを作
製する方法としてKOHを含有する溶液による面方位依
存性エッチング法を使用したが、ステップの作製方法は
KOHを含有する溶液による面方位依存性エッチング法
に限られるものではなく、第四アンモニウム水酸化物を
含有する溶液による面方位依存性エッチング法を使用し
ても同様の効果が得られる。
Example 28. In Example 24, the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH was used as the method for producing the step, but the method for producing the step is not limited to the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH. The same effect can be obtained by using the plane orientation dependent etching method using a solution containing a quaternary ammonium hydroxide.

【0172】実施例29.実施例24ではステップを作
製する方法としてKOHを含有する溶液による面方位依
存性エッチング法を使用したが、ステップの作製方法は
KOHを含有する溶液による面方位依存性エッチング法
に限られるものではなく、KOHと2−プロパノールを
含有する溶液による面方位依存性エッチング法を使用し
ても同様の効果が得られる。
Example 29. In Example 24, the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH was used as the method for producing the step, but the method for producing the step is not limited to the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH. The same effect can be obtained by using the plane-orientation-dependent etching method using a solution containing KOH and 2-propanol.

【0173】実施例30.実施例24ではステップを作
製する方法としてKOHを含有する溶液による面方位依
存性エッチング法を使用したが、ステップの作製方法は
KOHを含有する溶液による面方位依存性エッチング法
に限られるものではなく、KOHとヒドラジンを含有す
る溶液による面方位依存性エッチング法を使用しても同
様の効果が得られる。
Example 30. In Example 24, the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH was used as the method for producing the step, but the method for producing the step is not limited to the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH. The same effect can be obtained by using the plane orientation dependent etching method using a solution containing KOH and hydrazine.

【0174】実施例31.実施例24ではステップを作
製する方法としてKOHを含有する溶液による面方位依
存性エッチング法を使用したが、ステップの作製方法は
KOHを含有する溶液による面方位依存性エッチング法
に限られるものではなく、ヒドラジンとH2Oを含有す
る溶液による面方位依存性エッチング法を使用しても同
様の効果が得られる。
Example 31. In Example 24, the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH was used as the method for producing the step, but the method for producing the step is not limited to the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH. The same effect can be obtained by using the plane orientation dependent etching method using a solution containing hydrazine and H2O.

【0175】実施例32.実施例24ではステップを作
製する方法としてKOHを含有する溶液による面方位依
存性エッチング法を使用したが、ステップの作製方法は
KOHを含有する溶液による面方位依存性エッチング法
に限られるものではなく、メチルアンモニウム水酸化物
を含有する溶液による面方位依存性エッチング法を使用
しても同様の効果が得られる。
Example 32. In Example 24, the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH was used as the method for producing the step, but the method for producing the step is not limited to the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH. The same effect can be obtained by using the plane orientation dependent etching method using a solution containing methyl ammonium hydroxide.

【0176】実施例33.実施例24ではステップを作
製する方法としてKOHを含有する溶液による面方位依
存性エッチング法を使用したが、ステップの作製方法は
KOHを含有する溶液による面方位依存性エッチング法
に限られるものではなく、NH4FとCu(NO3)2
を含有する溶液による面方位依存性エッチング法を使用
しても同様の効果が得られる。
Example 33. In Example 24, the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH was used as the method for producing the step, but the method for producing the step is not limited to the plane-orientation-dependent etching method using the solution containing KOH. , NH4F and Cu (NO 3 ) 2
The same effect can be obtained by using the plane-orientation-dependent etching method using a solution containing.

【0177】実施例34.以下、本実施例について説明
する。図3は本実施例を示す超電導接合の断面図であ
り、図において、1〜7の各番号は上記従来例と同一ま
たは相当する部分であり、104は超電導薄膜3の上に
エピタキシャルに形成された保護膜である。
Example 34. Hereinafter, this embodiment will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view of the superconducting junction showing the present embodiment. In the figure, the numbers 1 to 7 are the same as or corresponding to those in the conventional example, and 104 is formed epitaxially on the superconducting thin film 3. It is a protective film.

【0178】次に動作について説明する。まずバイクリ
スタル基板1の上に超電導薄膜3を形成する。次に超電
導薄膜3の上にエピタキシャルに成長する物質を用いて
保護膜104をエピタキシャルに形成する。その後パタ
ーニングと電極形成を従来例と同様に行い、超電導接合
を作製する。
Next, the operation will be described. First, the superconducting thin film 3 is formed on the bicrystal substrate 1. Next, a protective film 104 is epitaxially formed on the superconducting thin film 3 using a substance that grows epitaxially. After that, patterning and electrode formation are performed in the same manner as in the conventional example to produce a superconducting junction.

【0179】本実施例では、基板としてSrTiO3
イクリスタル基板(10mm×10mm×1mm)を使
用し、この基板の上にBa1xxBiO3をRFマグネ
トロンスパッタリング法によって厚さ200nm堆積さ
せた。その後ターゲットを切り替え、基板を成膜装置の
外に取り出すことなく、このBa1xxBiO3膜の上
にBaBiO3 を RFマグネトロンスパッタリング法
によって厚さ10nm堆積させた。この薄膜をエタンガ
スによる反応性エッチングで幅20μmのブリッジ状に
成形した。
In this example, a SrTiO 3 bicrystal substrate (10 mm × 10 mm × 1 mm) was used as a substrate, and Ba 1 -x K x BiO 3 was deposited on the substrate to a thickness of 200 nm by an RF magnetron sputtering method. It was After that, the target was switched and BaBiO 3 was deposited on the Ba 1 -x K x BiO 3 film by RF magnetron sputtering to a thickness of 10 nm without taking the substrate out of the film forming apparatus. This thin film was formed into a bridge with a width of 20 μm by reactive etching with ethane gas.

【0180】この超電導接合の超電導臨界温度を測定す
ると26.2Kであり、加工前の薄膜の超電導臨界温度
28Kにくらべ1.8K低下した。従来の方法による超
電導接合では、超電導臨界温度は約7.5K低下してい
たので、臨界温度の低下が大幅に抑制できた。この効果
の理由は、以下のように説明できる。 本実施例の超電
導接合では、超電導薄膜としてBa1xxBiO3を使
用したが、保護膜としてはBa1xxBiO3薄膜に損
傷を与えることなく形成でき、Ba1xxBiO3薄膜
の大気による劣化を防ぐ性能を持つことが求められる。
The superconducting critical temperature of this superconducting junction was measured to be 26.2K, which was 1.8K lower than the superconducting critical temperature of 28K before processing. In the superconducting junction according to the conventional method, the superconducting critical temperature was lowered by about 7.5 K, so that the lowering of the critical temperature could be significantly suppressed. The reason for this effect can be explained as follows. In the superconducting junction of this example, Ba 1 −x K x BiO 3 was used as the superconducting thin film, but the protective film can be formed without damaging the Ba 1 −x K x BiO 3 thin film, and thus Ba 1 −x It is required that the K x BiO 3 thin film has a property of preventing deterioration due to the atmosphere.

【0181】とりわけ、Ba1-xxBiO3薄膜中にお
いて最も反応性が激しいKの偏析を抑制することが必要
である。このような目的の保護膜として、BaBiO3
が有効である。なぜならば、Ba1-xxBiO3の結晶
構造は立方晶であり、その格子定数は、最も超電導転移
温度が高いBa0.6K0.4BiO3の組成の場合
で、4.287Åである。
In particular, it is necessary to suppress the segregation of K, which is the most reactive in the Ba 1-x K x BiO 3 thin film. As a protective film for such a purpose, BaBiO 3
Is valid. Because the crystal structure of Ba 1-x K x BiO 3 is cubic, the lattice constant, in the case of most superconducting transition temperature is high Ba0.6K0.4BiO 3 composition is 4.287A.

【0182】これに対して、BaBiO3の結晶構造は
斜方晶で、その格子定数はa=6.180Å、b=6.
134Åである。Ba0.6K0.4BiO3の格子定
数4.287Åの√2倍は4.287×√2=6.06
3であり、その値はBaBiO3のa,b軸方向の格子
定数にほぼ等しく、その差はa軸方向で2%、b軸方向
で1%である。
On the other hand, the crystal structure of BaBiO 3 is orthorhombic and its lattice constants are a = 6.180Å and b = 6.
It is 134Å. The lattice constant 4.287Å of Ba0.6K0.4BiO 3 is √2 times 4.287 × √2 = 6.06.
3, which is almost equal to the lattice constants of BaBiO 3 in the a and b axis directions, and the difference is 2% in the a axis direction and 1% in the b axis direction.

【0183】従って、Ba0.6K0.4BiO3
(100)結晶面上に、BaBiO3のa−b面(c
面)が、a,b軸が45度だけ面内で回転して成長すれ
ば、格子不整合がわずか1−2%でBaBiO3がエピ
タキシャルに成長する。従って、Ba0.6K0.4B
iO3膜に歪みなどの影響を与えることなく、結晶性の
優れたBaBiO3膜の形成が可能となる。さらに、B
aBiO3は、Kを除いてBa1xxBiO3と同じ元
素で構成され、結晶化しているので、元素の拡散の影響
がなく、膜表面へのKの析出を抑制できる。
Therefore, on the (100) crystal plane of Ba0.6K0.4BiO 3, the ab plane (c) of BaBiO 3 is formed.
If the (plane) grows with the a and b axes rotated by 45 degrees in the plane, BaBiO 3 grows epitaxially with a lattice mismatch of only 1-2%. Therefore, Ba0.6K0.4B
It is possible to form a BaBiO 3 film having excellent crystallinity without affecting the iO 3 film by strain or the like. Furthermore, B
abio 3, except for K Ba 1 - is composed of the same elements as x K x BiO 3, since the crystallization, there is no influence of the diffusion of elements, can suppress the precipitation of K to the membrane surface.

【0184】また、BaBiO3膜自体の加工もBa1-x
xBiO3膜の加工とほぼ同条件で実施できるので、B
aBiO3膜を保護膜として用いることは加工上の問題
を発生させない。従って、BaBiO3膜を保護膜とし
て用いれば、回路形状に加工する過程において、超伝導
特性の劣化を防ぐことができるのである。以上のよう
に、この発明により超電導薄膜の加工の際に生じる超電
導特性の劣化を防ぐことができることが証明された。
Also, the processing of the BaBiO 3 film itself can be performed by Ba 1-x
Since it can be carried out under almost the same conditions as the processing of the K x BiO 3 film,
The use of the aBiO 3 film as the protective film does not cause processing problems. Therefore, if the BaBiO 3 film is used as the protective film, the deterioration of the superconducting property can be prevented in the process of forming the circuit shape. As described above, it has been proved that the present invention can prevent the deterioration of the superconducting characteristics that occurs during the processing of the superconducting thin film.

【0185】実施例35.実施例34では保護膜104
としてBaBiO3を使用したが、保護膜の材質はBa
BiO3に限られるものではなく、BaPbO3を使用し
ても同様の効果が得られる。
Example 35. In Example 34, the protective film 104
Although BaBiO 3 was used as the material, the material of the protective film is Ba
Not limited to BiO 3 , the same effect can be obtained by using BaPbO 3 .

【0186】実施例36.以下、本実施例について説明
する。図4は本実施例による超電導接合の断面図であ
り、図において、1〜7の各番号は上記従来例と同一ま
たは相当する部分であり、105は超電導薄膜3をその
上にエピタキシャルに形成できる、基板2の上に形成さ
れたバッファ層である。
Example 36. Hereinafter, this embodiment will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view of the superconducting junction according to the present embodiment. In the figure, the numbers 1 to 7 are the same as or corresponding to those in the above-mentioned conventional example, and 105 is capable of epitaxially forming the superconducting thin film 3 thereon. , A buffer layer formed on the substrate 2.

【0187】次に動作について説明する。まずバイクリ
スタル基板1の上にバッファ層105を形成する。この
ときバッファ層は次に成膜する超電導薄膜3がエピタキ
シャルに成長できる材料を使用する。つぎに超電導薄膜
3をバッファ層105の上に形成する。その後パターニ
ングと電極形成を従来例と同様に行い、超電導接合を作
製する。
Next, the operation will be described. First, the buffer layer 105 is formed on the bicrystal substrate 1. At this time, the buffer layer is made of a material capable of epitaxially growing the superconducting thin film 3 to be formed next. Next, the superconducting thin film 3 is formed on the buffer layer 105. After that, patterning and electrode formation are performed in the same manner as in the conventional example to produce a superconducting junction.

【0188】本実施例では、基板としてSrTiO3
イクリスタル基板(10mm×10mm×1mm)を使
用し、この基板の上にBaBiO3 を RFマグネトロ
ンスパッタリング法によって厚さ10nm堆積させた。
その後ターゲットを切り替え、基板を成膜装置の外に取
り出すことなく、このBaBiO3 膜の上にBa1x
xBiO3を RFマグネトロンスパッタリング法によっ
て厚さ200nm堆積させた。この薄膜をエタンガスに
よる反応性エッチングで幅20μmのブリッジ状に成形
した。
In this example, a SrTiO 3 bicrystal substrate (10 mm × 10 mm × 1 mm) was used as a substrate, and BaBiO 3 was deposited on the substrate by RF magnetron sputtering to a thickness of 10 nm.
After that, the target is switched, and the Ba 1 -x K film is formed on the BaBiO 3 film without taking the substrate out of the film forming apparatus.
x BiO 3 was deposited to a thickness of 200 nm by the RF magnetron sputtering method. This thin film was formed into a bridge with a width of 20 μm by reactive etching with ethane gas.

【0189】この超電導接合の4.2Kでの超電導臨界
電流密度を測定すると約5×105A/cm2であり、B
aBiO3 バッファ層のない場合に比べ臨界電流密度が
約2倍に増加した。これはバッファ層が超電導薄膜と基
板との格子不整合を緩和したため、超電導薄膜が成長の
初期から良質な膜として成膜できていることを示してい
る。以上のように、この発明により超電導薄膜の品質が
従来に比べ大幅に向上できることが証明された。
The superconducting critical current density of this superconducting junction at 4.2K was measured to be about 5 × 10 5 A / cm 2 , and B
The critical current density increased about twice as compared with the case without the aBiO 3 buffer layer. This indicates that the buffer layer relaxed the lattice mismatch between the superconducting thin film and the substrate, and therefore the superconducting thin film could be formed as a high-quality film from the initial stage of growth. As described above, it has been proved that the present invention can significantly improve the quality of the superconducting thin film as compared with the conventional one.

【0190】実施例37.実施例36ではバッファ層1
05としてBaBiO3を使用したが、バッファ層の材
質はBaBiO3に限られるものではなく、BaPbO3
を使用しても同様の効果が得られる。
Example 37. In Example 36, the buffer layer 1
Although BaBiO 3 was used as 05, the material of the buffer layer is not limited to BaBiO 3 , but BaPbO 3
The same effect can be obtained by using.

【0191】実施例38.別の実施例として、特に高周
波応用のために基板としてサファイア(α−Al2
3)基板を使用する場合は、バッファ層105として
MgOを用いることにより、Ba1-xxBiO3薄膜を
良好に形成できる。
Example 38. As another example, sapphire (α-Al 2) as a substrate, especially for high frequency applications.
When an O 3 ) substrate is used, the Ba 1-x K x BiO 3 thin film can be satisfactorily formed by using MgO as the buffer layer 105.

【0192】実施例39.以下、本実施例について説明
する。図5は本実施例による超電導接合の断面図であ
り、図において、1〜7の各番号は上記従来例と同一ま
たは相当する部分である。
Example 39. Hereinafter, this embodiment will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view of the superconducting junction according to the present embodiment. In the figure, the numbers 1 to 7 are the same as or corresponding to those in the conventional example.

【0193】次に動作について説明する。バイクリスタ
ル基板1の上にスパッタ法、レーザアブレーション法な
どにより超電導薄膜3を堆積する。成膜された超電導薄
膜3は基板の面方位に従って結晶方位をそろえた形で形
成され、基板の接合部2の両側では結晶方位の向きが異
なる。このためバイクリスタル基板の接合部2の直上に
重なるように超電導薄膜の粒界接合部4が形成される。
Next, the operation will be described. A superconducting thin film 3 is deposited on the bicrystal substrate 1 by a sputtering method, a laser ablation method or the like. The formed superconducting thin film 3 has a crystal orientation aligned according to the plane orientation of the substrate, and the orientations of the crystal orientation are different on both sides of the bonding portion 2 of the substrate. Therefore, the grain boundary junction portion 4 of the superconducting thin film is formed so as to directly overlap the junction portion 2 of the bicrystal substrate.

【0194】次に超電導薄膜3をエッチングなどの手法
で図のようにパターニングし、粒界接合部4が数μm〜
数百μmの幅を持つように整形し、超電導接合として機
能するようにする。ここで超電導薄膜3の上に電極5を
形成するが、電極5の材質としては従来のAgではなく
NbOを使用する。この酸化物電極5にリード線7を接
続して回路として使用する。
Next, the superconducting thin film 3 is patterned by a method such as etching as shown in the figure, so that the grain boundary junction 4 has a thickness of several μm.
It is shaped so as to have a width of several hundreds of μm so as to function as a superconducting junction. Here, the electrode 5 is formed on the superconducting thin film 3, but the material of the electrode 5 is NbO instead of the conventional Ag. A lead wire 7 is connected to the oxide electrode 5 to be used as a circuit.

【0195】本実施例では、基板としてSrTiO3
イクリスタル基板(10mm×10mm×1mm)を使
用し、この基板の上にBa1xxBiO3を RFマグ
ネトロンスパッタリング法によって厚さ200nm堆積
させた。この薄膜をエタンガスによる反応性エッチング
で幅20μmのブリッジ状に成形し、さらにBa1x
xBiO3膜の上にNbO薄膜を厚さ200nm堆積さ
せ、電極とした。この超電導接合を液体ヘリウム中で冷
却し、4.2Kでの電極直下の部分の超電導臨界電流密
度を測定すると約1.1×106A/cm2であり、Ag
電極を使用した場合に比べ臨界電流密度が約1.6倍に
増加した。
In this example, a SrTiO 3 bicrystal substrate (10 mm × 10 mm × 1 mm) was used as a substrate, and Ba 1 -x K x BiO 3 was deposited on the substrate to a thickness of 200 nm by the RF magnetron sputtering method. It was This thin film was formed into a bridge shape with a width of 20 μm by reactive etching with ethane gas, and further, Ba 1 −x K
An NbO thin film was deposited to a thickness of 200 nm on the xBiO 3 film to form an electrode. When this superconducting junction was cooled in liquid helium and the superconducting critical current density at the portion just below the electrode at 4.2K was measured, it was about 1.1 × 10 6 A / cm 2 , and Ag
The critical current density increased about 1.6 times as compared with the case where the electrode was used.

【0196】これはNbOが導電性の酸化物であり、な
おかつ超電導酸化物となじみがよく超電導薄膜との界面
で超電導薄膜の超電導特性を劣化させるような化学反応
を生じることがないので、良好なオーミック接続を形成
できるためである。 以上のように、この発明により超
電導薄膜の品質が従来に比べ大幅に向上できることが証
明された。
This is because NbO is a conductive oxide, and it is well compatible with superconducting oxides and does not cause a chemical reaction at the interface with the superconducting thin film that deteriorates the superconducting properties of the superconducting thin film. This is because an ohmic connection can be formed. As described above, it has been proved that the present invention can significantly improve the quality of the superconducting thin film as compared with the conventional one.

【0197】実施例40.実施例39では電極5の材質
としてNbOを使用したが、電極の材質はNbOに限ら
れるものではなく、 NdO を使用しても同様の効果が
得られる。
Example 40. In Example 39, NbO was used as the material of the electrode 5, but the material of the electrode is not limited to NbO, and the same effect can be obtained by using NdO.

【0198】実施例41.実施例39では電極5の材質
としてNbOを使用したが、電極の材質はNbOに限ら
れるものではなく、 ReO3 を使用しても同様の効果
が得られる。
Example 41. In Example 39, NbO was used as the material of the electrode 5, but the material of the electrode is not limited to NbO, and the same effect can be obtained by using ReO 3 .

【0199】実施例42.実施例39では電極5の材質
としてNbOを使用したが、電極の材質はNbOに限ら
れるものではなく、 RuO2 を使用しても同様の効果
が得られる。
Example 42. In Example 39, NbO was used as the material of the electrode 5, but the material of the electrode is not limited to NbO, and the same effect can be obtained by using RuO2.

【0200】実施例43.実施例39では電極5の材質
としてNbOを使用したが、電極の材質はNbOに限ら
れるものではなく、 OsO2 を使用しても同様の効果
が得られる。
Example 43. Although NbO was used as the material of the electrode 5 in Example 39, the material of the electrode is not limited to NbO, and the same effect can be obtained by using OsO2.

【0201】実施例44.実施例39では電極5の材質
としてNbOを使用したが、電極の材質はNbOに限ら
れるものではなく、 IrO2 を使用しても同様の効果
が得られる。
Example 44. In Example 39, NbO was used as the material of the electrode 5, but the material of the electrode is not limited to NbO, and the same effect can be obtained by using IrO2.

【0202】実施例45.以下、本実施例について説明
する。図6は本実施例による超電導接合の断面図であ
り、図において、1は上記従来例と同一の部分であり、
106は下部BiSr(Ca,Y)CuO超電導薄膜、
107はBiSr(Ca,Y)CuO絶縁体膜、108
は上部BiSr(Ca,Y)CuO超電導薄膜、109
は配線分離用絶縁膜、110は配線用超電導薄膜であ
る。
Example 45. Hereinafter, this embodiment will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view of the superconducting junction according to the present embodiment, in which 1 is the same portion as the above-mentioned conventional example,
106 is a lower BiSr (Ca, Y) CuO superconducting thin film,
107 is a BiSr (Ca, Y) CuO insulator film, 108
Is an upper BiSr (Ca, Y) CuO superconducting thin film, 109
Is an insulating film for wiring separation, and 110 is a superconducting thin film for wiring.

【0203】次に動作について説明する。基板1の上に
スパッタ法等により下部BiSr(Ca,Y)CuO超
電導薄膜106を堆積する。このときYの組成比が小さ
くなるようにして薄膜が超電導特性を示すようにする。
次にYの組成比が大きく(約0.4以上)、絶縁体の性
質を示すBiSr(Ca,Y)CuO薄膜107を薄く
堆積する。
Next, the operation will be described. A lower BiSr (Ca, Y) CuO superconducting thin film 106 is deposited on the substrate 1 by a sputtering method or the like. At this time, the composition ratio of Y is reduced so that the thin film exhibits superconducting characteristics.
Next, a BiSr (Ca, Y) CuO thin film 107 having a large Y composition ratio (about 0.4 or more) and exhibiting the properties of an insulator is thinly deposited.

【0204】引き続いて再びY組成比の小さい上部Bi
Sr(Ca,Y)CuO超電導薄膜108を堆積する。
このような3層構造の薄膜はいずれも同種の物質で構成
されるため、界面が非常になめらかで、上部、下部の超
電導薄膜が絶縁膜との界面部分にいたるまで良質の超電
導膜となる。
Subsequently, again, the upper Bi having a small Y composition ratio
A Sr (Ca, Y) CuO superconducting thin film 108 is deposited.
Since all the thin films having such a three-layer structure are made of the same kind of material, the interfaces are very smooth, and the superconducting thin films at the upper and lower portions are good-quality superconducting films even at the interface with the insulating film.

【0205】組成の全く異なる他の物質を絶縁膜として
使用した場合は界面部分の超電導薄膜の品質が劣化しや
すいが、超電導薄膜と同種の物質で絶縁膜を構成するこ
とにより、超電導電子のコヒーレンス長とほぼ等しい距
離にまで良質の超電導膜同士を接近させかつそれらを絶
縁膜で分離した構造が得られる。このためこの絶縁膜を
挟む部分が積層型の超電導体−絶縁体−超電導体の超電
導接合を形成する。
When another substance having a completely different composition is used as the insulating film, the quality of the superconducting thin film at the interface portion is likely to deteriorate. However, by forming the insulating film with the same kind of substance as the superconducting thin film, the coherence of the superconducting conductor is improved. It is possible to obtain a structure in which high-quality superconducting films are brought close to each other to a distance substantially equal to the length and they are separated by an insulating film. For this reason, the portions sandwiching this insulating film form a superconducting junction of laminated type superconductor-insulator-superconductor.

【0206】この後上部超電導薄膜108をエッチング
等の方法で微小面積部分のみを残して除去し、その周囲
を絶縁体膜109で覆った後、配線用の超電導薄膜11
0を堆積して素子形状にする。このようにして作製した
超電導接合は臨界温度の高いBi系超電導体を用いてい
るので、低温で用いれば従来よりも出力が大きくとれ、
動作温度を高くすれば冷却系の負担を軽くできる。
After that, the upper superconducting thin film 108 is removed by a method such as etching, leaving only a minute area, and the periphery thereof is covered with an insulating film 109, and then the superconducting thin film 11 for wiring is formed.
0 is deposited to form a device shape. Since the superconducting junction produced in this manner uses a Bi-based superconductor having a high critical temperature, it can produce a larger output than before when used at a low temperature.
By increasing the operating temperature, the burden on the cooling system can be reduced.

【0207】実施例46.実施例45では超電導体とし
てBiSr(Ca,Y)CuOを使用したが、超電導体
はBiSr(Ca,Y)CuOに限られるものではな
く、BiSrCa(Cu,Fe)Oを使用しても良い。
このときFeの組成比を小さくすることで超電導体にな
り、Feの組成比を大きくすることで絶縁体を得られる
ので、上記実施例と同様の方法で作製した素子には上記
実施例と同様の効果が得られる。
Example 46. In Example 45, BiSr (Ca, Y) CuO was used as the superconductor, but the superconductor is not limited to BiSr (Ca, Y) CuO, and BiSrCa (Cu, Fe) O may be used.
At this time, by decreasing the Fe composition ratio, a superconductor can be obtained, and by increasing the Fe composition ratio, an insulator can be obtained. Therefore, an element manufactured by the same method as that of the above-described example has the same structure as that of the above-mentioned example. The effect of is obtained.

【0208】実施例47.以下、本実施例について説明
する。図7は本実施例を示す超電導接合の超電導薄膜と
抵抗体薄膜の接続部を示す断面図であり、図において、
1〜3は前記従来例と同一または相当する部分であり、
10はTaN等の抵抗体薄膜、111は超電導薄膜との
界面に変質層を生じないAu等の低抵抗金属薄膜であ
る。
Example 47. Hereinafter, this embodiment will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a connecting portion between the superconducting thin film and the resistor thin film of the superconducting junction showing the present embodiment.
1 to 3 are parts which are the same as or correspond to those of the conventional example,
Reference numeral 10 is a resistor thin film of TaN or the like, and 111 is a low resistance metal thin film of Au or the like that does not form an altered layer at the interface with the superconducting thin film.

【0209】次に動作について説明する。基板1の上に
スパッタ法、レーザアブレーション法等によりBa1x
xBiO3等の超電導薄膜3を堆積する。これを前記従
来例と同様にして加工し、さらにマイクロ波応用のため
のターミネータとしてのTaN等の高抵抗金属による抵
抗体薄膜10を形成するが、この際に抵抗体薄膜10は
前記従来例のように超電導薄膜3と重畳するように配置
するのではなく、図7に示すように互いに重畳すること
なく配置する。
Next, the operation will be described. Ba 1 - x is formed on the substrate 1 by a sputtering method, a laser ablation method, or the like.
A superconducting thin film 3 such as K x BiO 3 is deposited. This is processed in the same manner as the above-mentioned conventional example, and further, the resistor thin film 10 made of a high resistance metal such as TaN as a terminator for microwave application is formed. Instead of arranging them so as to overlap the superconducting thin film 3 as described above, they are arranged so as not to overlap each other as shown in FIG.

【0210】そして両者の間に重畳するように低抵抗金
属薄膜111を形成し、超電導薄膜3と抵抗体薄膜10
とを電気的に接続する。この際低抵抗金属薄膜111の
材質としては、超電導薄膜3、抵抗体薄膜10と互いの
界面で変質層を生じない物質を選択する。例えば超電導
薄膜3としてBa1-xxBiO3を、抵抗体薄膜10と
してTaNを使用する場合は、低抵抗金属薄膜111と
してAuを採用する。
Then, a low resistance metal thin film 111 is formed so as to overlap between the two, and the superconducting thin film 3 and the resistor thin film 10 are formed.
And are electrically connected. At this time, as the material of the low resistance metal thin film 111, a substance that does not cause an altered layer at the interface between the superconducting thin film 3 and the resistor thin film 10 is selected. For example, when Ba 1-x K x BiO 3 is used as the superconducting thin film 3 and TaN is used as the resistor thin film 10, Au is used as the low resistance metal thin film 111.

【0211】本実施例の超電導接合は、以上のように構
成されているので、超電導薄膜と高抵抗金属薄膜の界面
で変質層が生じることがなく、素子の特性の劣化を防ぐ
ことができる。
Since the superconducting junction of this example is constructed as described above, no deterioration layer is formed at the interface between the superconducting thin film and the high resistance metal thin film, and deterioration of the characteristics of the element can be prevented.

【0212】実施例48.実施例47では素子の使用目
的を特定していないが、本実施例のように超電導薄膜を
マイクロ波のストリップ線路として使用できるように形
成し、抵抗体薄膜をストリップ線路のターミナル抵抗と
して使用できるように形成することにより、超電導接合
をマイクロ波のミキサとして使用することが可能にな
る。従来は界面変質層の存在により高周波のマイクロ波
ミキサとして高温超電導薄膜を用いた超電導接合を使用
することができなかったが、本発明によりマイクロ波の
ミキサとしてこのような超電導接合を利用することが可
能になる。
Example 48. Although the purpose of use of the device is not specified in Embodiment 47, the superconducting thin film is formed so as to be used as a microwave strip line as in this embodiment, and the resistor thin film can be used as a terminal resistance of the strip line. The formation of the superconducting junction makes it possible to use the superconducting junction as a microwave mixer. Conventionally, it was not possible to use a superconducting junction using a high temperature superconducting thin film as a high frequency microwave mixer due to the presence of an interfacial alteration layer, but according to the present invention, it is possible to use such a superconducting junction as a microwave mixer. It will be possible.

【0213】[0213]

【発明の効果】請求項1の発明における超電導接合は、
基板上に作製されたトレンチと、該基板上に形成された
超電導薄膜とを備え、該超電導薄膜の超電導接合部がト
レンチの上にオーバーハング状に形成することで、超電
導接合を形成する結晶粒界は基板に接しない。従って、
結晶粒界での磁束の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響
を受ずなめらかで乱れないため接合を流れる信号の1/
f雑音が非常に低減されるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 1 is
A crystal grain that forms a superconducting junction by forming a trench formed on a substrate and a superconducting thin film formed on the substrate, and forming a superconducting junction of the superconducting thin film in an overhang shape on the trench. The field does not touch the substrate. Therefore,
The flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is smooth and undisturbed by the influence of the turbulence of the crystal grain boundaries of the substrate.
The effect is that f noise is greatly reduced.

【0214】請求項2の発明における超電導接合は、バ
イクリスタル基板上にトレンチを形成すると共に、バイ
クリスタル基板上に超電導薄膜とを備えることで超電導
薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバーハング状
に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は基板
に接しない。従って、結晶粒界での磁束の流れは基板の
結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れないため接
合を流れる信号の1/f雑音が非常に低減されるという
効果がある。
In the superconducting junction according to the second aspect of the present invention, the superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed overhanging over the trench by forming the trench on the bicrystal substrate and providing the superconducting thin film on the bicrystal substrate. The crystal grain boundaries that form the superconducting junction in order to form the film are not in contact with the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0215】請求項3の発明における超電導接合は、単
結晶基板上にトレンチを形成すると共に、バイクリスタ
ル基板上に超電導薄膜とを備えることで超電導薄膜の超
電導接合部がトレンチの上にオーバーハング状に形成す
るために超電導接合を形成する結晶粒界は基板に接しな
い。従って、結晶粒界での磁束の流れは基板の結晶粒界
の乱れの影響を受ずなめらかで乱れないため接合を流れ
る信号の1/f雑音が非常に低減されるという効果があ
る。
In the superconducting junction according to the third aspect of the present invention, the trench is formed on the single crystal substrate and the superconducting thin film is provided on the bicrystal substrate, so that the superconducting junction of the superconducting thin film overhangs the trench. The crystal grain boundaries that form the superconducting junction in order to form the film are not in contact with the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0216】請求項4の発明における超電導接合は、S
rTiO3基板上にトレンチを形成すると共に、バイク
リスタル基板上に超電導薄膜とを備えることで超電導薄
膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバーハング状に
形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は基板に
接しない。従って、結晶粒界での磁束の流れは基板の結
晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れないため接合
を流れる信号の1/f雑音が非常に低減されるという効
果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 4 is S
By forming the trench on the rTiO 3 substrate and providing the superconducting thin film on the bicrystal substrate, the superconducting junction of the superconducting thin film is formed in the overhang shape on the trench. Does not touch the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0217】請求項5の発明における超電導接合は、M
gO基板上にトレンチを形成すると共に、バイクリスタ
ル基板上に超電導薄膜とを備えることで超電導薄膜の超
電導接合部がトレンチの上にオーバーハング状に形成す
るために超電導接合を形成する結晶粒界は基板に接しな
い。従って、結晶粒界での磁束の流れは基板の結晶粒界
の乱れの影響を受ずなめらかで乱れないため接合を流れ
る信号の1/f雑音が非常に低減されるという効果があ
る。
The superconducting junction according to the invention of claim 5 is M
By forming the trench on the gO substrate and providing the superconducting thin film on the bicrystal substrate, the superconducting junction of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench, so that the grain boundaries forming the superconducting junction are Do not touch the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0218】請求項6の発明における超電導接合は、サ
ファイア(α−Al2O3)基板上にトレンチを形成す
ると共に、バイクリスタル基板上に超電導薄膜とを備え
ることで超電導薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオ
ーバーハング状に形成するために超電導接合を形成する
結晶粒界は基板に接しない。従って、結晶粒界での磁束
の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで
乱れないため接合を流れる信号の1/f雑音が非常に低
減されるという効果がある。
In the superconducting junction according to the invention of claim 6, the trench is formed on the sapphire (α-Al 2 O 3 ) substrate, and the superconducting thin film is provided on the bicrystal substrate. The crystal grain boundary forming the superconducting junction is not in contact with the substrate because it is formed in the overhang shape. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0219】請求項7の発明における超電導接合は、Y
SZ(イットリウム安定化ジルコニア)基板上に超電導
薄膜とを備えることで超電導薄膜の超電導接合部がトレ
ンチの上にオーバーハング状に形成するために超電導接
合を形成する結晶粒界は基板に接しない。従って、結晶
粒界での磁束の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受
ずなめらかで乱れないため接合を流れる信号の1/f雑
音が非常に低減されるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 7 is Y
Since the superconducting thin film is provided on the SZ (yttrium-stabilized zirconia) substrate, the superconducting junction of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the grain boundaries forming the superconducting junction do not contact the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0220】請求項8の発明における超電導接合は、C
aTiO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電導
薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバーハング状
に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は基板
に接しない。従って、結晶粒界での磁束の流れは基板の
結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れないため接
合を流れる1/f雑音が非常に低減されるという効果が
ある。
The superconducting junction according to the invention of claim 8 is C
Since the superconducting thin film is provided on the aTiO 3 substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise flowing through the junction is greatly reduced.

【0221】請求項9の発明における超電導接合は、Y
AlO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電導薄
膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバーハング状に
形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は基板に
接しない。従って、結晶粒界での磁束の流れは基板の結
晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れないため接合
を流れる信号の1/f雑音が非常に低減されるという効
果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 9 is Y
By providing the superconducting thin film on the AlO 3 substrate, the superconducting junction of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0222】請求項10の発明における超電導接合は、
NdAlO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電
導薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバーハング
状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は基
板に接しない。従って、結晶粒界での磁束の流れは基板
の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れないため
接合を流れる信号の1/f雑音が非常に低減されるとい
う効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 10 is
Since the superconducting thin film is provided on the NdAlO 3 substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0223】請求項11の発明における超電導接合は、
LaAlO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電
導薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバーハング
状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は基
板に接しない。従って、結晶粒界での磁束の流れは基板
の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れないため
接合を流れる信号の1/f雑音が非常に低減されるとい
う効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 11 is
Since the superconducting thin film is provided on the LaAlO 3 substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0224】請求項12の発明における超電導接合は、
LaSrAlO4基板上に超電導薄膜とを備えることで
超電導薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバーハ
ング状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界
は基板に接しない。従って、結晶粒界での磁束の流れは
基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れない
ため接合を流れる信号の1/f雑音が非常に低減される
という効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 12 is
Since the superconducting thin film is provided on the LaSrAlO 4 substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0225】請求項13の発明における超電導接合は、
NdGaO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電
導薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバーハング
状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は基
板に接しない。従って、結晶粒界での磁束の流れは基板
の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れないため
接合を流れる信号の1/f雑音が非常に低減されるとい
う効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 13 is
Since the superconducting thin film is provided on the NdGaO 3 substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0226】請求項14の発明における超電導接合は、
PrGaO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電
導薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバーハング
状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は基
板に接しない。従って、結晶粒界での磁束の流れは基板
の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れないため
接合を流れる信号の1/f雑音が非常に低減されるとい
う効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 14 is
Since the superconducting thin film is provided on the PrGaO 3 substrate, the superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed in the overhang shape on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0227】請求項15の発明における超電導接合は、
LaGaO3基板上に超電導薄膜とを備えることで超電
導薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバーハング
状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界は基
板に接しない。従って、結晶粒界での磁束の流れは基板
の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れないため
接合を流れる信号の1/f雑音が非常に低減されるとい
う効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 15 is
Since the superconducting thin film is provided on the LaGaO 3 substrate, the superconducting junction of the superconducting thin film is formed overhanging on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0228】請求項16の発明における超電導接合は、
LaSrGaO4基板上に超電導薄膜とを備えることで
超電導薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバーハ
ング状に形成するために超電導接合を形成する結晶粒界
は基板に接しない。従って、結晶粒界での磁束の流れは
基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れない
ため接合を流れる信号の1/f雑音が非常に低減される
という効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 16 is
Since the superconducting thin film is provided on the LaSrGaO4 substrate, the superconducting junction part of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench, so that the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate. Therefore, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and is not disturbed smoothly, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is greatly reduced.

【0229】請求項17の発明における超電導接合は、
基板上に作製されたトレンチと、該基板上に形成された
Ba1xxBiO3超電導材質の超電導薄膜とを備え、
該超電導薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバー
ハング状に形成することで、超電導接合を形成する結晶
粒界は基板に接しないため結晶粒界での磁束の流れは基
板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れのない
ものとなるという効果がある。
The superconducting junction according to the seventeenth aspect of the invention is
A trench formed on a substrate, and a superconducting thin film of a Ba 1 -x K x BiO 3 superconducting material formed on the substrate,
Since the superconducting junction of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench, the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate, so that the flow of magnetic flux at the crystal grain boundary is different from that of the crystal grain boundary of the substrate. It is effective in that it is smooth and undisturbed without being affected by the disturbance.

【0230】請求項18の発明における超電導接合は、
基板上に作製されたトレンチと、該基板上に形成された
ビスマス系超電導酸化物超電導材質の超電導薄膜とを備
え、該超電導薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオー
バーハング状に形成することで、超電導接合を形成する
結晶粒界は基板に接しないため結晶粒界での磁束の流れ
は基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れの
ないものとなるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 18 is
A trench prepared on a substrate and a superconducting thin film of a bismuth-based superconducting oxide superconducting material formed on the substrate, wherein a superconducting junction of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench. Since the crystal grain boundaries forming the superconducting junction are not in contact with the substrate, there is an effect that the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and becomes smooth and undisturbed.

【0231】請求項19の発明における超電導接合は、
基板上に作製されたトレンチと、該基板上に形成された
イットリウム系超電導酸化物超電導材質の超電導薄膜と
を備え、該超電導薄膜の超電導接合部がトレンチの上に
オーバーハング状に形成することで、超電導接合を形成
する結晶粒界は基板に接しなため結晶粒界での磁束の流
れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れ
のないものとなるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 19 is
A trench prepared on a substrate and a superconducting thin film of yttrium-based superconducting oxide superconducting material formed on the substrate are provided, and a superconducting junction of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench. Since the crystal grain boundaries forming the superconducting junction are not in contact with the substrate, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate, and is therefore smooth and undisturbed.

【0232】請求項20の発明における超電導接合は、
基板上に作製されたトレンチと、該基板上に形成された
タリウム系超電導酸化物超電導材質の超電導薄膜とを備
え、該超電導薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオー
バーハング状に形成することで、超電導接合を形成する
結晶粒界は基板に接しないため結晶粒界での磁束の流れ
は基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れの
ないものとなるという効果がある。
[0232] The superconducting junction according to the invention of claim 20 is
A trench prepared on a substrate and a superconducting thin film of a thallium-based superconducting oxide superconducting material formed on the substrate, wherein a superconducting junction of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench. Since the crystal grain boundaries forming the superconducting junction are not in contact with the substrate, there is an effect that the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and becomes smooth and undisturbed.

【0233】請求項21の発明における超電導接合は、
基板上に作製されたトレンチと、該基板上に形成された
水銀系超電導酸化物超電導材質の超電導薄膜とを備え、
該超電導薄膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバー
ハング状に形成することで、超電導接合を形成する結晶
粒界は基板に接しないため結晶粒界での磁束の流れは基
板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れのない
ものとなるという効果がある。
The superconducting junction according to the twenty-first aspect of the invention is
A trench formed on the substrate, and a superconducting thin film of a mercury-based superconducting oxide superconducting material formed on the substrate,
Since the superconducting junction of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench, the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate, so that the flow of magnetic flux at the crystal grain boundary is different from that of the crystal grain boundary of the substrate. It is effective in that it is smooth and undisturbed without being affected by the disturbance.

【0234】請求項22の発明における超電導接合の製
作方法は、基板上にトレンチを作製する工程と、該トレ
ンチ上で超電導接合が形成されるように超電導体膜を前
記基板上に作製する工程を備えることにより、超電導薄
膜の超電導接合部がトレンチの上にオーバーハング状に
形成されて超電導接合を形成する結晶粒界は基板に接し
ないため結晶粒界での磁束の流れは基板の結晶粒界の乱
れの影響を受ずなめらかで乱れのないものとなるという
効果がある。
According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a superconducting junction, which comprises a step of forming a trench on a substrate and a step of forming a superconducting film on the substrate so that the superconducting junction is formed on the trench. As a result, the superconducting junction of the superconducting thin film is formed as an overhang on the trench and the crystal grain boundary forming the superconducting junction does not contact the substrate, so the flow of magnetic flux at the crystal grain boundary is It has the effect of becoming smooth and undisturbed without being affected by the disturbance.

【0235】請求項23の発明における超電導接合の製
作方法は、超電導接合の製作方法においてトレンチの作
製にイオンビームエッチングを使用することでトレンチ
の上にオーバーハング状に形成することで、超電導接合
を形成する結晶粒界は基板に接しないため結晶粒界での
磁束の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめら
かで乱れのないものとなるという効果がある。
In the method of manufacturing a superconducting junction according to the twenty-third aspect of the present invention, the superconducting junction is formed by forming an overhang on the trench by using ion beam etching for manufacturing the trench in the method of manufacturing the superconducting junction. Since the formed crystal grain boundaries are not in contact with the substrate, there is an effect that the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate and becomes smooth and undisturbed.

【0236】請求項24の発明における超電導接合の製
作方法は、超電導接合の製作方法においてトレンチの作
製に反応性イオンビームエッチングを使用することでト
レンチの上にオーバーハング状に形成することで、超電
導接合を形成する結晶粒界は基板に接しないため結晶粒
界での磁束の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ず
なめらかで乱れのないものとなるという効果がある。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a superconducting junction, wherein in the method of manufacturing a superconducting junction, reactive ion beam etching is used to form a trench to form an overhang shape on the trench. Since the crystal grain boundaries forming the junction are not in contact with the substrate, the flow of the magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate, and has the effect of becoming smooth and undisturbed.

【0237】請求項25の発明における超電導接合の製
作方法は、超電導接合の製作方法においてトレンチの作
製に反応性イオンエッチングを使用することでトレンチ
の上にオーバーハング状に形成することで、超電導接合
を形成する結晶粒界は基板に接しないため、結晶粒界で
の磁束の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめ
らかで乱れのないものとなるという効果がある。
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, there is provided a method of producing a superconducting junction, wherein reactive ion etching is used for producing a trench in the method of producing a superconducting junction to form an overhang on the trench. Since the crystal grain boundary forming the crystal grain boundary does not contact the substrate, the flow of magnetic flux at the crystal grain boundary is not affected by the disturbance of the crystal grain boundary of the substrate, and is smooth and free from disturbance.

【0238】請求項26の発明における超電導接合の作
成方法は、超電導接合の製作方法においてトレンチの作
製にプラズマエッチングを使用することでトレンチの上
にオーバーハング状に形成することで、超電導接合を形
成する結晶粒界は基板に接しないため結晶粒界での磁束
の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで
乱れのないものとなるという効果がある。
According to the 26th aspect of the present invention, there is provided a method for forming a superconducting junction, wherein in the method for producing a superconducting junction, plasma etching is used to form a trench to form an overhang shape on the trench to form the superconducting junction. Since the crystal grain boundaries are not in contact with the substrate, the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate, and is smooth and undisturbed.

【0239】請求項27の発明における超電導接合の作
成方法は、ウェットエッチングを使用することでトレン
チの上にオーバーハング状に形成することで、超電導接
合を形成する結晶粒界は基板に接しないため結晶粒界で
の磁束の流れは基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめ
らかで乱れのないものとなるという効果がある。
In the method for forming a superconducting junction according to the twenty-seventh aspect of the present invention, the grain boundaries forming the superconducting junction are not in contact with the substrate by forming the superconducting junction in an overhang shape by using wet etching. The flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disturbance of the crystal grain boundaries of the substrate, and has the effect of becoming smooth and undisturbed.

【0240】請求項28の発明における超電導接合の作
成方法は、超電導接合の製作方法においてトレンチの作
製にリフトオフ法を使用することでトレンチの上にオー
バーハング状に形成することで、超電導接合を形成する
結晶粒界は基板に接しないため結晶粒界での磁束の流れ
は基板の結晶粒界の乱れの影響を受ずなめらかで乱れの
ないものとなるという効果がある。
According to a twenty-eighth aspect of the present invention, there is provided a method for forming a superconducting junction, wherein a lift-off method is used for producing a trench in the method for producing a superconducting junction to form a superconducting junction on the trench to form a superconducting junction. Since the crystal grain boundaries are not in contact with the substrate, the flow of magnetic flux at the crystal grain boundaries is not affected by the disorder of the crystal grain boundaries of the substrate, and is smooth and undisturbed.

【0241】請求項29の発明における超電導接合は、
基板に面方位依存性エッチングによって作製されたシャ
ープな段差の上に形成されたシャープな粒界接合を、ジ
ョセフソン接合として利用できるため接合を流れる信号
の1/f雑音が非常に低減されるという効果がある。
[0241] The superconducting junction according to the invention of claim 29 is:
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed on the substrate by the plane orientation dependent etching can be used as the Josephson junction, so that the 1 / f noise of the signal flowing through the junction is significantly reduced. effective.

【0242】請求項30の発明における超電導接合は、
基板にKOHを含有する溶液による面方位依存性エッチ
ングによって作製されたシャープな段差の上に形成され
たシャープな粒界接合を、ジョセフソン接合として利用
できるため接合を流れる信号の1/f雑音が非常に低減
されるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 30 is
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane orientation dependent etching with the solution containing KOH on the substrate can be used as the Josephson junction, so that 1 / f noise of the signal flowing through the junction is reduced. It has the effect of being greatly reduced.

【0243】請求項31の発明における超電導接合は、
基板にNaOHを含有する溶液による面方位依存性エッ
チングによって作製されたシャープな段差の上に形成さ
れたシャープな粒界接合を、ジョセフソン接合として利
用できるため接合を流れる信号の1/f雑音が非常に低
減されるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 31 is
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane-direction dependent etching with the solution containing NaOH on the substrate can be used as the Josephson junction, so that 1 / f noise of the signal flowing through the junction is reduced. It has the effect of being greatly reduced.

【0244】請求項32の発明における超電導接合は、
基板にヒドラジンを含有する溶液による面方位依存性エ
ッチングによって作製されたシャープな段差の上に形成
されたシャープな粒界接合を、ジョセフソン接合として
利用できるため接合を流れる信号の1/f雑音が非常に
低減されるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 32 is
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane orientation dependent etching with the solution containing hydrazine on the substrate can be used as the Josephson junction, so that 1 / f noise of the signal flowing through the junction is reduced. It has the effect of being greatly reduced.

【0245】請求項33の発明における超電導接合は、
基板にエチレジアミンを含有する溶液による面方位依存
性エッチングによって作製されたシャープな段差の上に
形成されたシャープな粒界接合を、ジョセフソン接合と
して利用できるため接合を流れる信号の1/f雑音が非
常に低減されるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 33 is
A sharp grain boundary junction formed on a sharp step formed by plane-direction dependent etching with a solution containing ethylediamine on the substrate can be used as a Josephson junction, so that 1 / f noise of a signal flowing through the junction is reduced. It has the effect of being greatly reduced.

【0246】請求項34の発明における超電導接合は、
基板に第四アンモニウム水酸化物を含有する溶液による
面方位依存性エッチングによって作製されたシャープな
段差の上に形成されたシャープな粒界接合を、ジョセフ
ソン接合として利用できるため接合を流れる信号の1/
f雑音が非常に低減されるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 34 is
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step created by the plane orientation dependent etching with the solution containing quaternary ammonium hydroxide on the substrate can be used as a Josephson junction, so that the signal flowing through the junction is 1 /
The effect is that f noise is greatly reduced.

【0247】請求項35の発明における超電導接合は、
基板にKOHと2−プロパノールを含有する溶液による
面方位依存性エッチングによって作製されたシャープな
段差の上に形成されたシャープな粒界接合を、ジョセフ
ソン接合として利用できるため接合を流れる信号の1/
f雑音が非常に低減されるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 35 is
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane orientation dependent etching with the solution containing KOH and 2-propanol on the substrate can be used as the Josephson junction, so that the signal flowing through the junction is /
The effect is that f noise is greatly reduced.

【0248】請求項36の発明における超電導接合は、
基板にKOHとヒトラジンを含有する溶液による面方位
依存性エッチングによって作製されたシャープな段差の
上に形成されたシャープな粒界接合を、ジョセフソン接
合として利用できるため接合を流れる信号の1/f雑音
が非常に低減されるという効果がある。
The superconducting junction according to the thirty-sixth aspect of the invention is
The sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane-orientation-dependent etching with the solution containing KOH and humanradin on the substrate can be used as the Josephson junction, so 1 / f of the signal flowing through the junction The effect is that noise is greatly reduced.

【0249】請求項37の発明における超電導接合は、
基板にヒトラジンとH2Oを含有する溶液による面方位
依存性エッチングによって作製されたシャープな段差の
上に形成されたシャープな粒界接合を、ジョセフソン接
合として利用できるため接合を流れる信号の1/f雑音
が非常に低減されるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 37 is
Since the sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane orientation dependent etching with the solution containing humanradine and H 2 O on the substrate can be used as the Josephson junction, 1 The effect is that the / f noise is greatly reduced.

【0250】請求項38の発明における超電導接合は、
基板にメチルアンモニウム水酸化物を含有する溶液によ
る面方位依存性エッチングによって作製されたシャープ
な段差の上に形成されたシャープな粒界接合を、ジョセ
フソン接合として利用できるため接合を流れる信号の1
/f雑音が非常に低減されるという効果がある。
The superconducting junction according to the thirty-eighth aspect of the invention is
Since a sharp grain boundary junction formed on a sharp step formed by plane-direction dependent etching with a solution containing methylammonium hydroxide on the substrate can be used as a Josephson junction
The effect is that the / f noise is greatly reduced.

【0251】請求項39の発明における超電導接合は、
基板にNH4FとCu(NO32を含有する溶液による
面方位依存性エッチングによって作製されたシャープな
段差の上に形成されたシャープな粒界接合を、ジョセフ
ソン接合として利用できるため接合を流れる信号の1/
f雑音が非常に低減されるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 39 is
Since the sharp grain boundary junction formed on the sharp step formed by the plane orientation dependent etching with the solution containing NH 4 F and Cu (NO 3 ) 2 on the substrate can be used as the Josephson junction, the junction 1 of the signal flowing through
The effect is that f noise is greatly reduced.

【0252】請求項40の発明における超電導接合は、
基板と、基板上に形成された超電導薄膜と、超電導薄膜
の超電導接合部分により構成される超電導接合に、超電
導薄膜上にエピタキシャルに形成された保護膜を有する
ことで、超電導接合を形成する超電導薄膜に歪みなどの
悪影響を与えることなく超電導薄膜を保護することがで
き、超電導接合を回路形状に加工する過程で超電導薄膜
が写真製版用のフォトレジストやフォトレジストを除去
する際のアセトンなどの有機溶剤に曝されることがない
ので、超電導接合を回路形状に加工する過程における超
電導特性の劣化を防ぐことができるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 40 is
A superconducting thin film that forms a superconducting junction by forming a superconducting junction on a substrate, a superconducting thin film formed on the substrate, and a superconducting junction formed by the superconducting junction of the superconducting thin film, and having a protective film epitaxially formed on the superconducting thin film. It is possible to protect the superconducting thin film without adverse effects such as distortion on the superconducting thin film, and the superconducting thin film is used as an organic solvent such as acetone for removing the photoresist for photoengraving and the photoresist for the process of processing the superconducting junction into a circuit shape. Therefore, there is an effect that it is possible to prevent deterioration of superconducting characteristics in the process of processing the superconducting junction into a circuit shape.

【0253】請求項41の発明における超電導接合は、
基板と、基板上に形成されたBa1- xxBiO3による
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成
される超電導接合に、超電導薄膜上にエピタキシャルに
形成されたBaBiO3による保護膜を有することで、
超電導接合を形成する超電導薄膜に歪みなどの悪影響を
与えることなく超電導薄膜を保護することができ、超電
導接合を回路形状に加工する過程で超電導薄膜が写真製
版用のフォトレジストやフォトレジストを除去する際の
アセトンなどの有機溶剤に曝されることがないので、超
電導接合を回路形状に加工する過程における超電導特性
の劣化を防ぐことができるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 41 is
A substrate, a superconducting thin film of Ba 1- x K x BiO 3 formed on the substrate, and a superconducting junction composed of a superconducting junction portion of the superconducting thin film, and a protective film of BaBiO 3 epitaxially formed on the superconducting thin film. By having
The superconducting thin film that forms the superconducting junction can be protected without adversely affecting the superconducting thin film, such as distortion, and the superconducting thin film removes the photolithography photoresist or photoresist during the process of processing the superconducting junction into a circuit shape. Since it is not exposed to an organic solvent such as acetone, it is possible to prevent deterioration of superconducting characteristics during the process of processing the superconducting junction into a circuit shape.

【0254】請求項42の発明における超電導接合は、
基板と、基板上に形成されたBa1- xxBiO3による
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成
される超電導接合に、超電導薄膜上にエピタキシャルに
形成されたBaPbO3による保護膜を有することで、
超電導接合を形成する超電導薄膜に歪みなどの悪影響を
与えることなく超電導薄膜を保護することができ、超電
導接合を回路形状に加工する過程で超電導薄膜が写真製
版用のフォトレジストやフォトレジストを除去する際の
アセトンなどの有機溶剤に曝されることがないので、超
電導接合を回路形状に加工する過程における超電導特性
の劣化を防ぐことができるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 42 is
A substrate, a Ba 1- x K x BiO 3 superconducting thin film formed on the substrate, and a superconducting junction composed of a superconducting junction of the superconducting thin film, and a protective film of BaPbO 3 epitaxially formed on the superconducting thin film. By having
The superconducting thin film that forms the superconducting junction can be protected without adversely affecting the superconducting thin film, such as distortion, and the superconducting thin film removes the photolithography photoresist or photoresist during the process of processing the superconducting junction into a circuit shape. Since it is not exposed to an organic solvent such as acetone, it is possible to prevent deterioration of superconducting characteristics during the process of processing the superconducting junction into a circuit shape.

【0255】請求項43の発明における超電導接合は、
基板と、基板上に形成された超電導薄膜と、超電導薄膜
の超電導接合部分により構成される超電導接合に、基板
と超電導薄膜との間に、超電導薄膜がエピタキシャルに
形成できるバッファ層を有するため、超電導薄膜が基板
との格子不整合の影響を受けることなく高品質に成膜で
きるので超電導接合の特性が向上するという効果があ
る。
The superconducting junction according to the invention of claim 43 is:
The superconducting junction composed of the substrate, the superconducting thin film formed on the substrate, and the superconducting junction part of the superconducting thin film has a buffer layer capable of epitaxially forming the superconducting thin film between the substrate and the superconducting thin film. Since the thin film can be formed with high quality without being affected by the lattice mismatch with the substrate, there is an effect that the characteristics of the superconducting junction are improved.

【0256】請求項44の発明における超電導接合は、
基板と、基板上に形成された超電導薄膜と、超電導薄膜
の超電導接合部分により構成される超電導接合に、基板
と超電導薄膜との間に、Ba1-xxBiO3による超電
導薄膜がエピタキシャルに形成できるBaBiO3のバ
ッファ層を有するため、超電導薄膜が基板との格子不整
合の影響を受けることなく高品質に成膜できるので超電
導接合の特性が向上するという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 44 is:
The superconducting thin film formed on the substrate, the superconducting thin film formed on the substrate, and the superconducting junction part of the superconducting thin film, and the superconducting thin film made of Ba 1-x K x BiO 3 are epitaxially formed between the substrate and the superconducting thin film. Since it has a buffer layer of BaBiO 3 that can be formed, the superconducting thin film can be formed with high quality without being affected by lattice mismatch with the substrate, so that the characteristics of the superconducting junction are improved.

【0257】請求項45の発明における超電導接合は、
基板と、基板上に形成された超電導薄膜と、超電導薄膜
の超電導接合部分により構成される超電導接合に、基板
と超電導薄膜との間に、Ba1-xxBiO3による超電
導薄膜がエピタキシャルに形成できるBaBaPbO3
のバッファ層を有するため、超電導薄膜が基板との格子
不整合の影響を受けることなく高品質に成膜できるので
超電導接合の特性が向上するという効果がある。
The superconducting junction according to the 45th aspect of the invention is
The superconducting thin film formed on the substrate, the superconducting thin film formed on the substrate, and the superconducting junction part of the superconducting thin film, and the superconducting thin film made of Ba 1-x K x BiO 3 are epitaxially formed between the substrate and the superconducting thin film. BaBaPbO 3 that can be formed
Since the superconducting thin film can be formed with high quality without being affected by the lattice mismatch with the substrate, it has the effect of improving the characteristics of the superconducting junction.

【0258】請求項46の発明における超電導接合は、
サファイアを使用した基板と、基板上に形成された超電
導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成され
る超電導接合に、基板と超電導薄膜との間に、Ba1-x
xBiO3による超電導薄膜がエピタキシャルに形成で
きるMgO3のバッファ層を有するため、超電導薄膜が
基板との格子不整合の影響を受けることなく高品質に成
膜できるので超電導接合の特性が向上するという効果が
ある。
The superconducting junction according to the 46th aspect of the invention is
For a superconducting junction composed of a substrate using sapphire, a superconducting thin film formed on the substrate, and a superconducting junction part of the superconducting thin film, a Ba 1-x film is provided between the substrate and the superconducting thin film.
Since the superconducting thin film made of K x BiO 3 has the MgO 3 buffer layer that can be epitaxially formed, the superconducting thin film can be formed with high quality without being affected by the lattice mismatch with the substrate, so that the characteristics of the superconducting junction are improved. There is an effect.

【0259】請求項47の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分と、前記
超電導薄膜上に堆積された電極により構成される超電導
接合に、前記電極として酸化物薄膜を使用することで、
超電導薄膜の上に堆積する電極の材質が金属ではなく導
電性酸化物であるため、特に酸化物超電導体を使用した
超電導薄膜と電極との界面での変質層の発生を抑制する
ことができる。従って超電導薄膜と電極との間に良好な
オーミック接続を得ることができるようになるという効
果がある。
The superconducting junction according to the 47th aspect of the invention is
A superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and a superconducting junction composed of an electrode deposited on the superconducting thin film, by using an oxide thin film as the electrode,
Since the material of the electrode deposited on the superconducting thin film is not a metal but a conductive oxide, it is possible to suppress the generation of an altered layer particularly at the interface between the superconducting thin film using an oxide superconductor and the electrode. Therefore, there is an effect that a good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0260】請求項48の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分と、前記
超電導薄膜上に堆積された電極により構成される超電導
接合において、前記電極として酸化物薄膜を使用し、前
記超電導薄膜の成膜後にその場で前記電極を形成するよ
うにしたので、酸化物超電導体を使用した超電導薄膜と
電極との界面での変質層の発生を抑制することができ
る。従って超電導薄膜と電極との間に良好なオーミック
接続を得ることができるようになるという効果がある。
The superconducting junction according to the 48th aspect of the invention is
In a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, an oxide thin film is used as the electrode, and in situ after the superconducting thin film is formed. Since the electrode is formed, it is possible to suppress the generation of an altered layer at the interface between the superconducting thin film using the oxide superconductor and the electrode. Therefore, there is an effect that a good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0261】請求項49の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分と、前記
超電導薄膜上に堆積された電極により構成される超電導
接合に、前記電極としてNbOの酸化物薄膜を使用する
ことで、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜の上に堆積す
る電極の材質が金属ではなく導電性酸化物であるため、
特に酸化物超電導体を使用した超電導薄膜と電極との界
面での変質層の発生を抑制することができる。従って超
電導薄膜と電極との間に良好なオーミック接続を得るこ
とができるようになるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 49 is
By using an NbO oxide thin film as the electrode in a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, Ba 1-x K x Since the material of the electrode deposited on the BiO 3 superconducting thin film is not a metal but a conductive oxide,
In particular, it is possible to suppress the generation of an altered layer at the interface between the superconducting thin film using an oxide superconductor and the electrode. Therefore, there is an effect that a good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0262】請求項50の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分と、前記
超電導薄膜上に堆積された電極により構成される超電導
接合に、前記電極としてNdOの酸化物薄膜を使用する
ことで、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜の上に堆積す
る電極の材質が金属ではなく導電性酸化物であるため、
特に酸化物超電導体を使用した超電導薄膜と電極との界
面での変質層の発生を抑制することができる。従って超
電導薄膜と電極との間に良好なオーミック接続を得るこ
とができるようになるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 50 is
By using an NdO oxide thin film as the electrode in a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, Ba 1-x K x Since the material of the electrode deposited on the BiO 3 superconducting thin film is not a metal but a conductive oxide,
In particular, it is possible to suppress the generation of an altered layer at the interface between the superconducting thin film using an oxide superconductor and the electrode. Therefore, there is an effect that a good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0263】請求項51の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分と、前記
超電導薄膜上に堆積された電極により構成される超電導
接合に、前記電極としてReO3の酸化物薄膜を使用す
ることで、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜の上に堆積
する電極の材質が金属ではなく導電性酸化物であるた
め、特に酸化物超電導体を使用した超電導薄膜と電極と
の界面での変質層の発生を抑制することができる。従っ
て超電導薄膜と電極との間に良好なオーミック接続を得
ることができるようになるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 51 is
By using an oxide thin film of ReO 3 as the electrode in a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, Ba 1-x K Since the material of the electrode deposited on the superconducting thin film of xBiO 3 is not a metal but a conductive oxide, the generation of a deteriorated layer at the interface between the superconducting thin film and the electrode using an oxide superconductor is suppressed. be able to. Therefore, there is an effect that a good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0264】請求項52の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分と、前記
超電導薄膜上に堆積された電極により構成される超電導
接合に、前記電極としてRuO2の酸化物薄膜を使用す
ることで、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜の上に堆積
する電極の材質が金属ではなく導電性酸化物であるた
め、特に酸化物超電導体を使用した超電導薄膜と電極と
の界面での変質層の発生を抑制することができる。従っ
て超電導薄膜と電極との間に良好なオーミック接続を得
ることができるようになるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 52 is
By using a RuO 2 oxide thin film as the electrode in a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, Ba 1-x K Since the material of the electrode deposited on the superconducting thin film of xBiO 3 is not a metal but a conductive oxide, the generation of a deteriorated layer at the interface between the superconducting thin film and the electrode using an oxide superconductor is suppressed. be able to. Therefore, there is an effect that a good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0265】請求項53の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分と、前記
超電導薄膜上に堆積された電極により構成される超電導
接合に、前記電極としてOsO2の酸化物薄膜を使用す
ることで、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜の上に堆積
する電極の材質が金属ではなくであるため、特に酸化物
超電導体を使用した超電導薄膜と電極との界面での変質
層の発生を抑制することができる。従って超電導薄膜と
電極との間に良好なオーミック接続を得ることができる
ようになるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 53 is
By using an oxide thin film of OsO 2 as the electrode in a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction part of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, Ba 1-x K Since the material of the electrode deposited on the superconducting thin film of xBiO 3 is not a metal, it is possible to suppress the generation of an altered layer at the interface between the superconducting thin film using an oxide superconductor and the electrode. Therefore, there is an effect that a good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0266】請求項54の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分と、超電導
薄膜上に堆積された電極により構成される超電導接合
に、電極としてIr02の酸化物薄膜を使用すること
で、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜の上に堆積する電
極の材質が金属ではなく導電性酸化物であるため、特に
酸化物超電導体を使用した超電導薄膜と電極との界面で
の変質層の発生を抑制することができる。従って超電導
薄膜と電極との間に良好なオーミック接続を得ることが
できるようになるという効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 54 is:
By using an IrO 2 oxide thin film as an electrode in a superconducting junction composed of a superconducting thin film, a superconducting junction of the superconducting thin film, and an electrode deposited on the superconducting thin film, Ba 1-x K x BiO 3 Since the material of the electrode deposited on the superconducting thin film of is a conductive oxide, not a metal, it is possible to suppress the generation of a deteriorated layer at the interface between the superconducting thin film and the electrode using an oxide superconductor. . Therefore, there is an effect that a good ohmic connection can be obtained between the superconducting thin film and the electrode.

【0267】請求項55の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分により構
成される超電導接合において、超電導薄膜としてBi系
超電導体を使用し、その一部の組成比を変化させること
で絶縁体とし、この絶縁体部分を挟む領域を超電導接合
として用いるものであるという効果がある。
The superconducting junction according to the 55th aspect of the present invention is
In a superconducting junction composed of a superconducting thin film and a superconducting junction of the superconducting thin film, a Bi-based superconductor is used as the superconducting thin film, and an insulator is formed by changing the composition ratio of a part of the Bi superconductor. There is an effect that the sandwiched region is used as a superconducting junction.

【0268】請求項56の発明における超電導接合は、
請求項55の超電導接合において超電導薄膜としてBi
Sr(Ca,Y)CuOを使用し、その一部にYが過剰
な組成を用いることで絶縁体とし、この絶縁体部分を挟
む領域を超電導接合として用いるものであるという効果
がある。
The superconducting junction according to the 56th aspect of the invention is
Bi as a superconducting thin film in the superconducting junction according to claim 55.
There is an effect that Sr (Ca, Y) CuO is used, and a composition having an excess of Y is used as a part of the Sr (Ca, Y) CuO to form an insulator, and a region sandwiching the insulator part is used as a superconducting junction.

【0269】請求項57の発明における超電導接合は、
請求項55の超電導接合において超電導薄膜としてBi
SrCa(Cu,Fe)Oを使用し、その一部にFeが
過剰な組成を用いることで絶縁体とし、この絶縁体部分
を挟む領域を超電導接合として用いる超電導体として臨
界温度の高いBi系超電導体を使用するため、超電導接
合の動作温度を高くでき、冷却系の負担を大幅に軽減で
きるという効果がある。
The superconducting junction according to the 57th aspect of the invention is
Bi as a superconducting thin film in the superconducting junction according to claim 55.
SrCa (Cu, Fe) O is used, and a composition with an excess of Fe is used as a part thereof to form an insulator, and the region sandwiching this insulator part is used as a superconducting junction. Since the body is used, the operating temperature of the superconducting junction can be increased, and the burden on the cooling system can be significantly reduced.

【0270】請求項58の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分により構
成され、前記超電導薄膜に接続された抵抗体薄膜を有す
る超電導接合において、前記超電導薄膜と前記抵抗体薄
膜を重畳することなく配置し、前記超電導薄膜と前記抵
抗体薄膜を低抵抗の金属薄膜で接続したもので、超電導
薄膜と高抵抗金属薄膜が互いに重畳して配置されないた
め、それらの間の界面に変質層が生じることがなく、素
子の特性の劣化を防ぐことができるという効果がある。
[0270] The superconducting junction according to the invention of claim 58 is:
In a superconducting junction having a superconducting thin film and a superconducting junction part of the superconducting thin film, and having a resistor thin film connected to the superconducting thin film, the superconducting thin film and the resistor thin film are arranged without overlapping, and the superconducting thin film is formed. And the resistor thin film is connected with a low-resistance metal thin film, and since the superconducting thin film and the high-resistance metal thin film are not placed on top of each other, an altered layer does not occur at the interface between them, and the device characteristics There is an effect that deterioration of can be prevented.

【0271】請求項59の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成
され、超電導薄膜に接続された抵抗体薄膜を有する超電
導接合において、Ba1-xxBiO3の超電導薄膜とT
aNの抵抗体薄膜を重畳することなく配置し、超電導薄
膜と前記抵抗体薄膜を低抵抗のAuの金属薄膜で接続し
たもので、超電導薄膜と高抵抗金属薄膜が互いに重畳し
て配置されないため、それらの間の界面に変質層が生じ
ることがなく、素子の特性の劣化を防ぐことができると
いう効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 59 is
In a superconducting junction having a superconducting thin film and a resistor thin film connected to the superconducting thin film, the superconducting thin film of Ba 1-x K x BiO 3 and the superconducting thin film
The aN resistor thin film is arranged without overlapping, and the superconducting thin film and the resistor thin film are connected by a low resistance Au metal thin film. Since the superconducting thin film and the high resistance metal thin film are not arranged on top of each other, An altered layer does not occur at the interface between them, and it is possible to prevent deterioration of device characteristics.

【0272】請求項60の発明における超電導接合は、
超電導薄膜と、超電導薄膜の超電導接合部分により構成
され、前記超電導薄膜に接続された抵抗体薄膜を有する
超電導接合において、マイクロ波のストリップ線路によ
る超電導薄膜と抵抗体薄膜をストリップ線路のターミネ
ータとして使用して重畳することなく配置し、超電導薄
膜と抵抗体薄膜の双方に重畳する低抵抗の金属薄膜を配
することで、超電導薄膜と高抵抗金属薄膜が互いに重畳
して配置されないため、それらの間の界面に変質層が生
じることがなく、素子の特性の劣化を防ぐことができる
という効果がある。
The superconducting junction according to the invention of claim 60 is
In a superconducting junction having a superconducting thin film and a superconducting junction part of the superconducting thin film, and having a resistor thin film connected to the superconducting thin film, the superconducting thin film and the resistor thin film by a microwave strip line are used as a terminator of the strip line. The superconducting thin film and the high resistance metal thin film are not placed on top of each other by placing a low resistance metal thin film which is placed on both the superconducting thin film and the resistor thin film so that they are not placed on top of each other. An altered layer does not occur at the interface, and it is possible to prevent deterioration of device characteristics.

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

【図1】 本発明の第1乃至第23の実施例による超電
導接合を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a superconducting junction according to first to twenty-third embodiments of the present invention.

【図2】 本発明の第24乃至第33の実施例による超
電導接合を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a superconducting junction according to 24th to 33rd embodiments of the present invention.

【図3】 本発明の第34乃至第35の実施例による超
電導接合を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing superconducting junctions according to 34th to 35th embodiments of the present invention.

【図4】 本発明の第36乃至第38の実施例による超
電導接合を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view showing superconducting junctions according to the 36th to 38th embodiments of the present invention.

【図5】 本発明の第39乃至第44の実施例による超
電導接合を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing superconducting junctions according to the 39th to 44th embodiments of the present invention.

【図6】 本発明の第45乃至第46の実施例による超
電導接合を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a superconducting junction according to the 45th to 46th embodiments of the present invention.

【図7】 本発明の第47乃至第48の実施例による超
電導接合を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a superconducting junction according to the 47th to 48th embodiments of the present invention.

【図8】 本発明の新規性を説明するための従来の超電
導接合の模式図である。
FIG. 8 is a schematic view of a conventional superconducting junction for explaining the novelty of the present invention.

【図9】 本発明の新規性を説明するための他の従来の
超電導接合を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another conventional superconducting junction for explaining the novelty of the present invention.

【図10】 本発明の新規性を説明するための他の従来
の超電導接合を示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing another conventional superconducting junction for explaining the novelty of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板、2 基板の粒界接合部、3 超電導薄膜、4
超電導薄膜の粒界接合部、5 電流コンタクト、6
Agペースト、7 リード線、8 基板の面指数(10
0)の結晶面、9 基板に設けられた段差の斜面、10
抵抗体薄膜、11 超電導薄膜と抵抗体薄膜の界面に
生じた変質層、101 トレンチ、102 トレンチ上
に形成された超電導薄膜の粒界接合部、103 基板の
面指数(111)の結晶面、104 保護膜、105
バッファ層、106 下部超電導薄膜、107 絶縁体
膜、108 上部絶縁体薄膜、109 配線分離用絶縁
膜、110 配線用超電導薄膜、111 低抵抗金属薄
膜。
1 substrate, 2 grain boundary junction between substrates, 3 superconducting thin film, 4
Grain boundary junction of superconducting thin film, 5 current contact, 6
Ag paste, 7 lead wires, 8 substrate surface index (10
0) crystal plane, 9 slopes of steps provided on the substrate, 10
Resistor thin film, 11 Altered layer formed at interface between superconducting thin film and resistor thin film, 101 trench, 102 Grain boundary junction of superconducting thin film formed on trench, 103 Crystal face of surface index (111) of substrate, 104 Protective film, 105
Buffer layer, 106 lower superconducting thin film, 107 insulating film, 108 upper insulating thin film, 109 wiring separating insulating film, 110 wiring superconducting thin film, 111 low resistance metal thin film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 研一 尼崎市塚口本町八丁目1番1号 三菱電機 株式会社半導体基礎研究所内 (72)発明者 児島 一良 尼崎市塚口本町八丁目1番1号 三菱電機 株式会社半導体基礎研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenichi Kuroda 1-1-1, Tsukaguchihonmachi, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor Research Laboratory (72) Inventor Ichiyoshi Kojima 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor Basic Research Center

Claims (60)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に作製されたトレンチと、該基板
上に形成された超電導薄膜とを備え、該超電導薄膜の超
電導接合部分が前記トレンチの上にオーバーハング状に
形成されたことを特徴とする超電導接合。
1. A superconducting thin film formed on a substrate, and a superconducting thin film formed on the substrate, wherein a superconducting junction portion of the superconducting thin film is formed in an overhang shape on the trench. And superconducting junction.
【請求項2】 トレンチを作製する基板としてバイクリ
スタル基板を使用することを特徴とする請求項1に記載
の超電導接合。
2. The superconducting junction according to claim 1, wherein a bicrystal substrate is used as a substrate for forming the trench.
【請求項3】 トレンチを作製する基板として単結晶基
板を使用することを特徴とする請求項1に記載の超電導
接合。
3. The superconducting junction according to claim 1, wherein a single crystal substrate is used as a substrate for forming the trench.
【請求項4】 トレンチを作製する基板としてSrTi
3基板を使用することを特徴とする請求項1に記載の
超電導接合。
4. SrTi as a substrate for forming a trench
The superconducting junction according to claim 1, wherein an O 3 substrate is used.
【請求項5】 トレンチを作製する基板としてMgO3
基板を使用することを特徴とする請求項1に記載の超電
導接合。
5. MgO 3 as a substrate for forming a trench
The superconducting junction according to claim 1, wherein a substrate is used.
【請求項6】 トレンチを作製する基板としてサファイ
ア(α−Al23)基板を使用することを特徴とする請
求項1に記載の超電導接合。
6. The superconducting junction according to claim 1, wherein a sapphire (α-Al 2 O 3 ) substrate is used as a substrate for forming the trench.
【請求項7】 トレンチを作製する基板としてYSZ
(イットリウム安定化ジルコニア)基板を使用すること
を特徴とする請求項1に記載の超電導接合。
7. YSZ as a substrate for forming a trench
The superconducting junction according to claim 1, wherein a (yttrium-stabilized zirconia) substrate is used.
【請求項8】 トレンチを作製する基板としてCaTi
3基板を使用することを特徴とする請求項1に記載の
超電導接合。
8. CaTi as a substrate for forming a trench
The superconducting junction according to claim 1, wherein an O 3 substrate is used.
【請求項9】 トレンチを作製する基板としてYAlO
3基板を使用することを特徴とする請求項1に記載の超
電導接合。
9. YAlO as a substrate for forming a trench
The superconducting junction according to claim 1, wherein three substrates are used.
【請求項10】 トレンチを作製する基板としてNdA
lO3基板を使用することを特徴とする請求項1に記載
の超電導接合。
10. NdA as a substrate for forming a trench
The superconducting junction according to claim 1, wherein a 10 3 substrate is used.
【請求項11】 トレンチを作製する基板としてLaA
lO3基板を使用することを特徴とする請求項1に記載
の超電導接合。
11. LaA as a substrate for forming a trench
The superconducting junction according to claim 1, wherein a 10 3 substrate is used.
【請求項12】 トレンチを作製する基板としてLaS
rAlO4基板を使用することを特徴とする請求項1に
記載の超電導接合。
12. LaS as a substrate for forming a trench
The superconducting junction according to claim 1, wherein an rAlO 4 substrate is used.
【請求項13】 トレンチを作製する基板としてNdG
aO3基板を使用することを特徴とする請求項1に記載
の超電導接合。
13. NdG as a substrate for forming a trench
The superconducting junction according to claim 1, wherein an aO 3 substrate is used.
【請求項14】 トレンチを作製する基板としてPrG
aO3基板を使用することを特徴とする請求項1に記載
の超電導接合。
14. PrG as a substrate for forming a trench
The superconducting junction according to claim 1, wherein an aO 3 substrate is used.
【請求項15】 トレンチを作製する基板としてLaG
aO3基板を使用することを特徴とする請求項1に記載
の超電導接合。
15. LaG as a substrate for forming a trench
The superconducting junction according to claim 1, wherein an aO 3 substrate is used.
【請求項16】 トレンチを作製する基板としてLaS
rGaO4基板を使用することを特徴とする請求項1に
記載の超電導接合。
16. LaS as a substrate for forming a trench
The superconducting junction according to claim 1, wherein an rGaO 4 substrate is used.
【請求項17】 超電導材質としてBa1-xxBiO3
を使用することを特徴とする請求項1に記載の超電導接
合。
17. A superconducting material of Ba 1-x K x BiO 3
The superconducting junction according to claim 1, wherein
【請求項18】 超電導材質としてビスマス系超電導酸
化物を使用することを特徴とする請求項1に記載の超電
導接合。
18. The superconducting junction according to claim 1, wherein a bismuth-based superconducting oxide is used as the superconducting material.
【請求項19】 超電導材質としてイットリウム系超電
導酸化物を使用することを特徴とする請求項1に記載の
超電導接合。
19. The superconducting junction according to claim 1, wherein yttrium-based superconducting oxide is used as the superconducting material.
【請求項20】 超電導材質としてタリウム系超電導酸
化物を使用することを特徴とする請求項1に記載の超電
導接合。
20. The superconducting junction according to claim 1, wherein a thallium-based superconducting oxide is used as the superconducting material.
【請求項21】 超電導材質として水銀系超電導酸化物
を使用することを特徴とする請求項1に記載の超電導接
合。
21. The superconducting junction according to claim 1, wherein a mercury-based superconducting oxide is used as the superconducting material.
【請求項22】 基板上にトレンチを作製する工程と、
該トレンチ上で超電導接合が形成されるように超電導体
を前記基板上に作製する工程を備えたことを特徴とする
超電導接合の作製方法。
22. A step of forming a trench on a substrate,
A method for producing a superconducting junction, comprising the step of producing a superconductor on the substrate so that a superconducting junction is formed on the trench.
【請求項23】 トレンチの作製にイオンビームエッチ
ングを使用することを特徴とする請求項22に記載の超
電導接合の作製方法。
23. The method of making a superconducting junction of claim 22, wherein ion beam etching is used to make the trench.
【請求項24】 トレンチの作製に反応性イオンビーム
エッチングを使用することを特徴とする請求項22に記
載の超電導接合の作製方法。
24. The method of making a superconducting junction of claim 22, wherein reactive ion beam etching is used to make the trench.
【請求項25】 トレンチの作製に反応性イオンエッチ
ングを使用することを特徴とする請求項22に記載の超
電導接合の作製方法。
25. The method of making a superconducting junction of claim 22, wherein reactive ion etching is used to make the trench.
【請求項26】 トレンチの作製にプラズマエッチング
を使用することを特徴とする請求項22に記載の超電導
接合の作製方法。
26. The method for producing a superconducting junction according to claim 22, wherein plasma etching is used for producing the trench.
【請求項27】 トレンチの作製にウェットエッチング
を使用することを特徴とする請求項22に記載の超電導
接合の作製方法。
27. The method for producing a superconducting junction according to claim 22, wherein wet etching is used for producing the trench.
【請求項28】 トレンチの作製にリフトオフ法を使用
することを特徴とする請求項22に記載の超電導接合の
作製方法。
28. The method for producing a superconducting junction according to claim 22, wherein a lift-off method is used for producing the trench.
【請求項29】 基板上に作製されたステップと、該基
板上に形成された超電導薄膜とを備え、該超電導薄膜の
前記ステップの段差部分の上に形成された部分がジョセ
フソン接合として機能する超電導接合において、基板上
のステップの作製に面方位依存性エッチングを利用した
ことを特徴とする超電導接合。
29. A step, which is formed on a substrate, and a superconducting thin film, which is formed on the substrate, wherein a portion of the superconducting thin film formed on the step portion of the step functions as a Josephson junction. A superconducting junction characterized by utilizing plane-orientation-dependent etching for manufacturing steps on a substrate.
【請求項30】 ステップの作製にKOHを含有する溶
液による面方位依存性エッチング法を使用することを特
徴とする請求項29に記載の超電導接合の作製方法。
30. The method for producing a superconducting junction according to claim 29, wherein a plane orientation dependent etching method using a solution containing KOH is used for producing the step.
【請求項31】 ステップの作製にNaOHを含有する
溶液による面方位依存性エッチング法を使用することを
特徴とする請求項29に記載の超電導接合の作製方法。
31. The method for producing a superconducting junction according to claim 29, wherein a plane orientation dependent etching method using a solution containing NaOH is used for producing the step.
【請求項32】 ステップの作製にヒドラジンを含有す
る溶液による面方位依存性エッチング法を使用すること
を特徴とする請求項29に記載の超電導接合の作製方
法。
32. The method for producing a superconducting junction according to claim 29, wherein a plane orientation dependent etching method using a solution containing hydrazine is used for producing the step.
【請求項33】 ステップの作製にエチレンジアミンを
含有する溶液による面方位依存性エッチング法を使用す
ることを特徴とする請求項29に記載の超電導接合の作
製方法。
33. The method for producing a superconducting junction according to claim 29, wherein a plane orientation dependent etching method using a solution containing ethylenediamine is used for producing the step.
【請求項34】 ステップの作製に第四アンモニウム水
酸化物を含有する溶液による面方位依存性エッチング法
を使用することを特徴とする請求項29に記載の超電導
接合の作製方法。
34. The method for producing a superconducting junction according to claim 29, wherein a plane orientation dependent etching method using a solution containing a quaternary ammonium hydroxide is used for producing the step.
【請求項35】 ステップの作製にKOHと2−プロパ
ノールを含有する溶液による面方位依存性エッチング法
を使用することを特徴とする請求項29に記載の超電導
接合の作製方法。
35. The method for producing a superconducting junction according to claim 29, wherein a plane orientation dependent etching method using a solution containing KOH and 2-propanol is used for producing the step.
【請求項36】 ステップの作製にKOHとヒドラジン
を含有する溶液による面方位依存性エッチング法を使用
することを特徴とする請求項29に記載の超電導接合の
作製方法。
36. The method for producing a superconducting junction according to claim 29, wherein a plane orientation dependent etching method using a solution containing KOH and hydrazine is used for producing the step.
【請求項37】 ステップの作製にヒドラジンとH2
を含有する溶液による面方位依存性エッチング法を使用
することを特徴とする請求項29に記載の超電導接合の
作製方法。
37. Hydrazine and H 2 O for making steps
The method for producing a superconducting junction according to claim 29, characterized in that a plane-orientation-dependent etching method using a solution containing is used.
【請求項38】 ステップの作製にメチルアンモニウム
水酸化物を含有する溶液による面方位依存性エッチング
法を使用することを特徴とする請求項29に記載の超電
導接合の作製方法。
38. The method for producing a superconducting junction according to claim 29, wherein a plane orientation dependent etching method using a solution containing methylammonium hydroxide is used for producing the step.
【請求項39】 ステップの作製にNH4FとCu(N
32を含有する溶液による面方位依存性エッチング法
を使用することを特徴とする請求項29に記載の超電導
接合の作製方法。
39. NH 4 F and Cu (N
30. The method for producing a superconducting junction according to claim 29, characterized in that a plane-orientation-dependent etching method using a solution containing O 3 ) 2 is used.
【請求項40】 基板と、該基板上に形成された超電導
薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分により構成され
る超電導接合において、前記超電導薄膜上にエピタキシ
ャルに形成された保護膜を有することを特徴とする超電
導接合。
40. A superconducting junction composed of a substrate, a superconducting thin film formed on the substrate, and a superconducting junction portion of the superconducting thin film, wherein a protective film epitaxially formed on the superconducting thin film is provided. Characteristic superconducting junction.
【請求項41】 超電導薄膜としてBa1-xxBiO3
を、保護膜としてBaBiO3 を使用することを特徴と
する請求項40に記載の超電導接合。
41. As a superconducting thin film, Ba 1-x K x BiO 3 is used.
41. The superconducting junction according to claim 40, wherein BaBiO 3 is used as a protective film.
【請求項42】 超電導薄膜としてBa1-xxBiO3
を、保護膜としてBaPbO3 を使用することを特徴と
する請求項40に記載の超電導接合。
42. As a superconducting thin film, Ba 1-x K x BiO 3 is used.
The superconducting junction according to claim 40, wherein BaPbO 3 is used as a protective film.
【請求項43】 基板と、該基板上に形成された超電導
薄膜と、該超電導薄膜の超電導接合部分により構成され
る超電導接合において、前記基板と前記超電導薄膜との
間に、前記超電導薄膜がエピタキシャルに形成できるバ
ッファ層を有することを特徴とする超電導接合。
43. In a superconducting junction composed of a substrate, a superconducting thin film formed on the substrate, and a superconducting junction part of the superconducting thin film, the superconducting thin film is epitaxially formed between the substrate and the superconducting thin film. A superconducting junction having a buffer layer that can be formed on the substrate.
【請求項44】 超電導薄膜としてBa1-xxBiO3
を、バッファ層としてBaBiO3 を使用することを特
徴とする請求項43に記載の超電導接合。
44. Ba 1-x K x BiO 3 as a superconducting thin film
44. The superconducting junction according to claim 43, wherein BaBiO 3 is used as a buffer layer.
【請求項45】 超電導薄膜としてBa1-xxBiO3
を、バッファ層としてBaPbO3 を使用することを特
徴とする請求項43に記載の超電導接合。
45. As a superconducting thin film, Ba 1-x K x BiO 3 is used.
44. The superconducting junction according to claim 43, characterized in that BaPbO 3 is used as a buffer layer.
【請求項46】 超電導薄膜としてBa1-xxBiO3
を、バッファ層としてMgOを、基板としてサファイア
を使用することを特徴とする請求項43に記載の超電導
接合。
46. As a superconducting thin film, Ba 1-x K x BiO 3 is used.
44. The superconducting junction according to claim 43, wherein MgO is used as the buffer layer and sapphire is used as the substrate.
【請求項47】 超電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導
接合部分と、前記超電導薄膜上に形成された電極により
構成される超電導接合において、前記電極として酸化物
薄膜を使用することを特徴とする超電導接合。
47. A superconducting junction comprising a superconducting thin film, a superconducting junction portion of the superconducting thin film, and an electrode formed on the superconducting thin film, wherein an oxide thin film is used as the electrode. Joining.
【請求項48】 超電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導
接合部分と、前記超電導薄膜上に形成された電極により
構成される超電導接合において、前記電極として酸化物
薄膜を使用し、前記超電導薄膜の成膜後にその場で前記
電極を形成することを特徴とする超電導接合。
48. In a superconducting junction constituted by a superconducting thin film, a superconducting junction portion of the superconducting thin film, and an electrode formed on the superconducting thin film, an oxide thin film is used as the electrode, and the superconducting thin film is formed. A superconducting junction characterized in that the electrode is formed in-situ after the film.
【請求項49】 超電導薄膜としてBa1-xxBiO3
を、電極としてNbOを使用することを特徴とする請求
項47に記載の超電導接合。
49. As a superconducting thin film, Ba 1-x K x BiO 3
48. The superconducting junction according to claim 47, wherein NbO is used as an electrode.
【請求項50】 超電導薄膜としてBa1-xxBiO3
を、電極としてNdOを使用することを特徴とする請求
項47に記載の超電導接合。
50. As a superconducting thin film, Ba 1-x K x BiO 3 is used.
48. The superconducting junction according to claim 47, wherein NdO is used as an electrode.
【請求項51】 超電導薄膜としてBa1-xxBiO3
を、電極としてReO3を使用することを特徴とする請
求項47に記載の超電導接合。
51. As a superconducting thin film, Ba 1-x K x BiO 3 is used.
48. The superconducting junction according to claim 47, wherein ReO 3 is used as an electrode.
【請求項52】 超電導薄膜としてBa1-xxBiO3
を、電極としてRuO2を使用することを特徴とする請
求項47に記載の超電導接合。
52. As a superconducting thin film, Ba 1-x K x BiO 3 is used.
48. The superconducting junction according to claim 47, characterized in that RuO 2 is used as an electrode.
【請求項53】 超電導薄膜としてBa1-xxBiO3
を、電極としてOsO2を使用することを特徴とする請
求項47に記載の超電導接合。
53. As a superconducting thin film, Ba 1-x K x BiO 3 is used.
48. The superconducting junction according to claim 47, characterized in that OsO 2 is used as an electrode.
【請求項54】 超電導薄膜としてBa1-xxBiO3
を、電極としてIrO2を使用することを特徴とする請
求項47に記載の超電導接合。
54. Ba 1-x K x BiO 3 as a superconducting thin film
48. The superconducting junction according to claim 47, characterized in that IrO 2 is used as an electrode.
【請求項55】 超電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導
接合部分により構成される超電導接合において、超電導
薄膜としてBi系超電導体を使用し、その一部の組成比
を変化させることで絶縁体とし、この絶縁体部分を挟む
領域を超電導接合として用いることを特徴とする超電導
接合。
55. In a superconducting junction composed of a superconducting thin film and a superconducting junction part of the superconducting thin film, a Bi-based superconductor is used as the superconducting thin film, and an insulating material is obtained by changing a composition ratio of a part of the superconducting thin film. A superconducting junction characterized in that a region sandwiching this insulator portion is used as a superconducting junction.
【請求項56】 超電導薄膜としてBiSr(Ca,
Y)CuOを使用し、その一部にYが過剰な組成を用い
ることで絶縁体とし、この絶縁体部分を挟む領域を超電
導接合として用いることを特徴とする請求項55に記載
の超電導接合。
56. As the superconducting thin film, BiSr (Ca,
56. The superconducting junction according to claim 55, characterized in that Y) CuO is used, an insulator is formed by using a composition with an excess of Y in a part thereof, and a region sandwiching the insulator portion is used as a superconducting junction.
【請求項57】 超電導薄膜としてBiSrCa(C
u,Fe)Oを使用し、その一部にFeが過剰な組成を
用いることで絶縁体とし、この絶縁体部分を挟む領域を
超電導接合として用いることを特徴とする請求項55に
記載の超電導接合。
57. BiSrCa (C) as a superconducting thin film
56. The superconducting material according to claim 55, characterized in that (u, Fe) O is used, and a composition with an excess of Fe is used as a part thereof to form an insulator, and a region sandwiching the insulator part is used as a superconducting junction. Joining.
【請求項58】 超電導薄膜と、該超電導薄膜の超電導
接合部分により構成され、前記超電導薄膜に接続された
抵抗体薄膜を有する超電導接合において、前記超電導薄
膜と前記抵抗体薄膜を重畳することなく配置し、前記超
電導薄膜と前記抵抗体薄膜を低抵抗の金属薄膜で接続し
たことを特徴とする超電導接合。
58. In a superconducting junction comprising a superconducting thin film and a superconducting junction portion of the superconducting thin film, the superconducting thin film having a resistor thin film connected to the superconducting thin film, the superconducting thin film and the resistor thin film being arranged without overlapping. Then, the superconducting junction is characterized in that the superconducting thin film and the resistor thin film are connected by a low resistance metal thin film.
【請求項59】 超電導薄膜としてBa1-xxBiO3
を、抵抗体薄膜としてTaNを、低抵抗金属薄膜として
Auを使用することを特徴とする請求項58に記載の超
電導接合。
59. As a superconducting thin film, Ba 1-x K x BiO 3 is used.
59. The superconducting junction according to claim 58, wherein TaN is used as the resistor thin film and Au is used as the low resistance metal thin film.
【請求項60】 超電導薄膜をマイクロ波のストリップ
線路として、抵抗体薄膜をストリップ線路のターミネー
タとして使用することを特徴とする請求項58に記載の
超電導接合。
60. The superconducting junction according to claim 58, wherein the superconducting thin film is used as a microwave strip line, and the resistor thin film is used as a strip line terminator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006306686A (en) * 2005-05-02 2006-11-09 Sumitomo Electric Ind Ltd Bi-CONTAINING SUPERCONDUCTOR, SUPERCONDUCTING WIRE ROD AND SUPERCONDUCTING EQUIPMENT

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