JPH09298289A - 酸化物誘電体積層構造の製造方法及び電子回路装置 - Google Patents
酸化物誘電体積層構造の製造方法及び電子回路装置Info
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- JPH09298289A JPH09298289A JP8109964A JP10996496A JPH09298289A JP H09298289 A JPH09298289 A JP H09298289A JP 8109964 A JP8109964 A JP 8109964A JP 10996496 A JP10996496 A JP 10996496A JP H09298289 A JPH09298289 A JP H09298289A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/10—Junction-based devices
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化物誘電体材料中に部分的に不純物を添加
し、かつ表面に電気的バリアを残さない不純物の添加方
法を提供する。 【解決手段】 酸化物誘電体材料からなる表面層を有す
る下地基板の表面上に、他の酸化物誘電体材料からなる
不純物供給膜を堆積する工程と、不純物供給膜の上に、
下地基板の表面層と同じ酸化物誘電体材料からなる不純
物吸収膜を堆積する工程と、下地基板を加熱し、不純物
供給膜中の酸素以外の少なくとも１種の構成原子の一部
と基板の表面層及び不純物吸収膜中の酸素以外の少なく
とも１種の構成原子の一部とを、不純物供給膜の全厚さ
部分にわたって置換する熱処理工程とを有する。
し、かつ表面に電気的バリアを残さない不純物の添加方
法を提供する。 【解決手段】 酸化物誘電体材料からなる表面層を有す
る下地基板の表面上に、他の酸化物誘電体材料からなる
不純物供給膜を堆積する工程と、不純物供給膜の上に、
下地基板の表面層と同じ酸化物誘電体材料からなる不純
物吸収膜を堆積する工程と、下地基板を加熱し、不純物
供給膜中の酸素以外の少なくとも１種の構成原子の一部
と基板の表面層及び不純物吸収膜中の酸素以外の少なく
とも１種の構成原子の一部とを、不純物供給膜の全厚さ
部分にわたって置換する熱処理工程とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は酸化物誘電体積層構
造の製造方法及び電子回路装置に関し、特に、キャリア
を生成する不純物を添加した層を有する酸化物誘電体積
層構造の製造方法及び電子回路装置に関する。
造の製造方法及び電子回路装置に関し、特に、キャリア
を生成する不純物を添加した層を有する酸化物誘電体積
層構造の製造方法及び電子回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸化物超伝導体と酸化物誘電体とを組み
合わせて電子回路装置を構成する技術が研究されてい
る。ＳｒＴｉＯ3 等の酸化物誘電体にＮｂ、Ｌａ等の不
純物を添加すると、キャリアが増加して半導体として振
る舞うようになる。
合わせて電子回路装置を構成する技術が研究されてい
る。ＳｒＴｉＯ3 等の酸化物誘電体にＮｂ、Ｌａ等の不
純物を添加すると、キャリアが増加して半導体として振
る舞うようになる。
【０００３】酸化物誘電体材料にキャリアを生成するた
めの不純物を添加する方法として、単結晶の成長過程で
金属材料を添加する方法、及び酸化物誘電体材料に他の
酸化物誘電体材料を拡散させる方法が知られている。
めの不純物を添加する方法として、単結晶の成長過程で
金属材料を添加する方法、及び酸化物誘電体材料に他の
酸化物誘電体材料を拡散させる方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】単結晶の成長過程で金
属材料を添加する方法を用いて酸化物誘電体材料に不純
物を添加する場合、結晶全体に金属材料が添加されてし
まい、種々の電子回路装置への応用は困難である。
属材料を添加する方法を用いて酸化物誘電体材料に不純
物を添加する場合、結晶全体に金属材料が添加されてし
まい、種々の電子回路装置への応用は困難である。
【０００５】酸化物誘電体材料に他の酸化物誘電体材料
を拡散させる方法の例として、ＳｒＴｉＯ3 の基板上に
ＬａＴｉＯ3 膜を堆積して熱処理を行う方法が知られて
いる。しかし、ＳｒＴｉＯ3 中のＬａ等の不純物の拡散
長が短いため、Ｓｉに不純物を拡散させる場合に比べ
て、Ｌａ等の不純物はＳｒＴｉＯ3 中に拡散しにくい。
また、ＬａＴｉＯ3 膜を膜状に堆積するためには、厚さ
約１ｎｍ以上の膜を堆積する必要がある。このため、熱
処理を行ってＬａをＳｒＴｉＯ3 基板中に拡散させて
も、表面にＬａＴｉＯ3 の薄層が残ってしまう。表面に
残ったＬａＴｉＯ3層を除去することは困難であり、Ｌ
ａＴｉＯ3 層が拡散領域とその上の電極との電気的接触
の妨げとなる。
を拡散させる方法の例として、ＳｒＴｉＯ3 の基板上に
ＬａＴｉＯ3 膜を堆積して熱処理を行う方法が知られて
いる。しかし、ＳｒＴｉＯ3 中のＬａ等の不純物の拡散
長が短いため、Ｓｉに不純物を拡散させる場合に比べ
て、Ｌａ等の不純物はＳｒＴｉＯ3 中に拡散しにくい。
また、ＬａＴｉＯ3 膜を膜状に堆積するためには、厚さ
約１ｎｍ以上の膜を堆積する必要がある。このため、熱
処理を行ってＬａをＳｒＴｉＯ3 基板中に拡散させて
も、表面にＬａＴｉＯ3 の薄層が残ってしまう。表面に
残ったＬａＴｉＯ3層を除去することは困難であり、Ｌ
ａＴｉＯ3 層が拡散領域とその上の電極との電気的接触
の妨げとなる。
【０００６】本発明の目的は、酸化物誘電体材料中に部
分的に不純物を添加し、かつ表面に電気的バリアを残さ
ない不純物の添加方法を提供するすることである。本発
明の他の目的は、酸化物誘電体材料中に部分的に不純物
を添加して半導体層を形成した電子回路装置を提供する
ことである。
分的に不純物を添加し、かつ表面に電気的バリアを残さ
ない不純物の添加方法を提供するすることである。本発
明の他の目的は、酸化物誘電体材料中に部分的に不純物
を添加して半導体層を形成した電子回路装置を提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、酸化物誘電体材料からなる表面層を有する下地基板
の表面上に、他の酸化物誘電体材料からなる不純物供給
膜を堆積する工程と、前記不純物供給膜の上に、前記下
地基板の表面層と同じ酸化物誘電体材料からなる不純物
吸収膜を堆積する工程と、前記下地基板を加熱し、前記
不純物供給膜中の酸素以外の少なくとも１種の構成原子
の一部と前記基板の表面層及び前記不純物吸収膜中の酸
素以外の少なくとも１種の構成原子の一部とを、前記不
純物供給膜の全厚さ部分にわたって置換する熱処理工程
とを有する酸化物誘電体積層構造の製造方法が提供され
る。
と、酸化物誘電体材料からなる表面層を有する下地基板
の表面上に、他の酸化物誘電体材料からなる不純物供給
膜を堆積する工程と、前記不純物供給膜の上に、前記下
地基板の表面層と同じ酸化物誘電体材料からなる不純物
吸収膜を堆積する工程と、前記下地基板を加熱し、前記
不純物供給膜中の酸素以外の少なくとも１種の構成原子
の一部と前記基板の表面層及び前記不純物吸収膜中の酸
素以外の少なくとも１種の構成原子の一部とを、前記不
純物供給膜の全厚さ部分にわたって置換する熱処理工程
とを有する酸化物誘電体積層構造の製造方法が提供され
る。
【０００８】不純物供給膜の上に不純物吸収膜が配置さ
れているため、不純物供給膜内の不純物が下方の基板表
面層のみならず上方の不純物吸収膜にも拡散する。ま
た、基板表面層及び不純物吸収膜内の構成原子も不純物
供給膜内へ拡散する。このため、不純物供給膜内の構成
原子の一部をその全厚さにわたって置換することができ
る。不純物供給膜の全厚さにわたって構成原子の一部が
置換されると、基板表面層に形成された不純物添加領域
上に電極を形成して容易に電気的接触をとることが可能
になる。
れているため、不純物供給膜内の不純物が下方の基板表
面層のみならず上方の不純物吸収膜にも拡散する。ま
た、基板表面層及び不純物吸収膜内の構成原子も不純物
供給膜内へ拡散する。このため、不純物供給膜内の構成
原子の一部をその全厚さにわたって置換することができ
る。不純物供給膜の全厚さにわたって構成原子の一部が
置換されると、基板表面層に形成された不純物添加領域
上に電極を形成して容易に電気的接触をとることが可能
になる。
【０００９】本発明の他の観点によると、酸化物誘電体
材料からなる下地基板であって、該下地基板の表面から
ある深さの領域に、不純物が添加されるかまたは酸素以
外の少なくとも１種の構成原子の一部が他の原子に置換
されて、キャリアに対してポテンシャル井戸を形成する
半導体層を有する前記下地基板と、前記下地基板の表面
上に配置され、該下地基板の誘電率よりも小さな誘電率
を有する他の酸化物誘電体材料からなる誘電体膜と、前
記誘電体膜の上に配置され、酸化物超伝導材料からなる
電極とを有する電子回路装置が提供される。
材料からなる下地基板であって、該下地基板の表面から
ある深さの領域に、不純物が添加されるかまたは酸素以
外の少なくとも１種の構成原子の一部が他の原子に置換
されて、キャリアに対してポテンシャル井戸を形成する
半導体層を有する前記下地基板と、前記下地基板の表面
上に配置され、該下地基板の誘電率よりも小さな誘電率
を有する他の酸化物誘電体材料からなる誘電体膜と、前
記誘電体膜の上に配置され、酸化物超伝導材料からなる
電極とを有する電子回路装置が提供される。
【００１０】下地基板の電位を基準として電極に負の電
圧を印加し、誘電体膜及び下地基板の表面層によるポテ
ンシャル障壁の厚さが量子効果を奏する程度まで薄くな
ると、電極内の電子がこの障壁層をトンネルして半導体
層に達する。半導体層と下地基板との界面のポテンシャ
ルバリアは比較的小さいため、半導体層に達した電子の
大部分は下地基板内に流れる。このため、電子のトンネ
ルが生ずる電圧を超えると、電流が急激に増加する。
圧を印加し、誘電体膜及び下地基板の表面層によるポテ
ンシャル障壁の厚さが量子効果を奏する程度まで薄くな
ると、電極内の電子がこの障壁層をトンネルして半導体
層に達する。半導体層と下地基板との界面のポテンシャ
ルバリアは比較的小さいため、半導体層に達した電子の
大部分は下地基板内に流れる。このため、電子のトンネ
ルが生ずる電圧を超えると、電流が急激に増加する。
【００１１】電極に正の電圧を印加すると、下地基板内
の電子が半導体層との間のポテンシャルバリアを越えて
半導体層内に移動する。誘電体膜及び下地基板の表面層
によるポテンシャル障壁の厚さが量子効果を奏する程度
まで薄くなると、半導体層内に移動した電子がこの障壁
層をトンネルして電極に達する。このため、下地基板内
の電子がポテンシャルバリアを越える電圧以上の電圧を
印加すると、電流が急激に増加する。
の電子が半導体層との間のポテンシャルバリアを越えて
半導体層内に移動する。誘電体膜及び下地基板の表面層
によるポテンシャル障壁の厚さが量子効果を奏する程度
まで薄くなると、半導体層内に移動した電子がこの障壁
層をトンネルして電極に達する。このため、下地基板内
の電子がポテンシャルバリアを越える電圧以上の電圧を
印加すると、電流が急激に増加する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１Ａ〜１Ｃを参照して、本発明
の実施例による酸化物誘電体材料への不純物添加方法を
説明する。
の実施例による酸化物誘電体材料への不純物添加方法を
説明する。
【００１３】図１Ａに示すように、ＳｒＴｉＯ3 基板１
の上に、ＣｅＯ2 からなる厚さ約５０ｎｍのマスク層２
を堆積する。マスク層２の堆積は、例えばターゲットと
してＣｅＯ2 、レーザ光としてエネルギ密度２Ｊ／ｃｍ
2 のＫｒＦレーザを用い、基板温度を８６０℃、雰囲気
圧力を１０ｍＴｏｒｒとしたレーザアブレーション法に
より行う。
の上に、ＣｅＯ2 からなる厚さ約５０ｎｍのマスク層２
を堆積する。マスク層２の堆積は、例えばターゲットと
してＣｅＯ2 、レーザ光としてエネルギ密度２Ｊ／ｃｍ
2 のＫｒＦレーザを用い、基板温度を８６０℃、雰囲気
圧力を１０ｍＴｏｒｒとしたレーザアブレーション法に
より行う。
【００１４】マスク層２の所定の領域をレジストパター
ンで覆い、Ａｒを用いたイオンミリングによりマスク層
２に開口３を形成する。開口３を形成後、レジストパタ
ーンを除去する。
ンで覆い、Ａｒを用いたイオンミリングによりマスク層
２に開口３を形成する。開口３を形成後、レジストパタ
ーンを除去する。
【００１５】開口３の底面に露出したＳｒＴｉＯ3 基板
１の表面上及びマスク層２の上面上にＬａＴｉＯ3 から
なる厚さ約２．５ｎｍの不純物供給膜４を堆積する。不
純物供給膜４の堆積は、例えば、ターゲットとしてＬａ
ＴｉＯ3 、レーザ光としてエネルギ密度２Ｊ／ｃｍ2 の
ＫｒＦレーザを用い、基板温度を約９１０℃、雰囲気圧
力を約１×１０-5Ｔｏｒｒとしたレーザアブレーション
法により行う。不純物供給膜４の堆積後、基板温度を９
１０℃に維持して約３０分間の１回目の熱処理を行う。
不純物供給膜４の堆積中及び堆積後の熱処理中に、不純
物供給膜４内のＬａ原子がＳｒＴｉＯ3 基板１の表面層
内に拡散し、ＳｒＴｉＯ3 基板１の表面層において、一
部のＳｒ原子がＬａ原子に置換される。同時にＳｒＴｉ
Ｏ3 基板１から不純物供給膜４にＳｒ原子が拡散する。
１の表面上及びマスク層２の上面上にＬａＴｉＯ3 から
なる厚さ約２．５ｎｍの不純物供給膜４を堆積する。不
純物供給膜４の堆積は、例えば、ターゲットとしてＬａ
ＴｉＯ3 、レーザ光としてエネルギ密度２Ｊ／ｃｍ2 の
ＫｒＦレーザを用い、基板温度を約９１０℃、雰囲気圧
力を約１×１０-5Ｔｏｒｒとしたレーザアブレーション
法により行う。不純物供給膜４の堆積後、基板温度を９
１０℃に維持して約３０分間の１回目の熱処理を行う。
不純物供給膜４の堆積中及び堆積後の熱処理中に、不純
物供給膜４内のＬａ原子がＳｒＴｉＯ3 基板１の表面層
内に拡散し、ＳｒＴｉＯ3 基板１の表面層において、一
部のＳｒ原子がＬａ原子に置換される。同時にＳｒＴｉ
Ｏ3 基板１から不純物供給膜４にＳｒ原子が拡散する。
【００１６】不純物供給膜４の上にＳｒＴｉＯ3 からな
る厚さ約２．５ｎｍの不純物吸収膜５を堆積する。不純
物吸収膜５は、例えば、ターゲットとしてＳｒＴｉ
Ｏ3 、レーザ光としてエネルギ密度２Ｊ／ｃｍ2 のＫｒ
Ｆレーザを用い、基板温度を約８６０℃、圧力約１×１
０-2Ｔｏｒｒの酸素雰囲気としたレーザアブレーション
法により行う。不純物吸収膜５の堆積後、基板温度を８
６０℃に維持して約１５分間の２回目の熱処理を行う。
る厚さ約２．５ｎｍの不純物吸収膜５を堆積する。不純
物吸収膜５は、例えば、ターゲットとしてＳｒＴｉ
Ｏ3 、レーザ光としてエネルギ密度２Ｊ／ｃｍ2 のＫｒ
Ｆレーザを用い、基板温度を約８６０℃、圧力約１×１
０-2Ｔｏｒｒの酸素雰囲気としたレーザアブレーション
法により行う。不純物吸収膜５の堆積後、基板温度を８
６０℃に維持して約１５分間の２回目の熱処理を行う。
【００１７】不純物吸収膜５の堆積中及び２回目の熱処
理中に、不純物供給膜４内のＬａ原子がＳｒＴｉＯ3 基
板１及び不純物吸収膜５内に拡散する。ＳｒＴｉＯ3 基
板１の表面層及び不純物吸収膜５内のＳｒ原子の一部が
Ｌａ原子に置換される。
理中に、不純物供給膜４内のＬａ原子がＳｒＴｉＯ3 基
板１及び不純物吸収膜５内に拡散する。ＳｒＴｉＯ3 基
板１の表面層及び不純物吸収膜５内のＳｒ原子の一部が
Ｌａ原子に置換される。
【００１８】不純物供給膜４及び不純物吸収膜５の堆積
中に基板加熱を行うことは必ずしも必要ではないが、基
板加熱を行うことにより、Ｌａ原子をより効率的に拡散
させることができる。基板温度は、５００℃以上とする
ことが好ましい。また、不純物供給膜４の堆積中に、Ｌ
ａ原子の拡散を促進させるためには、雰囲気圧力を１×
１０-1Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましい。また、Ｓｒ
ＴｉＯ3 膜の堆積時には、Ｏ欠損を防止するために、雰
囲気のＯ2 分圧を１×１０-2Ｔｏｒｒ以上とすることが
好ましい。
中に基板加熱を行うことは必ずしも必要ではないが、基
板加熱を行うことにより、Ｌａ原子をより効率的に拡散
させることができる。基板温度は、５００℃以上とする
ことが好ましい。また、不純物供給膜４の堆積中に、Ｌ
ａ原子の拡散を促進させるためには、雰囲気圧力を１×
１０-1Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましい。また、Ｓｒ
ＴｉＯ3 膜の堆積時には、Ｏ欠損を防止するために、雰
囲気のＯ2 分圧を１×１０-2Ｔｏｒｒ以上とすることが
好ましい。
【００１９】図１Ｂは、２回目の熱処理後の基板の断面
図を示す。開口３が形成された領域では、不純物吸収膜
５及び不純物供給膜４が消滅し、ＳｒＴｉＯ3 基板１の
表面層及び不純物吸収膜５のＳｒ原子の一部がＬａ原子
に置換された不純物添加領域６が形成される。マスク層
２の上面上では、不純物吸収膜５の全厚さにわたってＳ
ｒ原子の一部がＬａ原子に置換され、（Ｌａ，Ｓｒ）Ｔ
ｉＯ3 膜７が形成される。マスク層２と（Ｌａ，Ｓｒ）
ＴｉＯ3 膜７との間に、不純物供給膜４の一部が残留す
る。
図を示す。開口３が形成された領域では、不純物吸収膜
５及び不純物供給膜４が消滅し、ＳｒＴｉＯ3 基板１の
表面層及び不純物吸収膜５のＳｒ原子の一部がＬａ原子
に置換された不純物添加領域６が形成される。マスク層
２の上面上では、不純物吸収膜５の全厚さにわたってＳ
ｒ原子の一部がＬａ原子に置換され、（Ｌａ，Ｓｒ）Ｔ
ｉＯ3 膜７が形成される。マスク層２と（Ｌａ，Ｓｒ）
ＴｉＯ3 膜７との間に、不純物供給膜４の一部が残留す
る。
【００２０】このようにして、ＳｒＴｉＯ3 基板１の表
面上の一部領域に、（Ｌａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 からなる厚
さ約１０ｎｍの不純物添加領域６が形成される。ＳｒＴ
ｉＯ 3 の一部のＳｒ原子をＬａ原子に置換した不純物添
加領域６は、ｎ型の半導体になる。
面上の一部領域に、（Ｌａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 からなる厚
さ約１０ｎｍの不純物添加領域６が形成される。ＳｒＴ
ｉＯ 3 の一部のＳｒ原子をＬａ原子に置換した不純物添
加領域６は、ｎ型の半導体になる。
【００２１】図１Ｃに示すように、Ａｒを用いたイオン
ミリングにより、マスク層２の上面上に形成された（Ｌ
ａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 膜７を除去する。このとき、開口３
の底面に露出している不純物添加領域６の表面層の一部
も除去される。なお、開口３の底面をレジストパターン
で覆っておき、不純物添加領域６の表面層の上層部が除
去されないようにしてもよい。
ミリングにより、マスク層２の上面上に形成された（Ｌ
ａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 膜７を除去する。このとき、開口３
の底面に露出している不純物添加領域６の表面層の一部
も除去される。なお、開口３の底面をレジストパターン
で覆っておき、不純物添加領域６の表面層の上層部が除
去されないようにしてもよい。
【００２２】上記実施例では、第２回目の熱処理中に図
１Ａに示す不純物供給膜４内のＬａ原子が下方のＳｒＴ
ｉＯ3 基板１のみならず上方の不純物吸収膜５内へも拡
散する。このため、図１Ｂに示すように開口３が形成さ
れた領域において不純物供給膜４を構成していたＬａＴ
ｉＯ3 からなる層を消滅させることができる。また、不
純物吸収膜５を構成していたＳｒＴｉＯ3 からなる層も
消滅する。
１Ａに示す不純物供給膜４内のＬａ原子が下方のＳｒＴ
ｉＯ3 基板１のみならず上方の不純物吸収膜５内へも拡
散する。このため、図１Ｂに示すように開口３が形成さ
れた領域において不純物供給膜４を構成していたＬａＴ
ｉＯ3 からなる層を消滅させることができる。また、不
純物吸収膜５を構成していたＳｒＴｉＯ3 からなる層も
消滅する。
【００２３】このようにして、ＳｒＴｉＯ3 基板１の表
面にＬａＴｉＯ3 領域を残留させることなく、（Ｌａ，
Ｓｒ）ＴｉＯ3 からなる不純物添加領域６を形成するこ
とができる。また、図１Ｃに示すように、マスク層２の
上面上に形成された（Ｌａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 膜をイオン
ミリングで除去する際に、マスク層２の上面上にＬａＴ
ｉＯ3 からなる不純物供給膜４が残留する場合であって
も、開口３の底面にＬａＴｉＯ3 領域が残留することは
ない。このため、不純物添加領域６の表面上に電極を形
成し、容易に電気的接続を得ることができる。なお、不
純物供給膜４及び不純物吸収膜５の全厚さを（Ｌａ，Ｓ
ｒ）ＴｉＯ3 に変化させるためには、それらの厚さを各
々５ｎｍ以下とすることが好ましい。
面にＬａＴｉＯ3 領域を残留させることなく、（Ｌａ，
Ｓｒ）ＴｉＯ3 からなる不純物添加領域６を形成するこ
とができる。また、図１Ｃに示すように、マスク層２の
上面上に形成された（Ｌａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 膜をイオン
ミリングで除去する際に、マスク層２の上面上にＬａＴ
ｉＯ3 からなる不純物供給膜４が残留する場合であって
も、開口３の底面にＬａＴｉＯ3 領域が残留することは
ない。このため、不純物添加領域６の表面上に電極を形
成し、容易に電気的接続を得ることができる。なお、不
純物供給膜４及び不純物吸収膜５の全厚さを（Ｌａ，Ｓ
ｒ）ＴｉＯ3 に変化させるためには、それらの厚さを各
々５ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００２４】次に、図２Ａ〜２Ｄを参照して、本発明の
他の実施例による酸化物誘電体材料への不純物添加方法
を説明する。図２Ａに示すように、上記実施例の図１Ａ
に示す積層構造とほぼ同様の積層構造を形成する。図１
Ａの不純物吸収膜５の厚さは約２．５ｎｍであるが、図
２Ａの不純物吸収膜５Ａの厚さは約２０ｎｍであり、そ
の他の構成は図１Ａの場合と同様である。
他の実施例による酸化物誘電体材料への不純物添加方法
を説明する。図２Ａに示すように、上記実施例の図１Ａ
に示す積層構造とほぼ同様の積層構造を形成する。図１
Ａの不純物吸収膜５の厚さは約２．５ｎｍであるが、図
２Ａの不純物吸収膜５Ａの厚さは約２０ｎｍであり、そ
の他の構成は図１Ａの場合と同様である。
【００２５】図２Ｂは、不純物吸収膜５Ａを堆積した後
の熱処理後の基板断面図を示す。図１Ｂの場合には、開
口３内において不純物吸収膜５の全厚さが不純物添加領
域６に変化している。これに対し、図２Ｂの場合には、
不純物吸収膜５Ａが厚いため、その全厚さが不純物添加
領域６に変化せず、不純物添加領域６の上に不純物吸収
膜５Ａの一部が残留する。同様に、（Ｌａ，Ｓｒ）Ｔｉ
Ｏ3 膜７の上に不純物吸収膜５Ａの一部が残留する。
の熱処理後の基板断面図を示す。図１Ｂの場合には、開
口３内において不純物吸収膜５の全厚さが不純物添加領
域６に変化している。これに対し、図２Ｂの場合には、
不純物吸収膜５Ａが厚いため、その全厚さが不純物添加
領域６に変化せず、不純物添加領域６の上に不純物吸収
膜５Ａの一部が残留する。同様に、（Ｌａ，Ｓｒ）Ｔｉ
Ｏ3 膜７の上に不純物吸収膜５Ａの一部が残留する。
【００２６】このようにして、ＳｒＴｉＯ3 基板１の表
面領域のうち開口３が形成された領域に、（Ｌａ，Ｓ
ｒ）ＴｉＯ3 からなる厚さ約７．５ｎｍの不純物添加領
域６、およびその上に厚さ約１７．５ｎｍのＳｒＴｉＯ
3 膜５Ａが形成される。
面領域のうち開口３が形成された領域に、（Ｌａ，Ｓ
ｒ）ＴｉＯ3 からなる厚さ約７．５ｎｍの不純物添加領
域６、およびその上に厚さ約１７．５ｎｍのＳｒＴｉＯ
3 膜５Ａが形成される。
【００２７】図２Ｃに示すように、残留した不純物吸収
膜５Ａの上に、Ｉｎ2 Ｏ3 からなる厚さ約１０ｎｍのバ
リア層１０及びＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x （ＹＢＣＯ）から
なる厚さ約５０ｎｍの超伝導膜１１をこの順番に堆積す
る。バリア層１０の堆積は、例えば、ＫｒＦレーザ光の
エネルギ密度を２Ｊ／ｃｍ2 、基板温度を８６０℃、雰
囲気圧力を１０ｍＴｏｒｒとしたレーザアブレーション
により行う。超伝導膜１１の堆積は、例えば、ＫｒＦレ
ーザ光のエネルギ密度を３Ｊ／ｃｍ2 、基板温度を８３
０℃、雰囲気圧力を１０ｍＴｏｒｒとしたレーザアブレ
ーションにより行う。
膜５Ａの上に、Ｉｎ2 Ｏ3 からなる厚さ約１０ｎｍのバ
リア層１０及びＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-x （ＹＢＣＯ）から
なる厚さ約５０ｎｍの超伝導膜１１をこの順番に堆積す
る。バリア層１０の堆積は、例えば、ＫｒＦレーザ光の
エネルギ密度を２Ｊ／ｃｍ2 、基板温度を８６０℃、雰
囲気圧力を１０ｍＴｏｒｒとしたレーザアブレーション
により行う。超伝導膜１１の堆積は、例えば、ＫｒＦレ
ーザ光のエネルギ密度を３Ｊ／ｃｍ2 、基板温度を８３
０℃、雰囲気圧力を１０ｍＴｏｒｒとしたレーザアブレ
ーションにより行う。
【００２８】開口３の底面の内奥部を覆うレジストパタ
ーン１２を形成する。開口３の底面の周辺近傍領域に
は、位置合わせマージンを確保するためレジストパター
ン１２で覆われていない領域が確保されている。
ーン１２を形成する。開口３の底面の周辺近傍領域に
は、位置合わせマージンを確保するためレジストパター
ン１２で覆われていない領域が確保されている。
【００２９】図２Ｄに示すように、レジストパターン１
２をマスクとしてマスク層２の上面上に形成された超伝
導膜１１、バリア層１０、ＳｒＴｉＯ3 膜５Ａ及び（Ｌ
ａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 膜７をＡｒを用いたイオンミリング
により除去する。その後、レジストパターン１２を除去
する。開口３の底面のうちレジストパターン１２で覆わ
れていない周辺領域も削られ、溝１３が形成される。開
口３が形成された領域に、ＳｒＴｉＯ3 基板１、不純物
添加領域６、ＳｒＴｉＯ3 領域５Ａ、バリア層１０、及
び超伝導膜１１からなる積層構造が形成される。
２をマスクとしてマスク層２の上面上に形成された超伝
導膜１１、バリア層１０、ＳｒＴｉＯ3 膜５Ａ及び（Ｌ
ａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 膜７をＡｒを用いたイオンミリング
により除去する。その後、レジストパターン１２を除去
する。開口３の底面のうちレジストパターン１２で覆わ
れていない周辺領域も削られ、溝１３が形成される。開
口３が形成された領域に、ＳｒＴｉＯ3 基板１、不純物
添加領域６、ＳｒＴｉＯ3 領域５Ａ、バリア層１０、及
び超伝導膜１１からなる積層構造が形成される。
【００３０】上記他の実施例では、図２Ａの工程で、Ｌ
ａＴｉＯ3 からなる不純物供給膜４に比べて十分厚いＳ
ｒＴｉＯ3 からなる不純物吸収膜５Ａを形成する。この
ため、図２Ｂに示すように、ＳｒＴｉＯ3 表面からある
深さにＬａが添加された薄い不純物添加領域６を形成す
ることができる。ＳｒＴｉＯ3 表面からの深さ方向に関
する不純物分布は、δ関数で近似することができる。
ａＴｉＯ3 からなる不純物供給膜４に比べて十分厚いＳ
ｒＴｉＯ3 からなる不純物吸収膜５Ａを形成する。この
ため、図２Ｂに示すように、ＳｒＴｉＯ3 表面からある
深さにＬａが添加された薄い不純物添加領域６を形成す
ることができる。ＳｒＴｉＯ3 表面からの深さ方向に関
する不純物分布は、δ関数で近似することができる。
【００３１】次に、図３Ａ〜３Ｅを参照して、図２Ｄに
示す積層構造を用いた超伝導電子回路装置の動作につい
て説明する。図３Ａは、図２Ｄに示す開口３の内部に形
成された積層構造を示す。図３Ａの右方から順番にＳｒ
ＴｉＯ3 基板１、不純物添加領域６、ＳｒＴｉＯ3 膜５
Ａ、バリア層１０及び超伝導膜１１が積層されている。
なお、ＳｒＴｉＯ3 基板１及びＳｒＴｉＯ3 膜５Ａに
は、Ｎｂ等のｎ型不純物が添加されｎ型の導電性が付与
されている。
示す積層構造を用いた超伝導電子回路装置の動作につい
て説明する。図３Ａは、図２Ｄに示す開口３の内部に形
成された積層構造を示す。図３Ａの右方から順番にＳｒ
ＴｉＯ3 基板１、不純物添加領域６、ＳｒＴｉＯ3 膜５
Ａ、バリア層１０及び超伝導膜１１が積層されている。
なお、ＳｒＴｉＯ3 基板１及びＳｒＴｉＯ3 膜５Ａに
は、Ｎｂ等のｎ型不純物が添加されｎ型の導電性が付与
されている。
【００３２】図３Ｂは、図３Ａの積層構造の電流電圧特
性と比較するため、ｎ型のＳｒＴｉＯ3 基板１の表面上
に直接Ｉｎ2 Ｏ3 からなるバリア層１０が形成され、そ
の上にＹＢＣＯからなる超伝導膜１１が形成されている
積層構造を示す。
性と比較するため、ｎ型のＳｒＴｉＯ3 基板１の表面上
に直接Ｉｎ2 Ｏ3 からなるバリア層１０が形成され、そ
の上にＹＢＣＯからなる超伝導膜１１が形成されている
積層構造を示す。
【００３３】図３Ｃ及び３Ｄは、それぞれ図３Ａ及び３
Ｂに示す積層構造の伝導帯端のエネルギバンド図を示
す。エネルギバンド図中の伝導帯端を示す実線に付した
参照符号は、図３Ａ及び３Ｂの対応する層を表す。
Ｂに示す積層構造の伝導帯端のエネルギバンド図を示
す。エネルギバンド図中の伝導帯端を示す実線に付した
参照符号は、図３Ａ及び３Ｂの対応する層を表す。
【００３４】図３Ｂに示すようにＳｒＴｉＯ3 基板１の
表面に直接バリア層１０を形成した場合は、図３Ｄに示
すようにＳｒＴｉＯ3 基板１内において、バリア層１０
との界面から離れるに従って伝導帯端のエネルギ準位が
緩やかに低下する。これに対し、図３Ａに示すように不
純物添加領域６を配置した場合は、図３Ｃに示すよう
に、不純物添加領域６に対応してポテンシャル井戸が形
成される。不純物添加領域６とＳｒＴｉＯ3 基板１との
界面近傍には、小さなポテンシャルの山２０が形成され
る。
表面に直接バリア層１０を形成した場合は、図３Ｄに示
すようにＳｒＴｉＯ3 基板１内において、バリア層１０
との界面から離れるに従って伝導帯端のエネルギ準位が
緩やかに低下する。これに対し、図３Ａに示すように不
純物添加領域６を配置した場合は、図３Ｃに示すよう
に、不純物添加領域６に対応してポテンシャル井戸が形
成される。不純物添加領域６とＳｒＴｉＯ3 基板１との
界面近傍には、小さなポテンシャルの山２０が形成され
る。
【００３５】図３Ｅは、図３Ａ及び３Ｂに示す積層構造
のＳｒＴｉＯ3 基板１と超伝導膜１１との間の電流電圧
特性を示す。横軸はＳｒＴｉＯ3 基板１側を正の向きに
とった印加電圧を、縦軸は電流を、共に任意目盛りで表
す。図中の曲線ａ及びｂは、それぞれ図３Ａ及び３Ｂに
示す積層構造を流れる電流に対応する。
のＳｒＴｉＯ3 基板１と超伝導膜１１との間の電流電圧
特性を示す。横軸はＳｒＴｉＯ3 基板１側を正の向きに
とった印加電圧を、縦軸は電流を、共に任意目盛りで表
す。図中の曲線ａ及びｂは、それぞれ図３Ａ及び３Ｂに
示す積層構造を流れる電流に対応する。
【００３６】図３Ｂに示す積層構造に正の電圧を印加す
ると、ＳｒＴｉＯ3 よりも誘電率の小さいＩｎ2 Ｏ3 か
らなるバリア層１０内に大きな電界が発生する。このた
め、バリア層１０における伝導帯端の傾きが大きくな
る。電圧Ｖ1 を印加すると、超伝導膜１１内の電子がバ
リア層１０をトンネルしてバリア層１０とＳｒＴｉＯ3
基板１との界面近傍のポテンシャル井戸まで移動する。
バリア層１０とＳｒＴｉＯ3 基板１との間のポテンシャ
ル障壁を超えるエネルギを有する電子はＳｒＴｉＯ3 基
板１内に流れる。このようにして、電圧Ｖ1 以上の電圧
を印加すると、電流が徐々に増加する。
ると、ＳｒＴｉＯ3 よりも誘電率の小さいＩｎ2 Ｏ3 か
らなるバリア層１０内に大きな電界が発生する。このた
め、バリア層１０における伝導帯端の傾きが大きくな
る。電圧Ｖ1 を印加すると、超伝導膜１１内の電子がバ
リア層１０をトンネルしてバリア層１０とＳｒＴｉＯ3
基板１との界面近傍のポテンシャル井戸まで移動する。
バリア層１０とＳｒＴｉＯ3 基板１との間のポテンシャ
ル障壁を超えるエネルギを有する電子はＳｒＴｉＯ3 基
板１内に流れる。このようにして、電圧Ｖ1 以上の電圧
を印加すると、電流が徐々に増加する。
【００３７】図３Ａに示す積層構造に正の電圧を印加す
ると、図３Ｂの場合と同様にバリア層１０内に大きな電
界が発生する。電圧Ｖ1 を印加すると、超伝導膜１１内
の電子が、バリア層１０及びＳｒＴｉＯ3 膜５Ａをトン
ネルして不純物添加領域６に達する。図３Ｃに示すよう
にポテンシャルの山２０は図３Ｄに示すバリア層１０と
ＳｒＴｉＯ3 基板１との間のポテンシャル障壁に比べて
小さいため、トンネルした電子の大部分はＳｒＴｉＯ3
基板１内に流れる。このため、印加電圧がＶ1を超える
と電流が急激に増加する。
ると、図３Ｂの場合と同様にバリア層１０内に大きな電
界が発生する。電圧Ｖ1 を印加すると、超伝導膜１１内
の電子が、バリア層１０及びＳｒＴｉＯ3 膜５Ａをトン
ネルして不純物添加領域６に達する。図３Ｃに示すよう
にポテンシャルの山２０は図３Ｄに示すバリア層１０と
ＳｒＴｉＯ3 基板１との間のポテンシャル障壁に比べて
小さいため、トンネルした電子の大部分はＳｒＴｉＯ3
基板１内に流れる。このため、印加電圧がＶ1を超える
と電流が急激に増加する。
【００３８】図３Ｂに示す積層構造に負の電圧を印加す
ると、ＳｒＴｉＯ3 基板１に対応する伝導帯端が水平に
近づく。ＳｒＴｉＯ3 基板１内の電子に対するポテンシ
ャル障壁が低くなるため、印加負電圧の増加と共に電流
も増加する。
ると、ＳｒＴｉＯ3 基板１に対応する伝導帯端が水平に
近づく。ＳｒＴｉＯ3 基板１内の電子に対するポテンシ
ャル障壁が低くなるため、印加負電圧の増加と共に電流
も増加する。
【００３９】図３Ａに示す積層構造に負の電圧を印加す
ると、図３Ｂの場合と同様にＳｒＴｉＯ3 基板１に対応
する伝導帯端が水平に近づく。ＳｒＴｉＯ3 基板１内の
電子に対するポテンシャルの山２０が低いため、僅かの
負電圧Ｖ2 を印加しただけでＳｒＴｉＯ3 基板１内の電
子が不純物添加領域６内に流れる。不純物添加領域６内
に流れた電子は、ＳｒＴｉＯ3 膜５Ａ及びバリア層１０
をトンネルして超伝導膜１１内に達する。このため、印
加負電圧がＶ2 を超えると電流が急激に増加する。
ると、図３Ｂの場合と同様にＳｒＴｉＯ3 基板１に対応
する伝導帯端が水平に近づく。ＳｒＴｉＯ3 基板１内の
電子に対するポテンシャルの山２０が低いため、僅かの
負電圧Ｖ2 を印加しただけでＳｒＴｉＯ3 基板１内の電
子が不純物添加領域６内に流れる。不純物添加領域６内
に流れた電子は、ＳｒＴｉＯ3 膜５Ａ及びバリア層１０
をトンネルして超伝導膜１１内に達する。このため、印
加負電圧がＶ2 を超えると電流が急激に増加する。
【００４０】図３Ａに示すように、ＳｒＴｉＯ3 膜５Ａ
とバリア層１０との界面からある深さの領域に不純物を
添加したポテンシャル井戸を形成することにより、図３
Ｅの曲線ａで示すように、しきい値電圧を超えると急激
に電流が増加する電流電圧特性を有するダイードを作製
することができる。
とバリア層１０との界面からある深さの領域に不純物を
添加したポテンシャル井戸を形成することにより、図３
Ｅの曲線ａで示すように、しきい値電圧を超えると急激
に電流が増加する電流電圧特性を有するダイードを作製
することができる。
【００４１】上記他の実施例では、バリア層としてＩｎ
2 Ｏ3 を用いた場合を説明したが、他の誘電体材料を用
いてもよい。バリア層に大きな電界を発生させるために
は、バリア層の誘電率を基板の誘電率よりも小さくする
ことが好ましい。
2 Ｏ3 を用いた場合を説明したが、他の誘電体材料を用
いてもよい。バリア層に大きな電界を発生させるために
は、バリア層の誘電率を基板の誘電率よりも小さくする
ことが好ましい。
【００４２】上記２つの実施例では、ＳｒＴｉＯ3 基板
１の表面上にＬａ等の不純物を供給するための不純物供
給膜を形成し、さらにその上に、基板中に拡散しなかっ
たＬａ原子を吸収するためのＳｒＴｉＯ3 膜を形成して
いる。このため、不純物拡散後に、ＳｒＴｉＯ3 基板１
の表面上に不純物供給膜が残留することを防止できる。
また、Ｌａ原子を吸収するためのＳｒＴｉＯ3 膜の厚さ
を調整することにより、図１Ｂに示すように拡散領域６
の表面にＳｒＴｉＯ3 膜を残さないことも、図２Ｂに示
すように拡散領域６の表面にＳｒＴｉＯ3 膜５Ａを残す
こともできる。
１の表面上にＬａ等の不純物を供給するための不純物供
給膜を形成し、さらにその上に、基板中に拡散しなかっ
たＬａ原子を吸収するためのＳｒＴｉＯ3 膜を形成して
いる。このため、不純物拡散後に、ＳｒＴｉＯ3 基板１
の表面上に不純物供給膜が残留することを防止できる。
また、Ｌａ原子を吸収するためのＳｒＴｉＯ3 膜の厚さ
を調整することにより、図１Ｂに示すように拡散領域６
の表面にＳｒＴｉＯ3 膜を残さないことも、図２Ｂに示
すように拡散領域６の表面にＳｒＴｉＯ3 膜５Ａを残す
こともできる。
【００４３】上記実施例では、基板としてＳｒＴｉＯ3
基板を用いた場合を説明したが、ＢａＴｉＯ3 等の他の
酸化物誘電体材料からなる基板を用いてもよい。また、
不純物添加膜としてＬａＴｉＯ3 を用いた場合を示した
が、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ5等のその他の材料を用いて
もよい。なお、基板の表面層と不純物供給層との格子不
整合率を５％以下とすることが好ましい。
基板を用いた場合を説明したが、ＢａＴｉＯ3 等の他の
酸化物誘電体材料からなる基板を用いてもよい。また、
不純物添加膜としてＬａＴｉＯ3 を用いた場合を示した
が、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ5等のその他の材料を用いて
もよい。なお、基板の表面層と不純物供給層との格子不
整合率を５％以下とすることが好ましい。
【００４４】不純物供給膜として例えばＬａ2 Ｏ3 、基
板及び不純物吸収膜としてＳｒＴｉＯ3 を用いた場合、
Ｌａ原子とＳｒ原子とが置換され、２つの（Ｌａ、Ｓ
ｒ）ＴｉＯ3 領域の間に（Ｌａ、Ｓｒ）2 Ｏ3 領域が挟
まれた層構造が形成される。（Ｌａ、Ｓｒ）2 Ｏ3 領域
の厚さは非常に薄く、キャリアがトンネルできる厚さで
あるため、キャリアの移動に関して障害にならないと思
われる。
板及び不純物吸収膜としてＳｒＴｉＯ3 を用いた場合、
Ｌａ原子とＳｒ原子とが置換され、２つの（Ｌａ、Ｓ
ｒ）ＴｉＯ3 領域の間に（Ｌａ、Ｓｒ）2 Ｏ3 領域が挟
まれた層構造が形成される。（Ｌａ、Ｓｒ）2 Ｏ3 領域
の厚さは非常に薄く、キャリアがトンネルできる厚さで
あるため、キャリアの移動に関して障害にならないと思
われる。
【００４５】また、上記実施例ではマスク層としてＣｅ
Ｏ2 も用いた場合を説明したが、その他の材料を用いて
もよい。マスク層は、基板表面層内に拡散すべき原子に
対する拡散係数が基板表面層のそれよりも小さい材料で
あることが好ましい。
Ｏ2 も用いた場合を説明したが、その他の材料を用いて
もよい。マスク層は、基板表面層内に拡散すべき原子に
対する拡散係数が基板表面層のそれよりも小さい材料で
あることが好ましい。
【００４６】酸化物誘電体材料の表面に不純物を添加し
て導電性を制御する方法は、酸化物誘電体材料とＹＢＣ
Ｏ等の酸化物超伝導材料とを組み合わせた種々の超伝導
電子回路装置の製造に適用することができるであろう。
て導電性を制御する方法は、酸化物誘電体材料とＹＢＣ
Ｏ等の酸化物超伝導材料とを組み合わせた種々の超伝導
電子回路装置の製造に適用することができるであろう。
【００４７】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
酸化物誘電体材料の表面に不純物を添加し、容易に電気
的接触を得ることが可能な半導体領域を形成することが
できる。また、酸化物誘電体材料の表面からある深さの
領域に、不純物を添加した半導体領域を形成することが
できる。
酸化物誘電体材料の表面に不純物を添加し、容易に電気
的接触を得ることが可能な半導体領域を形成することが
できる。また、酸化物誘電体材料の表面からある深さの
領域に、不純物を添加した半導体領域を形成することが
できる。
【図１】本発明の実施例による不純物添加方法を説明す
るための基板の断面図である。
るための基板の断面図である。
【図２】本発明の他の実施例による不純物添加方法を説
明するための基板の断面図である。
明するための基板の断面図である。
【図３】本発明の他の実施例により作製した酸化物誘電
体材料を含む積層構造及び不純物添加領域を有さない積
層構造の断面図、エネルギバンド図、及び電流電圧特性
を示すグラフである。
体材料を含む積層構造及び不純物添加領域を有さない積
層構造の断面図、エネルギバンド図、及び電流電圧特性
を示すグラフである。
１ ＳｒＴｉＯ3 基板 ２ マスク層 ３ 開口 ４ 不純物供給膜 ５、５Ａ 不純物吸収膜 ６ 不純物添加領域 ７ （Ｌａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 膜 １０ バリア層 １１ 超伝導膜 １２ レジストパターン １３ 溝 ２０ ポテンシャルの山
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年２月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正内容】
Claims (11)
- 【請求項１】 酸化物誘電体材料からなる表面層を有す
る下地基板の表面上に、他の酸化物誘電体材料からなる
不純物供給膜を堆積する工程と、 前記不純物供給膜の上に、前記下地基板の表面層と同じ
酸化物誘電体材料からなる不純物吸収膜を堆積する工程
と、 前記下地基板を加熱し、前記不純物供給膜中の酸素以外
の少なくとも１種の構成原子の一部と前記基板の表面層
及び前記不純物吸収膜中の酸素以外の少なくとも１種の
構成原子の一部とを、前記不純物供給膜の全厚さ部分に
わたって置換する熱処理工程とを有する酸化物誘電体積
層構造の製造方法。 - 【請求項２】 前記不純物供給膜を堆積する工程の前
に、さらに、前記熱処理工程において構成原子の置換を
行うべき領域に開口を有するマスク層を、前記下地基板
の表面上に形成する工程を有し、 前記熱処理工程が、前記不純物供給膜と前記下地基板の
表面層との間における構成原子の置換を、前記開口の形
成された領域においてのみ行う請求項１に記載の酸化物
誘電体積層構造の製造方法。 - 【請求項３】 前記下地基板の表面層と前記不純物供給
膜との格子不整合率が５％以下である請求項１または２
に記載の酸化物誘電体積層構造の製造方法。 - 【請求項４】 前記下地基板の表面層及び前記不純物吸
収膜が、ＳｒＴｉＯ 3 またはＢａＴｉＯ3 により形成さ
れ、 前記不純物吸収膜が、ＬａＴｉＯ3 、Ｌａ2 Ｏ3 及びＮ
ｂ2 Ｏ5 からなる群より選ばれた１つの材料で形成され
ている請求項３に記載の酸化物誘電体積層構造の製造方
法。 - 【請求項５】 前記マスク層がＣｅＯ2 により形成され
ている請求項４に記載の酸化物誘電体積層構造の製造方
法。 - 【請求項６】 前記不純物供給膜を堆積する工程及び不
純物吸収膜を堆積する工程が、それぞれ基板温度５００
℃以上の条件で前記不純物供給膜及び不純物吸収膜を堆
積する請求項１〜５のいずれかに記載の酸化物誘電体積
層構造の製造方法。 - 【請求項７】 前記不純物吸収膜を堆積する工程が、基
板温度５００℃以上、かつ雰囲気酸素分圧１×１０-1Ｔ
ｏｒｒ以下の条件で前記不純物吸収膜を堆積する請求項
４に記載の酸化物誘電体積層構造の製造方法。 - 【請求項８】 前記熱処理工程において、前記不純物供
給膜の少なくとも１種の構成原子の一部がその全厚さ部
分にわたって置換されるまでに、前記不純物吸収膜の少
なくとも１種の構成原子の一部がその全厚さ部分にわた
って置換されるように、前記不純物吸収膜を堆積する工
程で堆積される前記不純物吸収膜の膜厚を設定する請求
項１〜７のいずれかに記載の酸化物誘電体積層構造の製
造方法。 - 【請求項９】 前記熱処理工程において、前記不純物供
給膜の少なくとも１種の構成原子の一部がその全厚さ部
分にわたって置換されたときに、前記不純物吸収膜の少
なくとも１種の構成原子の一部がその下側の一部の厚さ
部分についてのみ置換されるように、前記不純物吸収膜
を堆積する工程で堆積される前記不純物吸収膜の膜厚を
設定する請求項１〜７のいずれかに記載の酸化物誘電体
積層構造の製造方法。 - 【請求項１０】 酸化物誘電体材料からなる下地基板で
あって、該下地基板の表面からある深さの領域に、不純
物が添加されるかまたは酸素以外の少なくとも１種の構
成原子の一部が他の原子に置換されて、キャリアに対し
てポテンシャル井戸を形成する半導体層を有する前記下
地基板と、 前記下地基板の表面上に配置され、該下地基板の誘電率
よりも小さな誘電率を有する他の酸化物誘電体材料から
なる誘電体膜と、 前記誘電体膜の上に配置され、酸化物超伝導材料からな
る電極とを有する電子回路装置。 - 【請求項１１】 さらに、前記下地基板の表面上の一部
の領域に形成されたマスク層を有し、 前記半導体層が、前記下地基板の表面領域のうち前記マ
スク層の形成されていない領域にのみ形成されている請
求項１０に記載の電子回路装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8109964A JPH09298289A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 酸化物誘電体積層構造の製造方法及び電子回路装置 |
| US08/726,174 US5950103A (en) | 1996-04-30 | 1996-10-04 | Manufacture of dielectric oxide lamination structure and electronic circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8109964A JPH09298289A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 酸化物誘電体積層構造の製造方法及び電子回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09298289A true JPH09298289A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14523621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8109964A Withdrawn JPH09298289A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | 酸化物誘電体積層構造の製造方法及び電子回路装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5950103A (ja) |
| JP (1) | JPH09298289A (ja) |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-04-30 JP JP8109964A patent/JPH09298289A/ja not_active Withdrawn
- 1996-10-04 US US08/726,174 patent/US5950103A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5950103A (en) | 1999-09-07 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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