JPS5867081A - Josephson ic - Google Patents

Josephson ic

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JPS5867081A
JPS5867081A JP56166065A JP16606581A JPS5867081A JP S5867081 A JPS5867081 A JP S5867081A JP 56166065 A JP56166065 A JP 56166065A JP 16606581 A JP16606581 A JP 16606581A JP S5867081 A JPS5867081 A JP S5867081A
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JP
Japan
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film
polysiloxane
siloxane
resulting
lower electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP56166065A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Nakajima
実 中島
Shiro Takeda
武田 志郎
Hirofumi Okuyama
奥山 弘文
Takeshi Imamura
健 今村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5867081A publication Critical patent/JPS5867081A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/10Junction-based devices
    • H10N60/12Josephson-effect devices

Landscapes

  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To change the unevenness of the surface into a plane by an insulating film, eliminate disconnections of wirings and improve the quality and reliability, by providing a poly siloxane film or an Si oxide film produced from a poly siloxane film as an insulating film. CONSTITUTION:An Nb film 3 is adhered on a substrate 1 resulting in the lower electrode. Cellosolve acetate solution of terminal etoxy group blocked siloxane copolymer is spin-coated on the upper surface thereof and heated resulting in the removal of the solvent. Next, it is heated in N, and accordingly the hardening film 11 of poly siloxane is formed. The entire surface is etched, thus the surface of the lower electrode 3 constituted of an Nb film is exposed, an etching is performed by an etching gas, and accordingly the poly siloxane film with the same thickness as the lower electrode 3 is left resulting in a flat surface. After the SiO film 12 is adhered and patterned, a tunnel oxide film 2 is formed, the upper electrode 4 constituted of an Nb film is formed, and the poly siloxane hardening film 13 is formed thereon. Further, an SiO film 14 and a control line 7 are successively formed resulting in an element with less stepwise differences, and therefore disconnections of the upper electrode and the control line can be eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はジョセフソン素子を含む集積回路に関し、特に
新規な絶縁膜を設けたジ、セフソン集積囮路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an integrated circuit including a Josephson device, and more particularly to a novel insulating film-provided di-Sefson integrated decoy path.

ジ、セフソン素子はスイッチング素子、記憶素子として
次代の電子計算機用などに注視されているが、このよう
なジョセフソン素子を含む集積回路即ちジョセフソン集
積回路は、従来の半導体集積回路と同様に、一層^連化
させるためをこ小型化して^密度に形成する必要がある
Josephson elements are attracting attention as switching elements and memory elements for next-generation electronic computers, but integrated circuits that include such Josephson elements, that is, Josephson integrated circuits, are similar to conventional semiconductor integrated circuits. In order to further connect them, it is necessary to miniaturize them and form them densely.

しかし、ジョセフソン素子は薄膜を積み重ねて形成する
素子であるから、表面の凹凸が激しくなり易くて、断線
や短絡が起り易い構造である。第1図に従来のジョセフ
ソン素子の代表的な構造断面を示してお9、基板1上に
膜厚数10ムのトンネル酸化lllI2をはさんでニオ
ビウム(Nb) 、 Nb化合物。
However, since the Josephson element is an element formed by stacking thin films, the surface tends to be extremely uneven, and has a structure that is prone to disconnections and short circuits. Figure 1 shows a typical structural cross-section of a conventional Josephson element9, in which a tunnel oxide film several tens of microns thick is sandwiched between layers of niobium (Nb) and Nb compounds on a substrate 1.

又は鉛(Pb)合金からなる超伝導簿膜で形成された下
部電極3および上部電極4があり、これら両電極は上記
トンネル酸化膜2以外の部分では一酸化シリコン(Si
n)膜からなる絶縁膜5によって絶縁されている。そし
て、その上面をこは同じ<5iOIKからなる絶縁膜6
を介して上記と同様の超伝導展で形成された信号制御用
線路7が設けられている。
Alternatively, there is a lower electrode 3 and an upper electrode 4 formed of a superconducting film made of a lead (Pb) alloy, and these two electrodes are made of silicon monoxide (Si) in areas other than the tunnel oxide film 2.
n) is insulated by an insulating film 5 made of a film. Then, on the upper surface thereof, an insulating film 6 made of the same <5iOIK is formed.
A signal control line 7 formed by superconducting expansion similar to that described above is provided via.

このような積層構造であるから、ジョセフソン素子の制
御線路7や上部電極4は、それぞれの下層に配置された
超伝導配線や絶縁膜の開口部によって生ずる複数の段差
を乗り越えて配線されることになる。そのため、上層は
断線又は短絡の確率が高くなり、それを防止する目的か
ら従来のジ。
Because of such a laminated structure, the control line 7 and upper electrode 4 of the Josephson element are wired over multiple steps caused by superconducting wiring and openings in the insulating film arranged in the lower layer. become. Therefore, the upper layer has a high probability of disconnection or short circuit, and in order to prevent this, conventional wires are used.

セフソン素子の製造方法においては、下層から上層手こ
なるに従ってその膜厚を厚くする方策が採られている。
In the manufacturing method of the Cefson element, a method is adopted in which the film thickness is increased from the lower layer to the upper layer as the layers are improved.

、   しかしながら、ジョセフソン素子の形状が小さ
くなり、配線の線幅が狭くなると、一層断線や短絡が起
こり易く、又集積回路内のジョセフソン素子以外の部分
例えば常伝導薄膜からなる抵抗素子あるいは超伝導薄膜
からなる信号伝搬線路においても同様に断線の心配があ
る。したがって、このように積層構造をもったジョセフ
ソン集積回路においては、集積度を上げるために配線の
断線を減少させることが最重要課題である。
However, as the shape of the Josephson element becomes smaller and the line width of the wiring becomes narrower, disconnections and short circuits are more likely to occur. Similarly, there is a risk of disconnection in signal propagation lines made of thin films. Therefore, in Josephson integrated circuits having such a laminated structure, the most important issue is to reduce interconnect disconnections in order to increase the degree of integration.

一方、半導体集積回路では、近年表面上に形成多層配線
構造の平坦化がなされている。しがしジョセフソン集積
回路ではトンネル酸化膜を形成するための酸化工程が不
可欠であり、その手段としてプラズマ酸化あるいは熱酸
化が行われるので、通常の炭素C)、水素0.窒素(へ
)、酸素(0などから構成される有機樹脂を用いると、
フラズマエッチングされたり、高温で酸化分解されたり
して最終的には膜が消失するため、これらを絶縁膜とす
ることは困難である。
On the other hand, in semiconductor integrated circuits, in recent years, multilayer wiring structures formed on the surface have been planarized. However, in Josephson integrated circuits, an oxidation process is essential to form a tunnel oxide film, and plasma oxidation or thermal oxidation is used as a means for this. When using an organic resin composed of nitrogen (he), oxygen (0, etc.),
It is difficult to use these as insulating films because the films eventually disappear due to plasma etching or oxidative decomposition at high temperatures.

本発明はこのようなジョセフソン集積回路をこおいて、
表面の凹凸を絶縁膜によって平坦化し、配線の断線を解
消させるジ、セフソン集槓回路を提案するもので、それ
は絶縁膜として組成式R15i04t (2≧X≧0.
Rは水素原子または炭素原子数1〜mの1価の有機J!
;)で表わされるポリシロキサン膜あるいは該ポリシロ
キサン族がら生成されたけい素酸化物裏が設けられたこ
とを特徴とするジョセフソン集積回路により達成させる
ことができる。
The present invention is based on such a Josephson integrated circuit,
We propose a di-Sefson integrated circuit in which surface irregularities are flattened with an insulating film to eliminate disconnection of wiring, and the insulating film has a composition formula of R15i04t (2≧X≧0.
R is a hydrogen atom or a monovalent organic J having 1 to m carbon atoms!
This can be achieved by means of a Josephson integrated circuit characterized in that it is provided with a polysiloxane film represented by .

本発明で用いられるポリシロキサンは、硬化反応後の組
成がRx Si 04i!・・・(υ、たゾし2≧X≧
0゜好ましくは1.8≧X≧0.25で表わされるもの
で、Rは水素原子または炭素原子数1〜lOの1価の有
機基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基。
The polysiloxane used in the present invention has a composition after the curing reaction of Rx Si 04i! ...(υ, Tazoshi2≧X≧
0° is preferably expressed as 1.8≧X≧0.25, where R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, or a propyl group.

フェニル基、ビニル基、メタアクリル基、アミノエチル
基などを示す。上記の組成をもつポリシロキサン膜は分
子の構成単位が(RR’5iO)・・・(2)。
Indicates phenyl group, vinyl group, methacrylic group, aminoethyl group, etc. The molecular constituent unit of the polysiloxane film having the above composition is (RR'5iO) (2).

(R5iO1)・・・(3)、(St (OR)* O
)・・・(4)からなり、末端反応基ORを有するシラ
ンモノマーまたはシロキサン重合体またはそれらの混合
物あるいは共重合体を、有機溶剤などの溶液とし、塗布
したのち加熱硬化させることによってえられる。上記の
(2) 、 (3) 、(4)式中R′J6よびR′は
(1)式中のRと同じで、RとR′とは同じでも異なっ
ていてもよい。即ちシロキサン重合体は分子の末端ある
いは主鎖中にある反応基ORが他の分子のORと、5i
−OR+R0−5i→St −0−St + ROR・
・・(5)で表わされる反応式にしたがって5i−0−
3生結合を形成することにより硬化する。
(R5iO1)...(3), (St (OR)*O
)...(4), and can be obtained by preparing a solution of a silane monomer or siloxane polymer having a terminal reactive group OR, or a mixture or copolymer thereof in an organic solvent, applying the solution, and then heating and curing the solution. In the above formulas (2), (3), and (4), R'J6 and R' are the same as R in formula (1), and R and R' may be the same or different. That is, in siloxane polymers, the reactive group OR at the end of the molecule or in the main chain has a 5i
-OR+R0-5i→St -0-St + ROR・
...5i-0- according to the reaction formula expressed by (5)
3. Cures by forming biobonds.

(3)式の単位からなるシルセスキオキサンは、分子の
中にいわゆるラダー構造をもつために流動1生。
Silsesquioxane, which consists of the unit of formula (3), has a so-called ladder structure in its molecules, so it is fluid.

耐熱性に優れ、また無機層との密着性も良好である。こ
のシルセスキオキサンに対して、(2)式の単位からな
るジオルガノシロキサンを加えることによって柔軟性を
、一方(4)式の単位からなる四官能シロキサンを加え
ることによって密着性、耐熱性。
It has excellent heat resistance and good adhesion to the inorganic layer. Adding diorganosiloxane consisting of units of formula (2) to this silsesquioxane improves flexibility, while adding tetrafunctional siloxane consisting of units of formula (4) improves adhesion and heat resistance.

勘よび硬さを向上させることができる。しがしジオルガ
ノシロキサン、四官能レロ午サンの過剰な添加は、かえ
って耐熱性、耐クランク性を低下させる、かくして、本
発明で用いられるシロキサン重合体は、シルセス午オキ
サン単位の数100に対して四官能シロキサン単位30
0以下、ジオルガノシロキサン単位400以下を加えた
もの、即ち硬化反応後には上記(1)式のXが1.8≧
X≧0.25 の範囲にあるポリシロキサンとなるもの
が適している。
It can improve intuition and hardness. Excessive addition of siloxane diorganosiloxane or tetrafunctional oxane will actually reduce heat resistance and crank resistance.Thus, the siloxane polymer used in the present invention has a siloxane oxane unit of 100 to 100 siloxane units. 30 tetrafunctional siloxane units
0 or less, with addition of 400 or less diorganosiloxane units, that is, after the curing reaction, X in the above formula (1) is 1.8≧
A polysiloxane in the range of X≧0.25 is suitable.

ジョセフソン素子を構成する超伝導体として、Nb、N
b化合物などの^融点金属を用いる場合は上記のポリシ
ロキサンの硬化反応において超伝導金属の特性を変化さ
せることはない。又Pb合金などの低融点金属を用いる
場合は、カルシウム。
Nb and N are used as superconductors constituting Josephson elements.
When a melting point metal such as compound b is used, the properties of the superconducting metal are not changed in the above-mentioned curing reaction of polysiloxane. Also, when using a low melting point metal such as Pb alloy, calcium.

カリウム、チタンなどの金属のカルボン酸塩またはアミ
ンなどの硬化促進剤をシロキサン重合体番こ添加するこ
とにより、低温たとえば10a′c以下の熱処理でポリ
シロキサンの硬化膜を形成することができる。
By adding a curing accelerator such as a carboxylate of a metal such as potassium or titanium or an amine to the siloxane polymer, a cured film of polysiloxane can be formed by heat treatment at a low temperature, for example, 10 a'c or less.

このようなポリシロキサン膜は二酸化シリコン(Sin
、)膜などの無機層と比べて平坦化性に非常に優れてお
り、またポリミイドなどの有機樹脂と比べて無機物との
密着性が良く、特に水分による密着性低下が全くない。
Such a polysiloxane film is made of silicon dioxide (Sin
,) has excellent planarization properties compared to inorganic layers such as films, and has better adhesion to inorganic substances than organic resins such as polyimide, and in particular, there is no decrease in adhesion due to moisture.

耐熱性も高く、次表にポリシロキサン族と市販のボリミ
イド展、スパッタSiO,j[との平坦化性、密着性、
耐熱性の比較な示す。
It also has high heat resistance, and the following table shows the flatness, adhesion, and
Comparison of heat resistance.

ン上に平坦部膜厚300i1λで被覆したときの表面段
差であり、密着性は裏面に下地に達する切れ目を入れI
W口のます目を100個形成して、セロハン粘着テープ
でビーリングした時の値を■とし、これを煮沸1時間後
に再びビーリングしたときの値を一■に示し、何れもは
がれずに残ったまず目数を表わしている。又、耐熱性は
昇温度5V分によって重量減少が5%に達した温度を示
す。
This is the surface level difference when the flat part is coated with a film thickness of 300i1λ on the back surface.
The value when 100 W-shaped squares were formed and beaded with cellophane adhesive tape is shown in ■, and the value when beaded again after 1 hour of boiling is shown in 1. None of the squares came off. The first remaining number represents the number of eyes. Moreover, heat resistance indicates the temperature at which the weight decrease reaches 5% by increasing the temperature by 5V.

また、ポリシロキサン族は物理的および化学的エツチン
グが可能であり、CF4などのフロロカーボン系ガス、
CF、 ;Iv’ 02混合ガスなどを用いたプラズマ
エツチングや、アルゴン(Ar)を用いたイオンミリン
グ、弗酸を主成分とするケミカルエッチにより所望のパ
ターンを形成することができる。
In addition, polysiloxanes can be physically and chemically etched, and fluorocarbon gases such as CF4,
A desired pattern can be formed by plasma etching using a mixed gas of CF, ;Iv'02, etc., ion milling using argon (Ar), or chemical etching mainly containing hydrofluoric acid.

またポリシロキサンに電子ビームあるいは紫外線等を照
射し現像することにより、レジストと同様にパターンを
層成することができる。
Furthermore, by irradiating polysiloxane with an electron beam or ultraviolet rays and developing it, a pattern can be formed in layers in the same manner as with resist.

また。ポリシロキサンの大tな特徴はsiフよび0原子
を高い比率で含有しているため、02プラズマ中にさら
してもエツチング速度は非常に小さくまた高温で酸化し
た時は有機基が分解消失してもけい木酸化物膜(主とし
てSin、組成)となって残ることである。このため、
ポ)シロ中サンを絶縁層として、その一部に開口部を設
けて開口部より露出した下部電極表面なプラズマ酸化す
る際には、絶縁層として通常の有機樹脂を用いた場合の
ように、Qプラズマによって開口部が拡大して所定部分
以外の成極表面が酸化されたり、絶縁層の膜厚が減少す
ることがなく、また高温で長時間酸化されても絶縁膜が
消失することがない。
Also. The major feature of polysiloxane is that it contains a high proportion of Si and O atoms, so the etching rate is very low even when exposed to 02 plasma, and when oxidized at high temperatures, the organic groups decompose and disappear. It remains as a wood oxide film (mainly composed of Sin). For this reason,
(b) When plasma oxidation is performed on the surface of the lower electrode exposed through the opening by providing an opening in a part of the insulating layer using a white insulating layer, as in the case of using a normal organic resin as the insulating layer, Q plasma will not enlarge the opening and oxidize the polarized surface other than the designated area, and the thickness of the insulating layer will not decrease, and the insulating film will not disappear even if it is oxidized at high temperatures for a long time. .

さらに、ポリシロキサン族を酸素を含む雰囲気で5θO
℃以上、好ましくは700〜1200℃で熱処理して、
有機基(8)の分解除去と、同時に起こる酸化反応によ
りけい木酸化物膜に変化させ、ジ曽セフソンデバイスの
絶縁層として用いることができる。
Furthermore, the polysiloxane group was heated to 5θO in an oxygen-containing atmosphere.
℃ or higher, preferably 700 to 1200℃,
Through decomposition and removal of the organic group (8) and simultaneous oxidation reaction, it is transformed into a resin oxide film, which can be used as an insulating layer of a Jiso Sefson device.

このとき用いるポリシロキサンは51原子に結合してい
る有機基(ト)がフェニル基を含まず、しかも炭素原子
数の少ない1価の炭化水素基たとえばメチル基、エチル
基か、あるいは水素原子からなるものが適している。な
ぜならば、フェニル基は耐高温酸化性が強く、またグラ
フ1イト化しやすいため完全に分解除去することが困難
であり、また炭素原子数の多い大きな有機基は、分解除
去の際に塗膜に体積収縮による歪を与えやすいためであ
る。
In the polysiloxane used at this time, the organic group (t) bonded to the 51 atom does not contain a phenyl group and is composed of a monovalent hydrocarbon group with a small number of carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, or a hydrogen atom. things are suitable. This is because phenyl groups have strong high-temperature oxidation resistance and are prone to graphitization, making it difficult to completely decompose and remove them.Also, large organic groups with a large number of carbon atoms can cause damage to the paint film during decomposition and removal. This is because it is easy to cause distortion due to volumetric contraction.

上記のようにしてえられたけい木酸化物膜は、ポリシロ
キサン硬化膜と比べて膜厚はI−(資)%に減少するが
、耐熱性、密着性はさらに向上し、またCF、Mガスな
どによるプラズマエツチングの際に残渣が残らないとい
う特徴を有する。また、耐熱性の高いことを利用して、
膜形成番こ500−1000 ℃という高い基板温度を
必要とするNb化合物例えばNb、 Sat Nb3G
e、 V、 si、 Nb Nなどの超伝尊体を−上層
配線に用いることができる。
Although the thickness of the silicon oxide film obtained as described above is reduced to I-% compared to the cured polysiloxane film, the heat resistance and adhesion are further improved, and CF, M It has the characteristic that no residue remains during plasma etching using gas or the like. In addition, taking advantage of its high heat resistance,
Nb compounds, such as Nb, Sat Nb3G, which require a high substrate temperature of 500-1000°C for film formation.
Super conductive materials such as e, V, si, NbN, etc. can be used for the upper layer wiring.

以上のようにして平坦化された積層構造をもつジョセフ
ソン素子がえられることを利用して、さらに上層に超伝
導接地面を形成し、その上にポリシロキサン絶縁層の形
成、配線工程を繰り返えすことにより、多層ジョセフソ
ン#に積回路を製造することもできる。
Taking advantage of the fact that a Josephson element with a flattened layered structure is obtained as described above, a superconducting ground plane is further formed in the upper layer, and a polysiloxane insulating layer is formed on top of this, and the wiring process is repeated. By returning it, integrated circuits can also be manufactured in multilayer Josephson #.

以下、図面を参照して実施例を詳細に説明する。Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

第2図はポリシロキサン膜とSt 071!との両方の
絶縁膜を使用したジョセフソン素子の実施例で、ポリシ
ロキサン膜は勿論平坦化のために介在させである。その
うち、下部電極による段差の平坦化方法を第3図(a)
〜(c)に示している。先づ、基板l上に膜厚5000
! (1) Nb膜3を蒸着法又はスパッタ法にて被着
し、リフトオフ又はエツチングしてパターンニングし、
°ト部電極とする(13図(a))。次いで、その上面
に(Si (Oc2Hs)! 0 〕単位25モル%。
Figure 2 shows the polysiloxane film and St 071! In this embodiment of the Josephson device using both insulating films, the polysiloxane film is of course interposed for planarization. Among them, the method for flattening the step using the lower electrode is shown in Figure 3 (a).
- Shown in (c). First, a film with a thickness of 5000 mm is deposited on the substrate l.
! (1) A Nb film 3 is deposited by vapor deposition or sputtering, and patterned by lift-off or etching.
(Fig. 13(a)). Next, 25 mol % of (Si (Oc2Hs)! 0 ) units were added to the upper surface.

[(CHDSj 04 )単位63モル外、〔(C淘2
SiO)単位12モ/L/%からなる末端エト午シ基封
鎖のシロ午サン共重合体(んIWW8X103)の七ロ
ソルグアセテート嬢液をスピンコードシ、・100℃に
加熱して溶剤を除去し、次に窒素中で350℃、1時間
加熱してポリシロキサンの硬化膜((CHsl O,s
65101.57) 11を形成する。その膜厚はlμ
I11.Nb膜上での厚さ60(3)スで、段差は10
00λ程度となる(第3図(b))。次いで、このよう
(こ形成したポリシロキサン膜11を平行平板型プラズ
マシンな用い、全面に亘ってエラせる。エツチングガス
はCF、を用い、ガス圧0.ITorr 、出力150
Wで7分間エツチングを行ない、下部電極3と同等の厚
さのポリシロキサン膜を残し、平坦な表面を得る(第3
図(C) )。
[(CHDSj 04 ) unit 63 moles out, [(C Tao 2
Spin code a hepterosol acetate solution of a terminally blocked ethoxy group copolymer (IWW8X103) consisting of 12 mo/L/% of SiO) units, and heat it to 100°C to remove the solvent. Then, it was heated in nitrogen at 350°C for 1 hour to form a cured polysiloxane film ((CHslO,s
65101.57) form 11. The film thickness is lμ
I11. The thickness on the Nb film is 60(3), and the step height is 10.
00λ (Fig. 3(b)). Next, the polysiloxane film 11 formed in this way is etched over the entire surface using a parallel plate plasma thinner. CF is used as the etching gas, the gas pressure is 0.ITorr, and the output is 150.
Etching is performed with W for 7 minutes to leave a polysiloxane film with the same thickness as the lower electrode 3 and obtain a flat surface (third
Figure (C)).

このようにして下部電極を平坦化した後、第2図に見ら
れるように、S10[12を被着し、パターンニングし
た後、トン4ル酸化膜2を形成し、次いでNb膜からな
る上部電極4を形成し、その上に上記と同様のポリシロ
牛サン袋化膜Bを形成し、更に510M114.制御線
路7を順次に形成して、段差の少ない素子にする。
After flattening the lower electrode in this way, as shown in FIG. The electrode 4 was formed, and the same polysilo cow sun bag film B as above was formed thereon, and then 510M114. Control lines 7 are sequentially formed to provide an element with fewer steps.

又、第2図に示す構造のジョセフソン索子【こおいて、
歯膜の代りにpb合金膜を超伝導膜として用いる場合に
は、350’:での加熱硬化がpbの融点とは一’M温
度であるがら、上記のポリシロキサン膜の形成法は不可
となる。その場合には、ポリシロキサンは[:*(QC
□□(0緩0〕単位8モル鍔。
In addition, the Josephson chord having the structure shown in Fig. 2 [here,
When a PB alloy film is used as a superconducting film instead of a dental membrane, the above method for forming a polysiloxane film is not possible, although heat curing at 350' is the same as the melting point of PB, which is 1'M temperature. Become. In that case, the polysiloxane is [:*(QC
□□ (0 loose 0) unit 8 mole tsuba.

((CHDSj(¥〕単単位7七 5iOj単位15モルラからなり、末端水酸基封鎖のシ
ロ中サン共重合体(Fv!W− 2 x 10つに酢酸
カリウムO.1wt%を加え、MEK溶液を作成する。
((CHDSj (¥) A silica copolymer (Fv! W- 2 do.

このようなポリシロキサン溶液をスピンコードし、室温
で、30分乾燥した後、100℃で1時間加熱してポリ
シロキサンの硬化膜を形成する。Pb合金膜としては、
例えばAu 45L Pb 1600人, In 35
にの順序で積層蒸着した膜である1、 又、第4図は第2図に示した実施例と同じく、ポリシロ
キサン膜と5iOj[との両絶縁膜を使用した他の実施
例である。本例ではトンネル酸化膜2を形成する部分だ
け露出するように、レジスト膜をマスクとしてポリシロ
キサン膜11を選択的にエツチングして形成しており、
第2図の例に比べてS10膜12を不要とする構造で、
それだけ工程が簡略化されるものである。
This polysiloxane solution is spin-coded, dried at room temperature for 30 minutes, and then heated at 100° C. for 1 hour to form a cured polysiloxane film. As a Pb alloy film,
For example, Au 45L Pb 1600 people, In 35
FIG. 4 shows another example in which both a polysiloxane film and a 5iOj insulating film are used, similar to the example shown in FIG. 2. In this example, the polysiloxane film 11 is selectively etched using a resist film as a mask so that only the portion where the tunnel oxide film 2 is to be formed is exposed.
Compared to the example shown in FIG. 2, the structure eliminates the need for the S10 film 12,
This simplifies the process accordingly.

次奢こ、第5図はポリシロキサン側から生成されたけい
木酸化物膜を絶縁層とした実施例を示す。
Next, FIG. 5 shows an embodiment in which a silicon oxide film formed from the polysiloxane side is used as an insulating layer.

ポリシロキサンはC8i (OCRρ(OH) 03単
位33モルシ。
Polysiloxane is C8i (OCRρ(OH) 03 units 33 molsi.

〔(0式)”Si % 〕単位62モル%,〔(C〜,
510)単位5モル%からなり、末端メトキシ基封鎖の
シロキサン共J1合体(yrw− 1.5 X io4
)のシクロヘキサノン溶液とする。このような溶液を膜
厚50(io XのNb膜からなる下部電極3を形成し
た基板1上にスピンコードし、12Cfcに加熱して溶
剤を除去した後、空気中で900℃,40分加熱してけ
い木酸化物膜15とする。次いで、けい木酸化物[15
上にフォトレジスト膜マスクを形成し、50%弗酸(H
F) 、:4o%弗化アンモン(NH4F) − 1 
+ 6の溶液によりエツチングして、歯膜のトンネル酸
化膜2の形成面を11 ’flさせる。エツチング速度
は熱生成されたsi o,膜と同程度( 1000〆分
)である。以下、トン庫ル4C:.膜2。
[(Formula 0)”Si%] unit 62 mol%, [(C~,
510) Siloxane co-J1 complex consisting of 5 mol% units and terminally capped with methoxy groups (yrw-1.5X io4
) in cyclohexanone. Such a solution was spin-coded onto a substrate 1 on which a lower electrode 3 made of an Nb film with a film thickness of 50 (io Then, the resinous wood oxide film 15 is formed.Then, the resinous wood oxide film [15
A photoresist film mask is formed on top, and 50% hydrofluoric acid (H
F) , :4o% ammonium fluoride (NH4F) −1
Etching is performed using a solution of +6 to make the surface of the dental membrane on which the tunnel oxide film 2 is formed 11'fl. The etching rate is comparable to that of a thermally generated SiO film (1000 minutes). The following is ton warehouse 4C:. Membrane 2.

上部電極4を形成し、次いで上記と同様をこしてけい木
酸化物M16を形成し、制御線路7を作成して、図示の
ジョセフソン素子が得られる。
An upper electrode 4 is formed, and then a resin oxide M16 is formed in the same manner as above, and a control line 7 is formed to obtain the Josephson element shown in the figure.

これらの実施例がら判るように、ポリシロキサン族ある
いはそれより生成されたけい木酸化物膜を絶縁層として
用いて平坦化し、上部電極や制御線路の断線を解消させ
ることがでまるが、又第6図は6層ジ冒セフソン集積回
路の実施例で、このように、2層以上にジ、セフソン禾
子を積み重ねて集積回路とすることも可能である。第6
図の構造は上下の素子間の磁気的干渉を防ぐため、超伝
尋接地層17.18を設けており、ポリシロキサン族の
絶縁層19により下層の素子(従来構造で示している)
のもつ凹凸を平坦化させたものである。
As can be seen from these examples, it is possible to flatten the polysiloxane group or a silicon oxide film produced from it as an insulating layer and eliminate the disconnection of the upper electrode or control line. FIG. 6 shows an example of a six-layer Cefson integrated circuit. In this way, it is also possible to stack two or more layers of D-Cefson integrated circuits to form an integrated circuit. 6th
In the structure shown in the figure, in order to prevent magnetic interference between the upper and lower elements, superconducting ground layers 17 and 18 are provided, and an insulating layer 19 of the polysiloxane group is used to connect the lower element (shown in the conventional structure).
The unevenness of the surface has been flattened.

以上の説明から明らかなように、本発明によって、小型
となり高集積化させるジ首セフソン集積回路がその品質
並びに信頼性を向上させることができるもので、その効
果は極めて顕著である。
As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to improve the quality and reliability of the compact and highly integrated Sefson integrated circuit, and the effects thereof are extremely significant.

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

第1図は従来構造のジyセフソン素子、第2図。 第4図、第5図および46図は本発明にかhるジ、セフ
ソン素子又はジ、セフソン集積回路の構造例で、第3図
(a)〜(c)はその一部の形成工程を示す図である。 図中、1は基板、2はトンネル酸化層、3は下部電極、
4は上品m+jAs  5 、6.12.14はSiQ
JM、7は制御線路、11.13.19はポリシロキサ
ン族、15.16はポリシロキサン族から生成された叶
い木酸化物膜、17.18は接地層を示す。 第1図 第2図 第3図 第3図 第4図 第5図
FIG. 1 shows a diy-Sefson element with a conventional structure, and FIG. 2 shows it. 4, 5, and 46 show structural examples of a di-Cefson device or a di-Cefson integrated circuit according to the present invention, and FIGS. 3(a) to (c) show a part of the forming process. FIG. In the figure, 1 is the substrate, 2 is the tunnel oxide layer, 3 is the lower electrode,
4 is elegant m+jAs 5, 6.12.14 is SiQ
JM, 7 is a control line, 11.13.19 is a polysiloxane family, 15.16 is a wood oxide film produced from a polysiloxane family, and 17.18 is a ground layer. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 3 Figure 4 Figure 5

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  超伝導体、常伝導体、絶縁体の薄膜から構成
されるり、セフソン集積回路において、絶縁膜として組
成式Rx St 04?(2≧X≧0.Rは水素原子ま
たは炭素原子数1〜10の1価の有機基)で表わされる
ポリシロキサン膜が設けられたことを特徴とする集積回
路。
(1) It is composed of thin films of superconductors, normal conductors, and insulators, and is used as an insulating film in Cefson integrated circuits with the composition formula Rx St 04? 1. An integrated circuit comprising a polysiloxane film represented by (2≧X≧0.R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms).
(2)  超伝導体、常伝導体、絶縁体の薄膜から構成
されるジョセフソン集積回路において、組成式Rx S
l 04?(2≧X〉0+ Rは水素原子または炭素原
子数1〜10の1−の有機基)で表わされるポリシロキ
サン膜から生成されたけい素酸化物膜が絶縁膜として設
けられたことを特徴とするジョセフソン集積回路。
(2) In Josephson integrated circuits composed of thin films of superconductors, normal conductors, and insulators, the composition formula Rx S
l 04? (2 ≧ Josephson integrated circuit.
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