JPS59124780A - Manufacture of josephson integrated circuit - Google Patents
Manufacture of josephson integrated circuitInfo
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- JPS59124780A JPS59124780A JP57233821A JP23382182A JPS59124780A JP S59124780 A JPS59124780 A JP S59124780A JP 57233821 A JP57233821 A JP 57233821A JP 23382182 A JP23382182 A JP 23382182A JP S59124780 A JPS59124780 A JP S59124780A
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- film
- oxidation
- mask
- aluminum
- thickness
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- Pending
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、ジョセフソン集積回路の製造方法に(1)
係わり、特に、各層が平坦である多層配線を有するジョ
セフソン集積回路の製造方法に関する。TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to (1) a method for manufacturing a Josephson integrated circuit, and more particularly, to a method for manufacturing a Josephson integrated circuit having multilayer wiring in which each layer is flat.
従来技術と問題点
例えば、S QU T D (S upercondu
ctjngQuantum T nterferen
ce Device )型ジョセフソン集積回路は、金
属薄膜で形成されたパターンと絶縁性薄膜で形成された
パターンが多層に重なり合った構造が不可欠である。Prior art and problems For example, S QU T D (S supercondu
ctjngQuantum
CE Device) type Josephson integrated circuits must have a structure in which a pattern formed of a metal thin film and a pattern formed of an insulating thin film are superimposed in multiple layers.
このような多層構造では、各層に凹凸が生じ、その段差
に依り前記金属薄膜で形成された電極・配線に断線が発
生し易くなる。そして、その断線は、電極・配線の厚さ
が段差以下である場合、かなり大きな割合で発生する。In such a multilayer structure, each layer has unevenness, and due to the difference in level, the electrodes and wiring formed of the metal thin film are likely to be disconnected. When the thickness of the electrode/wiring is equal to or less than the level difference, the disconnection occurs at a considerably high rate.
従って、このような段差を充分にカバーする為には、膜
厚を増加させなけれはならないが、それにつれてパター
ニングの精度が低下するので、微細のパターンを形成す
ることができず、高集積化のネックになっている。Therefore, in order to sufficiently cover such steps, it is necessary to increase the film thickness, but the patterning accuracy decreases accordingly, making it impossible to form fine patterns and making it difficult to achieve high integration. It's becoming a bottleneck.
発明の目的
本発明は、金属薄膜からなる電極・配線を絶縁(2)
膜中に埋め込むことができるようにして、多層配線構造
を採っても、表面に凹凸が発生することがないようにす
ることに依り、電極・配線の断線を防1トシようとする
ものである。Purpose of the Invention The present invention enables electrodes and wiring made of a thin metal film to be embedded in an insulating (2) film so that unevenness does not occur on the surface even if a multilayer wiring structure is adopted. This is intended to prevent disconnection of electrodes and wiring.
発明の構成
本発明は、金属薄膜を適当な耐エツチング性マスクを使
用してパターンすると、この耐エツチング性マスクと残
った金属薄膜とからなる構造が、所謂リフト・オフ法を
通用するのに好適なものとなることを利用し、例えば蒸
着法でアルミニウム或いはタンタル或いはシリコンから
選択された材料で被膜を形成してからリフト・オフを行
なってパターニングし、残ったアルミニウム或いはタン
タル或いはシリコンから選択された材料の被膜を陽極酸
化法等の技術を適用して酸化することに依り絶縁膜に変
換し、該絶縁膜中に前記残留金属薄膜が埋設されて表面
が平坦になっている構造を得ているものである。Structure of the Invention The present invention provides a structure in which, when a metal thin film is patterned using an appropriate etching-resistant mask, the structure consisting of this etching-resistant mask and the remaining metal thin film is suitable for passing through the so-called lift-off method. For example, by forming a film using a material selected from aluminum, tantalum, or silicon using a vapor deposition method, and then performing lift-off and patterning, the remaining aluminum, tantalum, or silicon may be used. The film of the material is oxidized using a technique such as anodic oxidation to convert it into an insulating film, and the residual metal thin film is embedded in the insulating film to obtain a structure with a flat surface. It is something.
発明の実施例
第1図乃至第6図は本発明一実施例を説明する(3)
為の工程要所に於けるジョセフソン集積回路の要部切断
側面図であり、次に、これ等の図を参照しつつ記述する
。Embodiment of the Invention Figures 1 to 6 are cross-sectional side views of essential parts of a Josephson integrated circuit at important process points for explaining an embodiment of the present invention (3). Describe with reference to figures.
第1図参照
■ 基台1を容易する。この基台1としては、シリコン
半導体基板−ヒに熱酸化膜を形成したもの、そのような
シリコン半導体基板上にグランド・プレーンが形成され
たもの、サファイア基板等種々のものを使用することが
できる。Refer to Figure 1 ■ Easily attach the base 1. Various types of base 1 can be used, such as a silicon semiconductor substrate on which a thermal oxide film is formed, a ground plane formed on such a silicon semiconductor substrate, and a sapphire substrate. .
第2図参照
■ 例えばりアクティブ・スパッタリング法を適用し、
例えばニオブ(Nb)からなる超伝導金属膜2を厚゛さ
例えば1500 (人〕程度に形成する。See Figure 2■ For example, by applying the active sputtering method,
A superconducting metal film 2 made of, for example, niobium (Nb) is formed to a thickness of, for example, about 1,500 (people).
■ 通常の紫外線露光を用いたフォト・リソグラフィ技
術を通用し、選択的にフォト・レジスト膜3を形成する
。フォト・レジストとしてはAZI350J (アゾプ
レート・シブレイ社〔米国〕)を使用することができる
。(2) A photoresist film 3 is selectively formed using a photolithography technique using normal ultraviolet exposure. As the photoresist, AZI350J (Azoplate Sibley, Inc. [USA]) can be used.
第3図参照
■ フォト・レジスト膜3をマスクとして超伝導(4)
金属膜2を化学エツチング法、プラズマ・エツチング法
、リアクティブ・イオン・ビーム・エツチング法等の適
宜の技術を採用してエツチングをする。See Figure 3 ■ Superconductivity using the photoresist film 3 as a mask (4) Etching the metal film 2 using an appropriate technique such as chemical etching, plasma etching, or reactive ion beam etching. do.
第4図参照
■ 例えば蒸着法にて、アルミニウム(/’tり膜4を
厚さ例えば1000 C人〕程度に形成する。Refer to FIG. 4. For example, an aluminum film 4 is formed to a thickness of about 1000 C by, for example, a vapor deposition method.
■ アセトン中に浸漬してフォト・レジスト膜3を熔解
して除去する。これに依り、フォト・レジストMlt!
3 J二に在った/l膜4の一部はリフト・オフされ
てしまうからA/膜4はパターニングされる。(2) Immerse in acetone to melt and remove the photoresist film 3. Due to this, photoresist Mlt!
3 Since a part of the /l film 4 that was present in J2 is lifted off, the A/ film 4 is patterned.
第5図参照
■ 酸化アルミニウム(Aj!203)に対して侵食性
がある電解液を用いて陽極酸化を行ない、残存アルミニ
ウム膜4を全て有孔性のAI!203からなる絶縁膜4
′に変換する。この時、Nbである超伝導金属膜2−ヒ
にも陽極酸化膜が形成されるが、AI!の酸化が定電圧
でも時間に比例して進行するのに対し、Nbの酸化は飽
和する為、Nb表(5)
面の酸化腰厚は一定値に留まるものである。若し、Nb
表面に酸化膜が成長させるのが好ましくない場合は、フ
ォト・レジスト膜3を除去する前に陽極酸化を行なうと
良い。一般には、Nb表面に形成された酸化膜は上層と
の短絡を防ぐことができるから、残しておいた方が有用
である。Refer to Fig. 5 ■ Anodic oxidation is performed using an electrolyte that is corrosive to aluminum oxide (Aj! 203), and the remaining aluminum film 4 is completely transformed into porous AI! Insulating film 4 consisting of 203
Convert to ′. At this time, an anodic oxide film is also formed on the superconducting metal film 2-H, which is Nb, but AI! While the oxidation of Nb proceeds in proportion to time even at a constant voltage, the oxidation of Nb reaches saturation, so the oxidation thickness of the Nb surface (Table 5) remains at a constant value. If, Nb
If it is not desirable for an oxide film to grow on the surface, anodic oxidation may be performed before removing the photoresist film 3. Generally, it is useful to leave the oxide film formed on the Nb surface as it can prevent short circuits with the upper layer.
この工程を経ると、Aβ膜4の厚さを適宜に選んでおく
ことに依り、超伝導金属膜2は絶縁膜4′内に埋め込ま
れた形となり、その表面は平坦になる。After this step, by appropriately selecting the thickness of the Aβ film 4, the superconducting metal film 2 becomes embedded in the insulating film 4', and its surface becomes flat.
第6図参照
■ この後、必要に応じ、絶縁膜5を形成し、多層配線
の形成に備える。絶縁膜5としては、蒸着法で形成した
SiO絶縁膜、スパック法や化学気相堆積法で形成した
5ho2絶縁膜、S i 3 N 4絶縁膜、燐珪酸ガ
ラス(PSG)膜、或いは、范着法で形成したA7!膜
を陽極酸化して/1203膜に変換したもの等を使用す
ることができる。See FIG. 6 (2) Thereafter, an insulating film 5 is formed as required to prepare for the formation of multilayer wiring. The insulating film 5 may be a SiO insulating film formed by a vapor deposition method, a 5ho2 insulating film formed by a spuck method or a chemical vapor deposition method, a Si 3 N 4 insulating film, a phosphosilicate glass (PSG) film, or a phosphorus silicate glass (PSG) film, or a phosphorus silicate glass (PSG) film. A7 formed by law! A film obtained by anodizing the film and converting it into a /1203 film can be used.
発明の効果
本発明は、ジョセフソン集積回路に多層配線を(6)
形成するに際し、回路を構成する金属薄膜を耐エツチン
グ性材料の被膜をマスクとしてパターニングし、その上
にアルミニウム或いはタンタル或いはシリコンから選択
された材料の被膜を形成してから前記マスクとして使用
した被膜を除去することに依りその十の前記アルミニウ
ム等の被膜も除去してパターニングを行ない、残留した
アルミニウム等の被膜を酸化してアルミニウム等の酸化
物とするものであるから、完成されたものは、金属薄膜
をパターニングしたものが絶縁膜中に埋め込まれた構造
になっていて、その表面は平坦である。Effects of the Invention When forming multilayer wiring in a Josephson integrated circuit (6), the present invention involves patterning a thin metal film constituting the circuit using a film of an etching-resistant material as a mask, and then patterning a layer of aluminum, tantalum, or silicon on top of the thin metal film that constitutes the circuit. By forming a film of the selected material and then removing the film used as the mask, patterning is performed by removing the film of aluminum, etc., and oxidizing the remaining film of aluminum, etc., to form aluminum. The completed product has a structure in which a patterned metal thin film is embedded in an insulating film, and its surface is flat.
従って、その上に形成される上層配線も平坦となり、断
線が発生する虞はないから、従来のように段差をカバー
する為に膜厚を大にする必要はなく、その結果、微細加
工が容易になり築積度向上に有効である。Therefore, the upper layer wiring formed on it is also flat and there is no risk of disconnection, so there is no need to increase the thickness of the film to cover the steps as in the past, and as a result, microfabrication is easy. This is effective in improving the level of construction.
第1図乃至第6図は本発明一実施例を説明する為の工程
要所に於けるジョセフソン集積回路の要部切断側面図で
ある。
(7)
図に於いて、1は基台、2は超伝導金属膜、3はフォト
・レジスト膜、4は/l膜、4′はAA203からなる
絶縁膜、5は絶縁膜である。
特許出願人 冨士通株式会社
代理人弁理士 9蟲 久五部
(外3名)
(8)
第1図
第2図
第3図
38
第4図
第5図
第6図1 to 6 are cross-sectional side views of essential parts of a Josephson integrated circuit at key points in the process for explaining one embodiment of the present invention. (7) In the figure, 1 is a base, 2 is a superconducting metal film, 3 is a photoresist film, 4 is a /l film, 4' is an insulating film made of AA203, and 5 is an insulating film. Patent Applicant Fujitsu Co., Ltd. Representative Patent Attorney 9 Mushi Kugobe (3 others) (8) Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 38 Figure 4 Figure 5 Figure 6
Claims (1)
該金属薄膜上に回路パターンをなす耐エツチング性材料
の被膜を形成し、次に、該被膜をマスクとして前記金B
薄膜のバターニングを行ない、次に、全面にアルミニウ
ム或いはタンタル或いはシリコンから選択された材料の
被膜を形成し、次に、前記耐エツチング性材料の被膜を
その上の前記アルミニウム或いはタンタル或いはシリコ
ンから選択された材料の被膜と共に除去し、次に、残留
した前記アルミニウム或いはタンタル或いはシリコンか
ら選択された材料の被膜を酸化物に変換する工程が含ま
れてなることを特徴とするジョセフソン集積回路の製造
方法。A thin metal film is formed on the base to form the circuit, and then
A film of an etching-resistant material forming a circuit pattern is formed on the metal thin film, and then, using the film as a mask, the gold B
A thin film is buttered, and then a film of a material selected from aluminum, tantalum, or silicon is formed on the entire surface, and then a film of the etching-resistant material is formed on the film of a material selected from aluminum, tantalum, or silicon. the remaining coating of material selected from aluminum, tantalum, or silicon; Method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57233821A JPS59124780A (en) | 1982-12-30 | 1982-12-30 | Manufacture of josephson integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57233821A JPS59124780A (en) | 1982-12-30 | 1982-12-30 | Manufacture of josephson integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59124780A true JPS59124780A (en) | 1984-07-18 |
Family
ID=16961086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57233821A Pending JPS59124780A (en) | 1982-12-30 | 1982-12-30 | Manufacture of josephson integrated circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59124780A (en) |
-
1982
- 1982-12-30 JP JP57233821A patent/JPS59124780A/en active Pending
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