JPS5978585A - ジヨセフソン集積回路 - Google Patents
ジヨセフソン集積回路Info
- Publication number
- JPS5978585A JPS5978585A JP57187439A JP18743982A JPS5978585A JP S5978585 A JPS5978585 A JP S5978585A JP 57187439 A JP57187439 A JP 57187439A JP 18743982 A JP18743982 A JP 18743982A JP S5978585 A JPS5978585 A JP S5978585A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- integrated circuit
- josephson
- film
- superconductors
- protective film
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- Pending
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ジョセフソン集積回路の作製法および材料に
係り、特に特性の再現性と安定性に優れ、しかも高集積
化に適したジョセフソン集積回路に関する。
係り、特に特性の再現性と安定性に優れ、しかも高集積
化に適したジョセフソン集積回路に関する。
従来のジョセフソン集積回路においては、第１図、およ
び第２図に示すように、第１の超電導薄膜２上にジョセ
フソン接合素子あるいは超電導体相互の接続の面積と位
置を定めるだめの絶縁物膜３とその間孔部４を設け、そ
の後にこの上部に第２の超電導薄膜を形成して、ジョセ
フソン接合素子あるいは超電導体相互の接続を形成して
いた。
び第２図に示すように、第１の超電導薄膜２上にジョセ
フソン接合素子あるいは超電導体相互の接続の面積と位
置を定めるだめの絶縁物膜３とその間孔部４を設け、そ
の後にこの上部に第２の超電導薄膜を形成して、ジョセ
フソン接合素子あるいは超電導体相互の接続を形成して
いた。
この際には、第１の超電導体は、大気はもちろん、開口
部を形成するときに水、ホトレジスト、現像液等にさら
され、ジョセフソン接合素子あるいは超電導体相互の接
続が形成される開口部の第１の超電導体の表面には酸化
等の変質や汚柔か生ずる。
部を形成するときに水、ホトレジスト、現像液等にさら
され、ジョセフソン接合素子あるいは超電導体相互の接
続が形成される開口部の第１の超電導体の表面には酸化
等の変質や汚柔か生ずる。
従来はこの変質あるいは汚染をＡ ｒ 、 Ｎ ２等の
ガスを用いたスパッタエツチングによって除去した後に
第２の、招ゼ導薄膜６を形成してジョセフソン接合素ｆ
あるいは超電導体相互の接続５を形成していたがスパッ
タリングによる影響によって第１の超電導電極の表面に
結晶欠陥が発生してジョセフソン接合素子の特性が劣化
したり、変質が完全に除かれていないために、超電導体
相互の接続が確実に形成できないなどの問題があった。
ガスを用いたスパッタエツチングによって除去した後に
第２の、招ゼ導薄膜６を形成してジョセフソン接合素ｆ
あるいは超電導体相互の接続５を形成していたがスパッ
タリングによる影響によって第１の超電導電極の表面に
結晶欠陥が発生してジョセフソン接合素子の特性が劣化
したり、変質が完全に除かれていないために、超電導体
相互の接続が確実に形成できないなどの問題があった。
本発明は、これらの問題点を解決して、特性の再現性と
安定性に優れたジョセフソン接合素子および確実な超電
導体相互の接続の形成法によって信頼性と集積度に優れ
たジョセフソン集積回路を提供することにある。
安定性に優れたジョセフソン接合素子および確実な超電
導体相互の接続の形成法によって信頼性と集積度に優れ
たジョセフソン集積回路を提供することにある。
本発明のジョセフソン集積回路は、ジョセフソン接合素
子あるいは超電導体相互の接続が形成される場所の超電
導薄膜の表面が酸化されたり汚染したりすることを防ぐ
目的で、超電導薄膜の材料と反応せずしかもその酸化の
防止に効果のある材料よシ成る保護膜をあらかじめ設け
ておく点に特徴がある。
子あるいは超電導体相互の接続が形成される場所の超電
導薄膜の表面が酸化されたり汚染したりすることを防ぐ
目的で、超電導薄膜の材料と反応せずしかもその酸化の
防止に効果のある材料よシ成る保護膜をあらかじめ設け
ておく点に特徴がある。
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。
実施例１
第３図に示すようにサファイア基板１上に厚さ３００
ｎｍのＮｂ蒸着膜より成るグランドプレーン７を形成し
、その表面を陽極酸化することによってＮｂｚＯｓより
成る厚さ３Ｑｎｍの絶縁膜８とする。次に下部電極９で
ある厚さ２７ＱｎｍのＮｂ蒸着膜を形成し、続いて真空
を破らずに厚さ約１０ｎｍのＣｕより成る保護膜１０を
スパッタリング法によって形成した。続いて厚さ３５Ｑ
ｎｍのＳＩＯよシ成る絶縁膜層１１と開孔部１２を形成
した。次にＡｒガスを用いたスパッタエツチングによっ
て開孔部のＣ１ｌを除去したのち３００Ｋ。
ｎｍのＮｂ蒸着膜より成るグランドプレーン７を形成し
、その表面を陽極酸化することによってＮｂｚＯｓより
成る厚さ３Ｑｎｍの絶縁膜８とする。次に下部電極９で
ある厚さ２７ＱｎｍのＮｂ蒸着膜を形成し、続いて真空
を破らずに厚さ約１０ｎｍのＣｕより成る保護膜１０を
スパッタリング法によって形成した。続いて厚さ３５Ｑ
ｎｍのＳＩＯよシ成る絶縁膜層１１と開孔部１２を形成
した。次にＡｒガスを用いたスパッタエツチングによっ
て開孔部のＣ１ｌを除去したのち３００Ｋ。
１気圧の純酸素に３０分間さらして下部電極９の表面に
Ｎｂ２Ｏ５より成るトンネル障壁層１２を形成した。最
後に厚さ５００ ｎｍのＰｂより成る上部電極膜１３を
蒸着した。なお以上の工程においてパターンの形成は全
てホトレジストを使ったリフトオフ法を用いた。以上に
よって本発明のジョセフソン集積回路を実現できだ。本
実施例の場合、ｌＱｎｍのＣｕがあるため下部電極であ
るＮｂの表面は、はとんど酸化を受けていないため、Ａ
ｒのスパッタエツチングにおいてはｌＱｎｍのＣｕ１０
を除去すれば良く、Ｎｂ膜９に発生する結晶欠陥を極め
て少なくできた。七の結果、引きつづいて行なったトン
ネル障壁層１２の形成工程においてはその再男性が向上
したばかりでなく、特性そのものも従来技術に比べて改
善することができた。またＡｒスパックエツチングの量
を従来技術に比べて少なくできるために、図には示され
ていない上部′眠極リフトオフ用のし、・ストノくター
ンが受ける損傷を軽減して、より微細なノくターンの形
成がｉ３Ｊ能になった。尚、本実施例では保護膜にＣｕ
を用いたが、Ａ ｕ＋ Ａ ｇ ＋ ８ ’ ＋ ＣＶ
ｌ ＋ Ｐ ｔあるいはＳｉの酸化物を用いても同様の
効果を（３ることかできだ。
Ｎｂ２Ｏ５より成るトンネル障壁層１２を形成した。最
後に厚さ５００ ｎｍのＰｂより成る上部電極膜１３を
蒸着した。なお以上の工程においてパターンの形成は全
てホトレジストを使ったリフトオフ法を用いた。以上に
よって本発明のジョセフソン集積回路を実現できだ。本
実施例の場合、ｌＱｎｍのＣｕがあるため下部電極であ
るＮｂの表面は、はとんど酸化を受けていないため、Ａ
ｒのスパッタエツチングにおいてはｌＱｎｍのＣｕ１０
を除去すれば良く、Ｎｂ膜９に発生する結晶欠陥を極め
て少なくできた。七の結果、引きつづいて行なったトン
ネル障壁層１２の形成工程においてはその再男性が向上
したばかりでなく、特性そのものも従来技術に比べて改
善することができた。またＡｒスパックエツチングの量
を従来技術に比べて少なくできるために、図には示され
ていない上部′眠極リフトオフ用のし、・ストノくター
ンが受ける損傷を軽減して、より微細なノくターンの形
成がｉ３Ｊ能になった。尚、本実施例では保護膜にＣｕ
を用いたが、Ａ ｕ＋ Ａ ｇ ＋ ８ ’ ＋ ＣＶ
ｌ ＋ Ｐ ｔあるいはＳｉの酸化物を用いても同様の
効果を（３ることかできだ。
実施例２
第４図に示すようにサファイア基板１上に厚さ３００
ｎｍのＮｂ膜より成るグランド）゛レーア７を形成し、
続いて真空を破らずに厚さｌＱｎｍのＡ、ｕを蒸着し保
護膜１４とする。次に厚さ２００ｎｍのＳＩＯより成る
絶縁膜１５と開孔部１６を形成−する。次にＡｒのスノ
くツタエツチングによって約５〜１０ｎｍ除去し、引き
続いて真空を破０ずにＦ部電極１７を形成することによ
りＢ電導体４［互の接続１８が形成できた。本実施例に
おいては、保護膜であるＡｕを完全に除去しなくとも、
超電導体のいわゆる近接効果によって所望の超電導体相
互の接続を形成することができ信頼性の高いジョセフソ
ン集積回路を実現することができた。尚、本実施例では
保護膜にはＡＬＩを用いた力；、Ｃｕ＋Ａｇ、Ｐｔを用
いても同様の効果が得られた。
ｎｍのＮｂ膜より成るグランド）゛レーア７を形成し、
続いて真空を破らずに厚さｌＱｎｍのＡ、ｕを蒸着し保
護膜１４とする。次に厚さ２００ｎｍのＳＩＯより成る
絶縁膜１５と開孔部１６を形成−する。次にＡｒのスノ
くツタエツチングによって約５〜１０ｎｍ除去し、引き
続いて真空を破０ずにＦ部電極１７を形成することによ
りＢ電導体４［互の接続１８が形成できた。本実施例に
おいては、保護膜であるＡｕを完全に除去しなくとも、
超電導体のいわゆる近接効果によって所望の超電導体相
互の接続を形成することができ信頼性の高いジョセフソ
ン集積回路を実現することができた。尚、本実施例では
保護膜にはＡＬＩを用いた力；、Ｃｕ＋Ａｇ、Ｐｔを用
いても同様の効果が得られた。
以上直切したごとく本発明によれば、ジョセフソン集ぢ
１回路において、超電導ＷＩ−膜の光面にあらかじめ特
に選択した拐料より成る保護膜を設けて超電導薄膜の表
向を酸化および汚染から保護することによって従来の問
題点を解決して再現性、安定性はもとより、微細なパタ
ーンの形成が安定にできるため集Ａ＊度に」ｒいても優
れたジョセフソン集積回路を実現するとど力（できた。
１回路において、超電導ＷＩ−膜の光面にあらかじめ特
に選択した拐料より成る保護膜を設けて超電導薄膜の表
向を酸化および汚染から保護することによって従来の問
題点を解決して再現性、安定性はもとより、微細なパタ
ーンの形成が安定にできるため集Ａ＊度に」ｒいても優
れたジョセフソン集積回路を実現するとど力（できた。
第１図および第２図は従来技術によるジョセフソン集積
回路の製作工程奮示す断面図、第３図および第４図は本
発明の一実施例ならびに他の実施例におけるジョセフソ
ン集積回路の断面図である。 １・・・サファイア基板、７・・・グランドプレーン、
８′、−・絶縁膜、９・・・下部電極、１０・・・保護
膜、１２・・・１〜ンネル障壁層、１３・・・上部電極
、１４・・・保護膜、１６・・・開孔部、１７・・・上
部電極、１８・・−超電導体第 １ 図 葛 ２ 図 て ３ 図 ■ ４ 図
回路の製作工程奮示す断面図、第３図および第４図は本
発明の一実施例ならびに他の実施例におけるジョセフソ
ン集積回路の断面図である。 １・・・サファイア基板、７・・・グランドプレーン、
８′、−・絶縁膜、９・・・下部電極、１０・・・保護
膜、１２・・・１〜ンネル障壁層、１３・・・上部電極
、１４・・・保護膜、１６・・・開孔部、１７・・・上
部電極、１８・・−超電導体第 １ 図 葛 ２ 図 て ３ 図 ■ ４ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ジョセフソン接合素子あるいは超電導体相互の接続
の形成に際し、このジョセフソン接合素子あるいは超電
導体相互の接続を構成する２つの超電導薄膜のうちの少
なくとも一方の表面全体あるいは一部分を、この超電導
薄膜を構成する材料とは異なる成分あるいは組成より成
る保護膜によって被っておき、この保護膜の一部または
全部を除去したのちに、ジョセフソン接合素子あるいは
超電導体相互の接続を形成してなることｅ％徴とするジ
ョセフソン集積回路。 ２、特許請求の範囲第１項記載のジョセフソン集積回路
において、前記保護膜は３ ｉ、 Ｃｕ。 Ａｕ、Ａｇ、Ｐ ｔの群から選ばれた少なくとも１つの
元素あるいはその酸化物より成ることを特徴とするジョ
セフソン集積回路。 ３、特許請求の範囲第１項記載のジョセフソン集積回路
において、２つの超電導電極の少なくとも一方は、Ｎｂ
あるいはＮｂの金属間化合物をもって成ることを特徴と
するジョセフソン集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57187439A JPS5978585A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | ジヨセフソン集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57187439A JPS5978585A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | ジヨセフソン集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5978585A true JPS5978585A (ja) | 1984-05-07 |
Family
ID=16206077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57187439A Pending JPS5978585A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | ジヨセフソン集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5978585A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61241987A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-28 | Agency Of Ind Science & Technol | ジヨセフソン集積回路用配線 |
| JPS61278181A (ja) * | 1985-06-03 | 1986-12-09 | Agency Of Ind Science & Technol | ジヨゼフソン素子の作成方法 |
| JPS63224274A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | Agency Of Ind Science & Technol | 超電導装置 |
| JPS63245975A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導体装置 |
| JPS63275191A (ja) * | 1987-05-06 | 1988-11-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導装置の作製方法 |
| JPS6431475A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-01 | Univ Tokyo | Superconducting device and forming method thereof |
| JPS6453478A (en) * | 1987-08-24 | 1989-03-01 | Semiconductor Energy Lab | Electronic device using superconducting material |
| EP0855737A2 (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-29 | Mitel Corporation | Integrated processing for an etch module using a hard mask technique |
-
1982
- 1982-10-27 JP JP57187439A patent/JPS5978585A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61241987A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-28 | Agency Of Ind Science & Technol | ジヨセフソン集積回路用配線 |
| JPH0322710B2 (ja) * | 1985-04-19 | 1991-03-27 | Kogyo Gijutsuin | |
| JPS61278181A (ja) * | 1985-06-03 | 1986-12-09 | Agency Of Ind Science & Technol | ジヨゼフソン素子の作成方法 |
| JPS63224274A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | Agency Of Ind Science & Technol | 超電導装置 |
| JPS63245975A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導体装置 |
| JPS63275191A (ja) * | 1987-05-06 | 1988-11-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導装置の作製方法 |
| JPS6431475A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-01 | Univ Tokyo | Superconducting device and forming method thereof |
| JPH0530309B2 (ja) * | 1987-07-28 | 1993-05-07 | Tokyo Daigaku | |
| JPS6453478A (en) * | 1987-08-24 | 1989-03-01 | Semiconductor Energy Lab | Electronic device using superconducting material |
| EP0855737A2 (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-29 | Mitel Corporation | Integrated processing for an etch module using a hard mask technique |
| EP0855737A3 (en) * | 1996-12-24 | 1998-12-23 | Mitel Corporation | Integrated processing for an etch module using a hard mask technique |
| US6074946A (en) * | 1996-12-24 | 2000-06-13 | Mitel Corporation | Integrated processing for an etch module using a hard mask technique |
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