JPS602794B2 - ジヨゼフソン接合素子 - Google Patents
ジヨゼフソン接合素子Info
- Publication number
- JPS602794B2 JPS602794B2 JP56088729A JP8872981A JPS602794B2 JP S602794 B2 JPS602794 B2 JP S602794B2 JP 56088729 A JP56088729 A JP 56088729A JP 8872981 A JP8872981 A JP 8872981A JP S602794 B2 JPS602794 B2 JP S602794B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- junction element
- josephson junction
- nbn
- josefson
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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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
- H10N60/12—Josephson-effect devices
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、トンネル接合型のジョゼフソン接合素子に
おいて、その電圧‐電流特性と磁気的特性性の改良に関
する。
おいて、その電圧‐電流特性と磁気的特性性の改良に関
する。
一般に、ジョゼフソン接合素子は、第１図に示すように
、下部電極１、絶縁層２、上部電極３からなる積層構造
を有する。
、下部電極１、絶縁層２、上部電極３からなる積層構造
を有する。
従来、ジョゼフソン接合素子において、下部電極にはＰ
ｂ−ｌｎ系合金薄膜とＮｂ薄膜が主として用いられてき
た。
ｂ−ｌｎ系合金薄膜とＮｂ薄膜が主として用いられてき
た。
Ｐｂ−ｌｎ系合金薄膜は、加工が容易で〜良好な電圧−
電流特性が得られるという特徴があるが、機械的強度が
弱いため、多数回の窒温−Ｈｅ温度間での温度サイクル
や長期間の室温での保存により特性が劣化するという難
点がある。一方、Ｎｂ薄膜は、高硬度であるためこのよ
うな縫時変化がない極めて安定な素子が得られるが、薄
膜表面が極めて化学的に活性であるため素子作成工程中
で表面損傷を受けやすく「この表面損傷層により、良好
な電圧一電流特性のジョゼフソン素子を得ることが難か
しいという難点がある。本発明は、Ｎｂ薄膜におけるこ
のような難点を克服し、高度な信頼性、求定性と良好な
電圧−電流特性をかねそなえたジョゼフソン素子の提供
を目的になされたものである。
電流特性が得られるという特徴があるが、機械的強度が
弱いため、多数回の窒温−Ｈｅ温度間での温度サイクル
や長期間の室温での保存により特性が劣化するという難
点がある。一方、Ｎｂ薄膜は、高硬度であるためこのよ
うな縫時変化がない極めて安定な素子が得られるが、薄
膜表面が極めて化学的に活性であるため素子作成工程中
で表面損傷を受けやすく「この表面損傷層により、良好
な電圧一電流特性のジョゼフソン素子を得ることが難か
しいという難点がある。本発明は、Ｎｂ薄膜におけるこ
のような難点を克服し、高度な信頼性、求定性と良好な
電圧−電流特性をかねそなえたジョゼフソン素子の提供
を目的になされたものである。
以下、この発明の実施例を第２図に基づき説明する。
下部電極がＮｂ薄膜１とＮｂＮ薄膜１′からなる２層構
造を有することが特徴である。
造を有することが特徴である。
ＮｂＮ薄膜１′上に絶縁層２を形成し、更に、上部電極
３を形成する。トンネル接合は、ＮｂＮ薄膜１′と上部
電極３の間で形成される。ＮｂＮま、その表面がイＧ学
的に不活性であり、Ｎｂの場合のような作成工程での表
面損傷を受けることが少なく、したがって良好な電圧−
電流特性のトンネル接合が得られるという利点がある。
一方、ＮｂＮ‘ま、その磁束侵入距離が約５０仇ｍと大
きいため、下部電極厚さ（一般に約１５０〜２０仇ｍが
用いられる）に比較して磁束侵入距離が大きくなり、下
部電極を流れる電流が作り出す超伝導体の位相差のィン
ダクタンスへの寄与（運動学的ィンダクタンス）が増加
することになる。
３を形成する。トンネル接合は、ＮｂＮ薄膜１′と上部
電極３の間で形成される。ＮｂＮま、その表面がイＧ学
的に不活性であり、Ｎｂの場合のような作成工程での表
面損傷を受けることが少なく、したがって良好な電圧−
電流特性のトンネル接合が得られるという利点がある。
一方、ＮｂＮ‘ま、その磁束侵入距離が約５０仇ｍと大
きいため、下部電極厚さ（一般に約１５０〜２０仇ｍが
用いられる）に比較して磁束侵入距離が大きくなり、下
部電極を流れる電流が作り出す超伝導体の位相差のィン
ダクタンスへの寄与（運動学的ィンダクタンス）が増加
することになる。
この運動学的ィンダクタンスは、ジョゼフソン接合なら
びにジョゼフソソ接合回路の磁場によるスイッチング感
度の低下を引き起こし、また、回路の配線ィンダクタン
スを増し、伝搬遅延を増大させる。従って、ＮｂＮ薄膜
だけで下部電極を構成することはふさわしくない。この
難点を克服するため、第２図に示すように、下部電極を
Ｎｂ薄膜１の下層とＮｂＮ薄膜１′の表面層からなる２
層構造とする。
びにジョゼフソソ接合回路の磁場によるスイッチング感
度の低下を引き起こし、また、回路の配線ィンダクタン
スを増し、伝搬遅延を増大させる。従って、ＮｂＮ薄膜
だけで下部電極を構成することはふさわしくない。この
難点を克服するため、第２図に示すように、下部電極を
Ｎｂ薄膜１の下層とＮｂＮ薄膜１′の表面層からなる２
層構造とする。
トンネル特性はＮｂＮ表面１′の性質で決まるため、Ｎ
ｂＮの優れた表面安定性を反映した良好な電圧−電流特
性のジョゼフソン接合素子が得られる。同時に、下層と
なるＮｂ薄膜は磁束侵入距離が約９皿ｍと短いため、運
動学的ィンダクタンスの寄与を低減することができ、高
い磁場感度と少し、配線遅延のジョゼフソン接合回路を
構成することが可能となる。
ｂＮの優れた表面安定性を反映した良好な電圧−電流特
性のジョゼフソン接合素子が得られる。同時に、下層と
なるＮｂ薄膜は磁束侵入距離が約９皿ｍと短いため、運
動学的ィンダクタンスの寄与を低減することができ、高
い磁場感度と少し、配線遅延のジョゼフソン接合回路を
構成することが可能となる。
Ｎｂ薄膜下層１の厚さは、Ｎｂの磁束侵入距離より大き
いことが必要であり、ＮｂＮ薄膜表面層１′の厚さはＮ
ｂＮ薄膜が十分に均質な連続膜を構成し、表面層にわた
って均一なエネルギーギャップを有する範囲で薄くする
ことが必要である。
いことが必要であり、ＮｂＮ薄膜表面層１′の厚さはＮ
ｂＮ薄膜が十分に均質な連続膜を構成し、表面層にわた
って均一なエネルギーギャップを有する範囲で薄くする
ことが必要である。
以上述べたように、この発明は、ジョゼフソン接合素子
における下部電極構造をＮｂ薄膜およびＮｂＮ薄膜の表
面層よりなる２層構造にすることにより、良好な蟹庄一
鰭流特性、および高い磁場感度と少し、配線遅延のジョ
ゼフソン接合回路を構成することが可能となるので、こ
の種のジョゼフソン効果素子を利用する高密度集積回路
に寄与する所は極めて大きいものである。
における下部電極構造をＮｂ薄膜およびＮｂＮ薄膜の表
面層よりなる２層構造にすることにより、良好な蟹庄一
鰭流特性、および高い磁場感度と少し、配線遅延のジョ
ゼフソン接合回路を構成することが可能となるので、こ
の種のジョゼフソン効果素子を利用する高密度集積回路
に寄与する所は極めて大きいものである。
第１図は従釆のトンネル接合型ジョゼフソン接合素子の
断面図、第２図は、この発明によるトンネル接合型ジョ
ゼフソン接合素子の断面図である。 図中、１，１′は下部電極、２は絶縁層、３は上部蟹極
である。 オー図 オ２図
断面図、第２図は、この発明によるトンネル接合型ジョ
ゼフソン接合素子の断面図である。 図中、１，１′は下部電極、２は絶縁層、３は上部蟹極
である。 オー図 オ２図
Claims (1)
- １ ジヨゼフソン接合素子の下部電極構造において、下
層のＮｂ薄膜と上層のＮｂＮ薄膜の２層構造薄膜とから
なることを特徴とするジヨゼフソン接合素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56088729A JPS602794B2 (ja) | 1981-06-09 | 1981-06-09 | ジヨゼフソン接合素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56088729A JPS602794B2 (ja) | 1981-06-09 | 1981-06-09 | ジヨゼフソン接合素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57204185A JPS57204185A (en) | 1982-12-14 |
| JPS602794B2 true JPS602794B2 (ja) | 1985-01-23 |
Family
ID=13951000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56088729A Expired JPS602794B2 (ja) | 1981-06-09 | 1981-06-09 | ジヨゼフソン接合素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS602794B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0476651B1 (en) * | 1990-09-20 | 1996-03-20 | Fujitsu Limited | Josephson device having an overlayer structure with improved thermal stability |
-
1981
- 1981-06-09 JP JP56088729A patent/JPS602794B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57204185A (en) | 1982-12-14 |
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