JPS6030115B2 - ジョセフソンマイクロブリッジの製造方法 - Google Patents
ジョセフソンマイクロブリッジの製造方法Info
- Publication number
- JPS6030115B2 JPS6030115B2 JP56131979A JP13197981A JPS6030115B2 JP S6030115 B2 JPS6030115 B2 JP S6030115B2 JP 56131979 A JP56131979 A JP 56131979A JP 13197981 A JP13197981 A JP 13197981A JP S6030115 B2 JPS6030115 B2 JP S6030115B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- josephson
- microbridge
- silicon oxide
- oxide film
- film
- 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
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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】
この発明は高感度のジョセフソンマイクロブリッジの製
造方法に関するものである。
造方法に関するものである。
第１図は従来のジョセフソンマィクロブリッジを示す概
略斜視図である。
略斜視図である。
このジョセフソンマィクロブリッジの構造は例えばシリ
コン基板１上に同一膜厚の電極部２およびブリッジ部３
が形成されている。そして、この２つの電極部２間には
基板１以外は何も存在しない。そして、例えばニオブ薄
膜のブリッジ部３は約１ぴＫ以下の低温では超電導とな
り、そこを流れる電流と電導間２に現われる電圧は外部
から印加される弱い磁界によりオン・オフされ、いわゆ
るジョセフソン特性を示す。しかしながら、従来のジョ
セフソンマィクロブリッジはブリッジ部３と電極部２を
エッチングで形成する場合、ブリッジ部３と電極部２の
膜厚を変えることが容易ではない。
コン基板１上に同一膜厚の電極部２およびブリッジ部３
が形成されている。そして、この２つの電極部２間には
基板１以外は何も存在しない。そして、例えばニオブ薄
膜のブリッジ部３は約１ぴＫ以下の低温では超電導とな
り、そこを流れる電流と電導間２に現われる電圧は外部
から印加される弱い磁界によりオン・オフされ、いわゆ
るジョセフソン特性を示す。しかしながら、従来のジョ
セフソンマィクロブリッジはブリッジ部３と電極部２を
エッチングで形成する場合、ブリッジ部３と電極部２の
膜厚を変えることが容易ではない。
そこで、このブリッジ部３の腰厚制御をニオブ蒸着時に
ブリッジ部の上部に細線などでカバーすることにより、
ブリッジ部３の膜厚制御を行なう方法も提案されている
が、精度よく位置決めすることが非常に困難であり、し
かもパターンが微細になるほど、例えば１〆の幅、厚さ
１０００Ａ以下に形成するため、電極部２から外部に信
号を取り出す場合に静電気などで破壊されることが多く
、取り扱いが困難であるなどの欠点があった。したがっ
て、この発明の目的はブリッジ部の膜厚を容易に変える
とができると共にブリッジ部の位置制御を高精度に制御
することができるジョセフソンマィクロブリッジの製造
方法を提供するものである。
ブリッジ部の上部に細線などでカバーすることにより、
ブリッジ部３の膜厚制御を行なう方法も提案されている
が、精度よく位置決めすることが非常に困難であり、し
かもパターンが微細になるほど、例えば１〆の幅、厚さ
１０００Ａ以下に形成するため、電極部２から外部に信
号を取り出す場合に静電気などで破壊されることが多く
、取り扱いが困難であるなどの欠点があった。したがっ
て、この発明の目的はブリッジ部の膜厚を容易に変える
とができると共にブリッジ部の位置制御を高精度に制御
することができるジョセフソンマィクロブリッジの製造
方法を提供するものである。
このような目的を達成するため、この発明は半導体基板
上に下部シリコン酸化膜を幅広く形成し、この下部シリ
コン酸化膜上に、互いに隔間して配置した２個のポリシ
リコンなどの堤部と、この堤部上にそれぞれひさしのよ
うに設けたひさし部およびこの２つのひさし部を接続す
る幅のせまし、中間部からなる上部シリコン酸化膜とを
形成した後、上方からの蒸着によりニオブ薄膜を形成す
るものであり、以下実施例を用いて説明する。
上に下部シリコン酸化膜を幅広く形成し、この下部シリ
コン酸化膜上に、互いに隔間して配置した２個のポリシ
リコンなどの堤部と、この堤部上にそれぞれひさしのよ
うに設けたひさし部およびこの２つのひさし部を接続す
る幅のせまし、中間部からなる上部シリコン酸化膜とを
形成した後、上方からの蒸着によりニオブ薄膜を形成す
るものであり、以下実施例を用いて説明する。
第２図ａおよび第２図ｂはこの発明により製造されたジ
ョセフソンマィクロブリッジの一実施例を示す斜視図お
よびそのＡ−Ａ断面図である。なお、第２図ａは説明を
簡単にするため、蒸着したニオブ薄膜を取り除いて示し
たものである。これらの図において、４はシリコン基板
１上に幅広く形成した下部のシリコン酸化膜、５ａおよ
び５ｂはこの下部シリコン酸化膜４上に第３図および第
４図に示すように設けたボリシリコン、６はこのポリシ
リコン５ａおよび５ｂ上に“ひさし”のように設けたひ
さし部６ａおよび６ｂとこの２つのひさし部６ａおよび
６ｂとを接続する幅のせまし、中間部６ｃとからなる上
部シリコン酸化膜、７は上方から黍着により形成したニ
オブ薄膜の電極部、８は第２図ｂに示すように、上部シ
リコン酸化膜６の中間部６ｃに形成された薄いニオブ膜
のブリッジ部である。なお、ブリッジ部８のニオブ膜の
膜厚は電極部７のニオブ膜の膜厚より薄く形成される。
また、９は上部シリコン酸化膜６上の蒸着したニオブ膜
である。このように構成されたジョセフソンマィクロブ
リッジはパターン形成された上部シーＪコン酸化膜６を
マスクとして、その下のポリシリコン５ａおよび５ｂを
エッチングするときに、オーバェツチし、ひさし部６ａ
および６ｂを形成する。しかも、ポリシリコン５ａおよ
び５ｂのオーバエツチの量と膜厚を変えることにより、
所望のニオブ膜厚が得られる。そして、ブリッジ部８は
その形状が３次元的に微細なほど感度のよいジョセフソ
ン特性を示す。また、２つの電極部７間にポリシリコン
５ａおよび５ｂが存在するため、電気的に弱いりークが
生じ、破壊し難くなる。しかも、ポリシリコン上のニオ
ブ膜は除去する必要がない。また、２つの電極部７間の
ポリシリコンが微細パターンを有していると、容易に微
細なブリッジ部８を形成することが可能になる。しかも
、精度よくパターンニングされたシリコン酸化膜がマイ
クロブリッジを覆っているため、ブリッジ部のニオブ薄
厚の制御の精度および再現性がよくなる。なお、上記実
施例では電極部と電極部との間にポリシリコンの“提”
を形成したが、この部分が低温において絶縁物に均し、
物質であれば何んでもよいことはもちろんである。また
、ブリッジ部８の上部をシリコン酸化膜で覆ったが、金
属薄膜でもよいことはもちろんである。以上、詳細に説
明したように、この発明に係るジョセフソンマィクロブ
リッジの製造方法によれば微細パターンのブリッジ部が
得られ、しかもその膜厚を容易に再現性よく変えること
ができる。
ョセフソンマィクロブリッジの一実施例を示す斜視図お
よびそのＡ−Ａ断面図である。なお、第２図ａは説明を
簡単にするため、蒸着したニオブ薄膜を取り除いて示し
たものである。これらの図において、４はシリコン基板
１上に幅広く形成した下部のシリコン酸化膜、５ａおよ
び５ｂはこの下部シリコン酸化膜４上に第３図および第
４図に示すように設けたボリシリコン、６はこのポリシ
リコン５ａおよび５ｂ上に“ひさし”のように設けたひ
さし部６ａおよび６ｂとこの２つのひさし部６ａおよび
６ｂとを接続する幅のせまし、中間部６ｃとからなる上
部シリコン酸化膜、７は上方から黍着により形成したニ
オブ薄膜の電極部、８は第２図ｂに示すように、上部シ
リコン酸化膜６の中間部６ｃに形成された薄いニオブ膜
のブリッジ部である。なお、ブリッジ部８のニオブ膜の
膜厚は電極部７のニオブ膜の膜厚より薄く形成される。
また、９は上部シリコン酸化膜６上の蒸着したニオブ膜
である。このように構成されたジョセフソンマィクロブ
リッジはパターン形成された上部シーＪコン酸化膜６を
マスクとして、その下のポリシリコン５ａおよび５ｂを
エッチングするときに、オーバェツチし、ひさし部６ａ
および６ｂを形成する。しかも、ポリシリコン５ａおよ
び５ｂのオーバエツチの量と膜厚を変えることにより、
所望のニオブ膜厚が得られる。そして、ブリッジ部８は
その形状が３次元的に微細なほど感度のよいジョセフソ
ン特性を示す。また、２つの電極部７間にポリシリコン
５ａおよび５ｂが存在するため、電気的に弱いりークが
生じ、破壊し難くなる。しかも、ポリシリコン上のニオ
ブ膜は除去する必要がない。また、２つの電極部７間の
ポリシリコンが微細パターンを有していると、容易に微
細なブリッジ部８を形成することが可能になる。しかも
、精度よくパターンニングされたシリコン酸化膜がマイ
クロブリッジを覆っているため、ブリッジ部のニオブ薄
厚の制御の精度および再現性がよくなる。なお、上記実
施例では電極部と電極部との間にポリシリコンの“提”
を形成したが、この部分が低温において絶縁物に均し、
物質であれば何んでもよいことはもちろんである。また
、ブリッジ部８の上部をシリコン酸化膜で覆ったが、金
属薄膜でもよいことはもちろんである。以上、詳細に説
明したように、この発明に係るジョセフソンマィクロブ
リッジの製造方法によれば微細パターンのブリッジ部が
得られ、しかもその膜厚を容易に再現性よく変えること
ができる。
また電気的破壊に非常に強いジョセフソンマィクロブリ
ッジが得られるなどの効果がある。
ッジが得られるなどの効果がある。
第１図は従来のジョセフソンマィクロブリッジを示す概
略斜視図、第２図ａおよび第２図ｂはこの発明により製
造されたジョセフソンマィクロブリッジの一実施例を示
す斜視図およびそのＡ−Ａ′断面図、第３図は第２図ａ
のＢ−Ｂ′断面図、第４図は第２図ａの一部平面図であ
る。 １・・・・・・シリコン基板、２・・・・・・電極部、
３・・・・・・フリツジ部、４・・・・・・下部シリコ
ン酸化膜、５ａおよび５ｂ…・・・ポリシリコン、６・
・・・・・上部シリコン酸化膜、６ａおよび６ｂ……ひ
さし部、６ｃ……中間部、７・・・・・・電極部、８・
・・・・・ブリッジ部、９・・・・・・ニオブ膜。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。第
４図 第１図 第２図 第３図
略斜視図、第２図ａおよび第２図ｂはこの発明により製
造されたジョセフソンマィクロブリッジの一実施例を示
す斜視図およびそのＡ−Ａ′断面図、第３図は第２図ａ
のＢ−Ｂ′断面図、第４図は第２図ａの一部平面図であ
る。 １・・・・・・シリコン基板、２・・・・・・電極部、
３・・・・・・フリツジ部、４・・・・・・下部シリコ
ン酸化膜、５ａおよび５ｂ…・・・ポリシリコン、６・
・・・・・上部シリコン酸化膜、６ａおよび６ｂ……ひ
さし部、６ｃ……中間部、７・・・・・・電極部、８・
・・・・・ブリッジ部、９・・・・・・ニオブ膜。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。第
４図 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- １ 半導体基板上に下部シリコン酸化膜を幅広く形成し
、この下部シリコン酸化膜上に、互いに隔間して配置し
た２個のポリシリコンなどの堤部と、この堤部上にそれ
ぞれひさしのように設けたひさし部およびこの２つのひ
さし部を接続する幅のせまい中間部からなる上部シリコ
ン酸化膜とを形成した後、上方からの蒸着によりニオブ
薄膜を形成することを特徴とするジヨセフソンマイクロ
ブリツジの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56131979A JPS6030115B2 (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | ジョセフソンマイクロブリッジの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56131979A JPS6030115B2 (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | ジョセフソンマイクロブリッジの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5832480A JPS5832480A (ja) | 1983-02-25 |
| JPS6030115B2 true JPS6030115B2 (ja) | 1985-07-15 |
Family
ID=15070700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56131979A Expired JPS6030115B2 (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | ジョセフソンマイクロブリッジの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6030115B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0725449B1 (en) * | 1990-05-31 | 1999-02-03 | Osaka Gas Company Limited | A method for fabricating a Josephson device |
-
1981
- 1981-08-20 JP JP56131979A patent/JPS6030115B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5832480A (ja) | 1983-02-25 |
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