JPS6060786A - 超伝導回路装置の製造方法 - Google Patents
超伝導回路装置の製造方法Info
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- JPS6060786A JPS6060786A JP58169768A JP16976883A JPS6060786A JP S6060786 A JPS6060786 A JP S6060786A JP 58169768 A JP58169768 A JP 58169768A JP 16976883 A JP16976883 A JP 16976883A JP S6060786 A JPS6060786 A JP S6060786A
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- superconductor
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- superconducting electrode
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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】
本発明は超（伝導回路装置の製造方法に関し、さらに詳
しくは超伝導トンネル障壁を有する超伝導回路装置に関
するものである。
しくは超伝導トンネル障壁を有する超伝導回路装置に関
するものである。
超伝導回路装置は例えば文献ブロシーディングオブザフ
イイーイーイー誌（ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇＳｏｆ ｔｈ
ｅＩＥＥＥ）Ｖｏｌ 、 ５５７４２ Ｆｅｂｒｕａｒ
ｙ １９６７ ＰＰ、１７０−１８０又はＵＳＰ ４３
３４１５８ に示されている如くよく知られている。
イイーイーイー誌（ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇＳｏｆ ｔｈ
ｅＩＥＥＥ）Ｖｏｌ 、 ５５７４２ Ｆｅｂｒｕａｒ
ｙ １９６７ ＰＰ、１７０−１８０又はＵＳＰ ４３
３４１５８ に示されている如くよく知られている。
第１図は超伝導回路装置の一種であるジョセフソン素子
の従来例を説明するだめの図である。基板１上に超伝導
基部電極２が設けられ、その表面の絶縁層４で規定され
た部分にトンネル障壁３が形成される。トンネル障壁３
をはさむ超伝導対向電極５はトンネル障壁３に接してお
おうように形成され、超伝導対向電極５に連結する配線
部分は上記絶縁層４を越えて基板１上へ導かれる。超伝
導基部電＠２に連結する配線部分６は上記絶縁層４で規
定された部分において超伝導基部電極２に連結される。
の従来例を説明するだめの図である。基板１上に超伝導
基部電極２が設けられ、その表面の絶縁層４で規定され
た部分にトンネル障壁３が形成される。トンネル障壁３
をはさむ超伝導対向電極５はトンネル障壁３に接してお
おうように形成され、超伝導対向電極５に連結する配線
部分は上記絶縁層４を越えて基板１上へ導かれる。超伝
導基部電＠２に連結する配線部分６は上記絶縁層４で規
定された部分において超伝導基部電極２に連結される。
この構造では超伝導対向電極５又は配線部分７と絶縁層
４及び超伝導基部電極２の厚さは段差部におけるそれぞ
れの連続性を確保するためにこの１１口で厚くしなけれ
ばならず、最終的な装置の主表向は凹凸の激しいものと
なっていた。
４及び超伝導基部電極２の厚さは段差部におけるそれぞ
れの連続性を確保するためにこの１１口で厚くしなけれ
ばならず、最終的な装置の主表向は凹凸の激しいものと
なっていた。
本発明は上記構造上の欠点に鑑みてなされたものであり
、所要の基板上に接して第１の超伝導体と、該第１の超
伝導体上に接してトンネル障壁と、該トンネル障壁上に
接して第２の超伝導体とを形成する工程と、しかる後に
、少なくとも該第１の超１電極体と配線部との電気的接
触をｎ」能ならしめる部分の、該トンネル障壁と、該第
２の超伝導体を除去した後、第３の［３Ｅ導体を設ける
工程と、該第２の超伝導体と該第３の超伝導体とを電気
的に分離する絶縁層を設ける工程と、該第１、該第２及
び該第３の超伝導体の一扉を絶縁体に変えて素子分離を
行う、Ｌ程とを含む準ｆｔ特徴とする。
、所要の基板上に接して第１の超伝導体と、該第１の超
伝導体上に接してトンネル障壁と、該トンネル障壁上に
接して第２の超伝導体とを形成する工程と、しかる後に
、少なくとも該第１の超１電極体と配線部との電気的接
触をｎ」能ならしめる部分の、該トンネル障壁と、該第
２の超伝導体を除去した後、第３の［３Ｅ導体を設ける
工程と、該第２の超伝導体と該第３の超伝導体とを電気
的に分離する絶縁層を設ける工程と、該第１、該第２及
び該第３の超伝導体の一扉を絶縁体に変えて素子分離を
行う、Ｌ程とを含む準ｆｔ特徴とする。
以下図面に従って本発明を説明する。、第２図（ａ）〜
（ｇ）は本発明の一実施例を説明するための図でジョセ
フソン素子回路製造の主要工程における断面構造を示す
。基板２０１上に接して例えばＮｂを用いて第１の趙１
社導電＠１２０２を例え（・まスパッタ法で厚さ約１１
００ｎに形成し、第１の超伝導電極２０２上に接して例
えば放電酸化法によりトンネル障壁＃壁２０３を形成し
、次に例えば厚さ１０口ｍの第２の超伝導電極２０４を
例えばＮｂのスパッタ蒸着でトンネル障壁上に接して形
成する（第２図（ａ））。以上の製造工程は同一真空室
内で真空を破る事なく連続して行う事も可能である。又
、トンネル障壁２０３にはａ ＳｉやＡＩ、Ｏｓ等の絶
Ｐ層や半導体層を用いる事もできる。しかる後に第１の
超伝導電極２０２と電気的接触をとる領域の第２の超云
２４電極エツチングによって削り取る（第２図（ｂ））
。仄に例えばＮｂ を蒸着して第３の超ｂ−４を極２０
６を堆積する（笛２図（Ｃ））。この時第３の超伝導電
極２０６の厚さを第２の超伝導電極２０４の厚さとトン
ネル障壁２０３の厚さを加えた厚さに等しくする。
（ｇ）は本発明の一実施例を説明するための図でジョセ
フソン素子回路製造の主要工程における断面構造を示す
。基板２０１上に接して例えばＮｂを用いて第１の趙１
社導電＠１２０２を例え（・まスパッタ法で厚さ約１１
００ｎに形成し、第１の超伝導電極２０２上に接して例
えば放電酸化法によりトンネル障壁＃壁２０３を形成し
、次に例えば厚さ１０口ｍの第２の超伝導電極２０４を
例えばＮｂのスパッタ蒸着でトンネル障壁上に接して形
成する（第２図（ａ））。以上の製造工程は同一真空室
内で真空を破る事なく連続して行う事も可能である。又
、トンネル障壁２０３にはａ ＳｉやＡＩ、Ｏｓ等の絶
Ｐ層や半導体層を用いる事もできる。しかる後に第１の
超伝導電極２０２と電気的接触をとる領域の第２の超云
２４電極エツチングによって削り取る（第２図（ｂ））
。仄に例えばＮｂ を蒸着して第３の超ｂ−４を極２０
６を堆積する（笛２図（Ｃ））。この時第３の超伝導電
極２０６の厚さを第２の超伝導電極２０４の厚さとトン
ネル障壁２０３の厚さを加えた厚さに等しくする。
その後フォトレジストマスク２０５を除去すればフォト
レジストマスク２０５の上に接して堆積された第３の超
伝導電極２０６も同時に除去されて第２図（ｄ）に示す
如く主表面が完全に平担化される。次に第２の超伝導電
極２０４と第３の超伝導電極２０６を電気的に分離する
領域を残して例えばフォトレジストマスク２０７でおお
い、例えば陽極酸化法を用いて選択的に酸化して第２の
超伝導％極２０４と第３の超伝導電極２０６を電気的に
分離する領域に絶＃Ｍ２Ｏ３を形成する（第２図（Ｃ）
）。この場合絶縁層２０８は第１の超伝導電極２０２に
達する深さに形成する。しかる後に第２の超伝導電極２
０４と第３の超伝導電極２０６の一酢をフォトレジスト
マスク２０９でおおい（第２図（ｆ＋ ’） 、例えば
１６０ｇのアンモニウムベンタボレイト１２００ｍ／の
エチレングリコールと８００ｍ１の水とから成る電解液
中で約１１５Ｖまで電圧を印加して陽極酸（ヒを行い、
第２の超伝導電極２０４反び第３の超伝導電極２０６及
び第１の超伝導電極２０２の一部を選択的にＮ１）２０
．に変化させて素子分離が光子する（第２図（ｇ））。
レジストマスク２０５の上に接して堆積された第３の超
伝導電極２０６も同時に除去されて第２図（ｄ）に示す
如く主表面が完全に平担化される。次に第２の超伝導電
極２０４と第３の超伝導電極２０６を電気的に分離する
領域を残して例えばフォトレジストマスク２０７でおお
い、例えば陽極酸化法を用いて選択的に酸化して第２の
超伝導％極２０４と第３の超伝導電極２０６を電気的に
分離する領域に絶＃Ｍ２Ｏ３を形成する（第２図（Ｃ）
）。この場合絶縁層２０８は第１の超伝導電極２０２に
達する深さに形成する。しかる後に第２の超伝導電極２
０４と第３の超伝導電極２０６の一酢をフォトレジスト
マスク２０９でおおい（第２図（ｆ＋ ’） 、例えば
１６０ｇのアンモニウムベンタボレイト１２００ｍ／の
エチレングリコールと８００ｍ１の水とから成る電解液
中で約１１５Ｖまで電圧を印加して陽極酸（ヒを行い、
第２の超伝導電極２０４反び第３の超伝導電極２０６及
び第１の超伝導電極２０２の一部を選択的にＮ１）２０
．に変化させて素子分離が光子する（第２図（ｇ））。
この結果第１及び第３の電極と電気的接触をとるか分の
基板表面からの高さは等しくなり、更に配線ｔＩｔ１は
素子間に埋め込まれた絶縁層上に設置される為に大きな
段差鄭を越える必要はなく高品質な配線が１］能となる
。
基板表面からの高さは等しくなり、更に配線ｔＩｔ１は
素子間に埋め込まれた絶縁層上に設置される為に大きな
段差鄭を越える必要はなく高品質な配線が１］能となる
。
笛３図（ａ）〜（ｇ）は本発明の他の実施例を説明する
だめの図でトンネル障壁を２ヶ以上用いた素子の製造に
おける主要工程における断面構造を示す。
だめの図でトンネル障壁を２ヶ以上用いた素子の製造に
おける主要工程における断面構造を示す。
基板３０１上に例えばＮｂを用いて第１の超伝導電極３
０２を例えばスパッタ法で厚さ約１１００ｎに形成し、
第１の超伝導電極３０２上に接して例えば放電酸化法に
よりトンネル障Ｑ３０３ｆｔ形成し、次に例えば厚さ１
０口ｍの第２の超伝導電極３０４を例えばＮｂのスバ、
り蒸着でトンネル障壁上に接して形成する（第３図（ａ
））。口上の製造工程は同一真空室内で真空を破る事な
く連続して行う事も可能である。又トンネル障壁３０３
にはａ ＳｉやＡｌ２Ｏ，等の絶縁層や半導体層を用い
る事もできる。しかる後に第１の超伝導電極３０２と電
気的接触をとる領域の第２の超伝導電極３０４及びトン
ネル障壁３０３を例えばフォトレジストマスク３０５を
用いて選択的に、例えば反応性イオンエツチングによっ
て削り取る（第３図（ｂ））。次に例えばＮｂ蒸着して
第３の超伝導電極３０６を堆積する（第３図（Ｃ））。
０２を例えばスパッタ法で厚さ約１１００ｎに形成し、
第１の超伝導電極３０２上に接して例えば放電酸化法に
よりトンネル障Ｑ３０３ｆｔ形成し、次に例えば厚さ１
０口ｍの第２の超伝導電極３０４を例えばＮｂのスバ、
り蒸着でトンネル障壁上に接して形成する（第３図（ａ
））。口上の製造工程は同一真空室内で真空を破る事な
く連続して行う事も可能である。又トンネル障壁３０３
にはａ ＳｉやＡｌ２Ｏ，等の絶縁層や半導体層を用い
る事もできる。しかる後に第１の超伝導電極３０２と電
気的接触をとる領域の第２の超伝導電極３０４及びトン
ネル障壁３０３を例えばフォトレジストマスク３０５を
用いて選択的に、例えば反応性イオンエツチングによっ
て削り取る（第３図（ｂ））。次に例えばＮｂ蒸着して
第３の超伝導電極３０６を堆積する（第３図（Ｃ））。
この時第３の超伝導電極３０６の厚さを第２の超伝導電
極３０４の１１さとトンネル障壁３０３の厚さを加えた
厚さに等しくする。その後フォトレジストマスク３０５
を除去すればフォトレジストマスク３０５の」−に接し
て堆積された第３の超伝導電極３０６も同時に除去され
て第３図（ｄ）に示す如く主表面が完全に平担化される
。次に第２の＃ｉＡ伝導電極３０４と第３の超伝導′ｌ
ｉｆ極３０６を電気的に分離する領域を残して例えばフ
ォトレジストマスク３０７でおおい、例えば陽極酸化法
を用いて選択的に酸化して第４の超伝導電極３０４と第
３の超伝導電極３０６を電気的に分離する領域に絶縁層
３０８を形成する（第３図（Ｃ））。この場合絶縁層３
０８は笛ｌの超伝導電極３０２に達する深さに形成する
。しかる後に第２の超伝導電極３０４と第３の超伝導電
極３０６を例えばフォトレジストマスク３０９でおおい
（第３図（ｆ））Ｍｉｉｆ１６０ｇのアンモニウムペン
タホ゛レイトと１２００ｍ７のエチレングリコールと８
００ｍ／の水とから成る電解液中で約１１５Ｖまで電圧
を印加して陽極酸化を行い、第１の超伝導電極３０２の
一部を選択的にＮｌ）、Ｏ，に変化させて素子分離が完
でする（第３図（ｇ））。この結果第１及び第３の電極
と電気的接触をとるｍ１５分の基板表面からの高さは等
しくなり、更に配線部は素子間に埋め込まれた絶縁層上
に設置される為に大きな段部を越える必要はなく高品質
な配線が可能となる。
極３０４の１１さとトンネル障壁３０３の厚さを加えた
厚さに等しくする。その後フォトレジストマスク３０５
を除去すればフォトレジストマスク３０５の」−に接し
て堆積された第３の超伝導電極３０６も同時に除去され
て第３図（ｄ）に示す如く主表面が完全に平担化される
。次に第２の＃ｉＡ伝導電極３０４と第３の超伝導′ｌ
ｉｆ極３０６を電気的に分離する領域を残して例えばフ
ォトレジストマスク３０７でおおい、例えば陽極酸化法
を用いて選択的に酸化して第４の超伝導電極３０４と第
３の超伝導電極３０６を電気的に分離する領域に絶縁層
３０８を形成する（第３図（Ｃ））。この場合絶縁層３
０８は笛ｌの超伝導電極３０２に達する深さに形成する
。しかる後に第２の超伝導電極３０４と第３の超伝導電
極３０６を例えばフォトレジストマスク３０９でおおい
（第３図（ｆ））Ｍｉｉｆ１６０ｇのアンモニウムペン
タホ゛レイトと１２００ｍ７のエチレングリコールと８
００ｍ／の水とから成る電解液中で約１１５Ｖまで電圧
を印加して陽極酸化を行い、第１の超伝導電極３０２の
一部を選択的にＮｌ）、Ｏ，に変化させて素子分離が完
でする（第３図（ｇ））。この結果第１及び第３の電極
と電気的接触をとるｍ１５分の基板表面からの高さは等
しくなり、更に配線部は素子間に埋め込まれた絶縁層上
に設置される為に大きな段部を越える必要はなく高品質
な配線が可能となる。
庁上実施例について説明したが、本発明は上記実施例に
限定される事はなく、例えば超伝導体にはＮｂの他にも
Ｎｂ化合物のような機械的に硬い材料を用いる事もでき
、本発明は第１の超伝導電極から電気的接触をとる領域
の第２の超伝導電極及びトンネル障壁を除きその後同領
域を第３の超１電極体′Ｔ：埋め込み、更に第３の超伝
導電極から電気的接かをとる部分と、第２の超伝導電極
から亀熱的接炉をとる部分を電気的に分離し、次に第１
、第２、第３の超伝導電極の一部）を絶縁層に変えて素
子分離を行い、超伝導回路装置を実現する点に特徴があ
る。
限定される事はなく、例えば超伝導体にはＮｂの他にも
Ｎｂ化合物のような機械的に硬い材料を用いる事もでき
、本発明は第１の超伝導電極から電気的接触をとる領域
の第２の超伝導電極及びトンネル障壁を除きその後同領
域を第３の超１電極体′Ｔ：埋め込み、更に第３の超伝
導電極から電気的接かをとる部分と、第２の超伝導電極
から亀熱的接炉をとる部分を電気的に分離し、次に第１
、第２、第３の超伝導電極の一部）を絶縁層に変えて素
子分離を行い、超伝導回路装置を実現する点に特徴があ
る。
第１図（Ｊ従来の技術を説明するだめの超伝導回路装置
の構造断面図である。第２図（ａ）〜（ｇ）は本発明の
一実施例を説明するための図で、ジョセフソン素子回路
製造の主要工程に於ける構造断面図である。第３図ｆａ
）〜（ｇ）は本発明の他の実施例を説明するだめの図で
、超伝導障壁を２ヶ以上用いる素子を含む回路の製造の
主要工程に於ける構造断面図である。 図に於いて、］ 、 ２０１及び３０１は基板、２は超
１電極基部電極、５は超伝導対向電極、３ 、２０３及
び３０３はトンネル障壁、４ 、２０８ 、２１０ 、
３０８及び３１０は絶縁層、６は配線部分、２０２反び
３０２は第１の超伝導電極２０４及び３０４は第２の超
伝導電極、２０６及び３０６は第３の超伝導電極、２０
５゜２０７ 、２０９ 、３０５ 、３０７及び３０９
はフォトレジストマスクである。 オ １ 図 オ ２ 図 （９） オ ３ （０） （ｂ） （Ｃ） 二 （ｄ） （ｅ） （ｆ） ［９７Ｂ０２
の構造断面図である。第２図（ａ）〜（ｇ）は本発明の
一実施例を説明するための図で、ジョセフソン素子回路
製造の主要工程に於ける構造断面図である。第３図ｆａ
）〜（ｇ）は本発明の他の実施例を説明するだめの図で
、超伝導障壁を２ヶ以上用いる素子を含む回路の製造の
主要工程に於ける構造断面図である。 図に於いて、］ 、 ２０１及び３０１は基板、２は超
１電極基部電極、５は超伝導対向電極、３ 、２０３及
び３０３はトンネル障壁、４ 、２０８ 、２１０ 、
３０８及び３１０は絶縁層、６は配線部分、２０２反び
３０２は第１の超伝導電極２０４及び３０４は第２の超
伝導電極、２０６及び３０６は第３の超伝導電極、２０
５゜２０７ 、２０９ 、３０５ 、３０７及び３０９
はフォトレジストマスクである。 オ １ 図 オ ２ 図 （９） オ ３ （０） （ｂ） （Ｃ） 二 （ｄ） （ｅ） （ｆ） ［９７Ｂ０２
Claims (1)
- 所要の基板上に接して第１の超伝導体と、該第１の超ｔ
ｉ：導体上に接してトンネル１Ｉ４ｆ壁を、該トンネル
障壁上に接して第２の超伝導体とを形成する工程と、し
かる後に少なくとも該第１の超伝導体と配線部との電気
的接触を可能ならしめる部分の該トンネル障壁と該第２
の超伝導体を除去した徒弟３の超伝導体を設ける工程と
、該第２の超伝導体と該第３の超伝導体とを電気的に分
離する絶縁層を設ける工程と、該第１該第２及び該第３
の超伝導体の一部を絶縁体に変えて素子分離を行う工程
とを含む事を特徴とする超伝導回路装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58169768A JPS6060786A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 超伝導回路装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58169768A JPS6060786A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 超伝導回路装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6060786A true JPS6060786A (ja) | 1985-04-08 |
Family
ID=15892493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58169768A Pending JPS6060786A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 超伝導回路装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6060786A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5509183A (en) * | 1991-12-10 | 1996-04-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing a superconducting device having an extremely thin superconducting channel formed of oxide superconductor material |
-
1983
- 1983-09-14 JP JP58169768A patent/JPS6060786A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5509183A (en) * | 1991-12-10 | 1996-04-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing a superconducting device having an extremely thin superconducting channel formed of oxide superconductor material |
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