JPS61208879A - ジヨセフソン集積回路の製造方法 - Google Patents
ジヨセフソン集積回路の製造方法Info
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- JPS61208879A JPS61208879A JP60049344A JP4934485A JPS61208879A JP S61208879 A JPS61208879 A JP S61208879A JP 60049344 A JP60049344 A JP 60049344A JP 4934485 A JP4934485 A JP 4934485A JP S61208879 A JPS61208879 A JP S61208879A
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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
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0912—Manufacture or treatment of Josephson-effect devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- 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】
〔概 要〕
ジョセフソン集積回路の製造方法であって、グランドプ
レーンおよび基部電極のパターニングの際に絶縁物と超
伝導体の間に反応性イオンエツチングでエツチングされ
ない膜を設けおいて超伝導体のエツチングを行い、絶縁
層膜厚の均一化を図る。
レーンおよび基部電極のパターニングの際に絶縁物と超
伝導体の間に反応性イオンエツチングでエツチングされ
ない膜を設けおいて超伝導体のエツチングを行い、絶縁
層膜厚の均一化を図る。
本発明は、ジョセフソン集積回路、特にグランドプレー
ンおよび基部電極のパターニングに関する。
ンおよび基部電極のパターニングに関する。
ジョセフソン集積回路において、第1の超伝導体配線と
、絶縁層を介してその上に形成された第2の超伝導体配
線とによって生ずるインダクタンスしは次式で示される
。
、絶縁層を介してその上に形成された第2の超伝導体配
線とによって生ずるインダクタンスしは次式で示される
。
μ、I
L= −[h+λ、 cot (t/ /λ7)+
λ2cot(t4/λ4)) ここで、Wは第2の超伝導体配線の幅、lは第2配線の
長さ、μ、は率、1..1.は両配線の膜厚、hは絶縁
層の厚さ、λ1.λ2は両配線の磁場の侵入距離を示す
。この式から明らかなように、インダクタンスしは再配
線間の絶縁層の厚さに依存する。
λ2cot(t4/λ4)) ここで、Wは第2の超伝導体配線の幅、lは第2配線の
長さ、μ、は率、1..1.は両配線の膜厚、hは絶縁
層の厚さ、λ1.λ2は両配線の磁場の侵入距離を示す
。この式から明らかなように、インダクタンスしは再配
線間の絶縁層の厚さに依存する。
従って同じ材料、同じ寸法で設計しても製造段階で絶縁
膜がウェハの場所によって異なると、特性の異なった集
積回路が製造されてしまうので、絶縁膜厚の均一化を図
ることが必要である。
膜がウェハの場所によって異なると、特性の異なった集
積回路が製造されてしまうので、絶縁膜厚の均一化を図
ることが必要である。
ところが従来、反応性イオンエツチング技術を用いて絶
縁膜上の超伝導体のパターニングを行う場合にはエツチ
ング残渣がないようにオーバーエツチングを行い、また
ウェハ内においてもその中心部よりも周縁部の方がエツ
チングレートが大きいことから周縁部でオーバーエツチ
ングが生じ、絶縁膜の厚さにばらつきが生じていた。
縁膜上の超伝導体のパターニングを行う場合にはエツチ
ング残渣がないようにオーバーエツチングを行い、また
ウェハ内においてもその中心部よりも周縁部の方がエツ
チングレートが大きいことから周縁部でオーバーエツチ
ングが生じ、絶縁膜の厚さにばらつきが生じていた。
このような従来技術では絶縁膜の厚さが不均一となり回
路定数がばらついて所望の特性が得られない。
路定数がばらついて所望の特性が得られない。
本発明は、このような問題点を解決し、絶縁膜の厚さを
均一にすることを目的とする。
均一にすることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために、絶縁膜とその上の超伝導
体との間に、超伝導体のパターニングをする際に用いる
反応性イオンエツチングによりエツチングされない膜を
設けた上で、超伝導体をパターニングするようにした。
体との間に、超伝導体のパターニングをする際に用いる
反応性イオンエツチングによりエツチングされない膜を
設けた上で、超伝導体をパターニングするようにした。
反応性エツチングでエツチングされない膜を設けたので
、その下の絶縁膜はこれにより保護されて膜厚の均一化
が図られる。
、その下の絶縁膜はこれにより保護されて膜厚の均一化
が図られる。
第1図は本発明の一実施例を示す工程順断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、シリコンウェハ1に
熱酸化膜(SiO2)2を形成し、さらにアルミニウム
(Al)薄膜3を100人程皮取スパッタリングあるい
は蒸着により堆積する。堆積条件は、例えば、高周波マ
グネトロンスパッタでは、高周波パワー200W、チャ
ンバ内のアルゴン圧力(PA?) 8mTorr、堆積
速度60人/minである。引き続き、超伝導材料ニオ
ブ(Nb)膜4を堆積する。堆積条件は高周波マグネト
ロンスパッタで高周波パワー600 W、 PA?−
15mTorr。
熱酸化膜(SiO2)2を形成し、さらにアルミニウム
(Al)薄膜3を100人程皮取スパッタリングあるい
は蒸着により堆積する。堆積条件は、例えば、高周波マ
グネトロンスパッタでは、高周波パワー200W、チャ
ンバ内のアルゴン圧力(PA?) 8mTorr、堆積
速度60人/minである。引き続き、超伝導材料ニオ
ブ(Nb)膜4を堆積する。堆積条件は高周波マグネト
ロンスパッタで高周波パワー600 W、 PA?−
15mTorr。
堆積速度1000人/ff1in、膜厚は2000人で
ある。次に図示しないフォトレジストを塗布し、フォト
リングラフィにより、パターニングする。
ある。次に図示しないフォトレジストを塗布し、フォト
リングラフィにより、パターニングする。
これをマスクとして、レジストで被われていないN b
lli4を反応性イオンエツチングによりエツチング除
去して第1図(b)に示すようにNb膜4をパターニン
グする。このエツチング条件として、ガスは例えばCF
4あるいはCF++5%OLを用い、高周波パワー10
0W、CFダの圧力PcFゲ50mTorrの条件で行
なう。エツチング速度は、この時1000人/min
(Nb)であり、lはこの条件では、エツチングされ
ない。Nbは、この条件では2分間でエツチングされる
はずであるが、エツチング残渣をなくすため、更に1分
以上のオーバーエツチングを行なう。
lli4を反応性イオンエツチングによりエツチング除
去して第1図(b)に示すようにNb膜4をパターニン
グする。このエツチング条件として、ガスは例えばCF
4あるいはCF++5%OLを用い、高周波パワー10
0W、CFダの圧力PcFゲ50mTorrの条件で行
なう。エツチング速度は、この時1000人/min
(Nb)であり、lはこの条件では、エツチングされ
ない。Nbは、この条件では2分間でエツチングされる
はずであるが、エツチング残渣をなくすため、更に1分
以上のオーバーエツチングを行なう。
また、反応性フイオンエッチングでは、ウェハー面内で
エツチング速度の不均一性が生じるが、Alがあるため
に長時間(30分程度)エツチングをしてもエツチング
は進行しない。エツチング後、レジストを除去して、陽
極酸化を行ない、Nb膜4表面にNb20f膜5を形成
する。この膜は、集積回路構成上問題となるピンホール
によるショートをなくす働きをしている。A1層がある
ため、Alを通じてNbの陽極酸化が行なえるため、N
b側面も陽極酸化出来る。
エツチング速度の不均一性が生じるが、Alがあるため
に長時間(30分程度)エツチングをしてもエツチング
は進行しない。エツチング後、レジストを除去して、陽
極酸化を行ない、Nb膜4表面にNb20f膜5を形成
する。この膜は、集積回路構成上問題となるピンホール
によるショートをなくす働きをしている。A1層がある
ため、Alを通じてNbの陽極酸化が行なえるため、N
b側面も陽極酸化出来る。
次に第1図(C)に示すように、ウェハー全面に絶縁膜
6(SiOあいは5iOz)を蒸着あるいは、スパッタ
リングにより堆積する。引き続き、A1層7を前と同じ
条件で100人程皮取積する。
6(SiOあいは5iOz)を蒸着あるいは、スパッタ
リングにより堆積する。引き続き、A1層7を前と同じ
条件で100人程皮取積する。
次に図示しないレジスタを塗布し、グランドプレーン4
へのコンタクトホールのパターニングを行なう。All
はCFl系ガスの反応性イオンエツチングではエツチン
グされないため、Arガスによるスパッタエツチングで
行なう。その条件は、PA? 25 m T orr、
高周波パワー100W、エソチング速度100人/mi
nである。この条件では、SiO膜6のエツチングレイ
トは250人/minである。ArガスによるAl膜7
のエツチング後、ガスをCF4に切り替えて、SiO膜
6のエツチングを行なう。エツチング条件はPcP¥
50mTOrr+高周波パワー100W、エツチング速
度300人/minである。この工程で第1図(d)に
示すようにグランドプレーン4へのコンタクトホール8
を形成する。
へのコンタクトホールのパターニングを行なう。All
はCFl系ガスの反応性イオンエツチングではエツチン
グされないため、Arガスによるスパッタエツチングで
行なう。その条件は、PA? 25 m T orr、
高周波パワー100W、エソチング速度100人/mi
nである。この条件では、SiO膜6のエツチングレイ
トは250人/minである。ArガスによるAl膜7
のエツチング後、ガスをCF4に切り替えて、SiO膜
6のエツチングを行なう。エツチング条件はPcP¥
50mTOrr+高周波パワー100W、エツチング速
度300人/minである。この工程で第1図(d)に
示すようにグランドプレーン4へのコンタクトホール8
を形成する。
レジスト除去後、第1図(elの様にNb層9をスパッ
タで、その上にA1層をスパッタで被着し熱酸化によっ
てAIt、OJ層10、その上にNb層11を形成する
。Nb、Alのスパッタ条件は先に述べた条件と同一で
あり、その膜厚は、下側のNb9は2500人、上側の
Nb1lは1500〜3000人、ANは30人である
。
タで、その上にA1層をスパッタで被着し熱酸化によっ
てAIt、OJ層10、その上にNb層11を形成する
。Nb、Alのスパッタ条件は先に述べた条件と同一で
あり、その膜厚は、下側のNb9は2500人、上側の
Nb1lは1500〜3000人、ANは30人である
。
次に、図示しないレジスト塗布し、同図の様にCF41
ガスによる反応性イオンエツチングにより電極9,11
のバターニングを行う。ただし、A1部分のエツチング
は先のグランドプレーンへのコンタクト形成と同じ<A
rガスによる。次に下部電極9下のAj2膜7は、陽極
酸化により、Aβ20、<71にかえる。
ガスによる反応性イオンエツチングにより電極9,11
のバターニングを行う。ただし、A1部分のエツチング
は先のグランドプレーンへのコンタクト形成と同じ<A
rガスによる。次に下部電極9下のAj2膜7は、陽極
酸化により、Aβ20、<71にかえる。
レジスト除去後、同じくレジスト塗布し、ジャンクショ
ン接合部分のバターニングを行ない、CF、ガスによる
反応性イオンエツチングで不要部分を除く。CF、では
、/l!Il葵10でエツチングがストップするためA
rガスによるエツチングでA1膜を除去する。次にエツ
チングによる側壁のダメージを除くため、放電酸化(P
OL25 m T orr25W、 5m1n )に
より、側壁にうすい酸化膜(図示せず)を形成する。次
にSiO膜12を2500人程度堆積する。引き続き、
AN膜13を100人程皮取積する。次いで接合部のレ
ジストを除去(リフトオフ)し、第1図(flに示す構
造とし、次いでレジストバターニングにより第1図(f
)に示すようにベースコンタクトホール14をAr。
ン接合部分のバターニングを行ない、CF、ガスによる
反応性イオンエツチングで不要部分を除く。CF、では
、/l!Il葵10でエツチングがストップするためA
rガスによるエツチングでA1膜を除去する。次にエツ
チングによる側壁のダメージを除くため、放電酸化(P
OL25 m T orr25W、 5m1n )に
より、側壁にうすい酸化膜(図示せず)を形成する。次
にSiO膜12を2500人程度堆積する。引き続き、
AN膜13を100人程皮取積する。次いで接合部のレ
ジストを除去(リフトオフ)し、第1図(flに示す構
造とし、次いでレジストバターニングにより第1図(f
)に示すようにベースコンタクトホール14をAr。
CF、ガスによるエツチングで形成する。
レジスト除去後第1図(g)に示すようにウェハー全面
に膜厚7000〜9000人のNb膜15を堆積する。
に膜厚7000〜9000人のNb膜15を堆積する。
レジスタ塗布し、配線層のバターニングを行ない、CF
%ガスによる反応性イオンエ・ノチングで配線層を形成
する。エツチングは、A1層13でストップする。陽極
酸化によりA1層をAl、0JFJI 3 ’に変えて
絶縁層とする。
%ガスによる反応性イオンエ・ノチングで配線層を形成
する。エツチングは、A1層13でストップする。陽極
酸化によりA1層をAl、0JFJI 3 ’に変えて
絶縁層とする。
次に、レジスト除去し、全面にSiO又は5i02の絶
縁l1i16を形成し、引き続きA1層17を先と同一
条件で形成する 次いでレジスト除去し、全面に膜厚10000〜120
00人のNb膜を堆積し、レジスト塗布後のフォトリン
グラフィでバターニングを行ない、でストップするため
、その後、陽極酸化により、A1層17をAl、o、、
Jii17’に変換する。レジストを除去して、ジせセ
フソン集積回路は完成する。
縁l1i16を形成し、引き続きA1層17を先と同一
条件で形成する 次いでレジスト除去し、全面に膜厚10000〜120
00人のNb膜を堆積し、レジスト塗布後のフォトリン
グラフィでバターニングを行ない、でストップするため
、その後、陽極酸化により、A1層17をAl、o、、
Jii17’に変換する。レジストを除去して、ジせセ
フソン集積回路は完成する。
以上説明したように、本発明によれば、絶縁膜層が均一
化されるので、集積回路内のインダクタンスを所望の値
として所定の回路特性が得られる。
化されるので、集積回路内のインダクタンスを所望の値
として所定の回路特性が得られる。
第1図は本発明の一実施例を示す工程順断面図である。
図において、4はニオブから成るグランドプレーン、6
は絶縁膜、3.7.13はアルミニウム膜、9は基部電
極、11は対向電極である。 特許出願人 工業技術院長 等々力 達外 1 図 (ch 第 1!1
は絶縁膜、3.7.13はアルミニウム膜、9は基部電
極、11は対向電極である。 特許出願人 工業技術院長 等々力 達外 1 図 (ch 第 1!1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 絶縁物(2)、(6)上の超伝導体(4)、(9)を順
次パターニングしてグランドプレーンおよび基部電極を
形成する際に、 該絶縁物(2)、(6)と超伝導体(4)、(9)との
間に、該超伝導体(4)、(9)をパターニングする時
の反応性イオンエッチングによっては実質的にエッチン
グされない膜(3)、(7)を形成しておき、 該超伝導体(4)、(9)を反応性イオンエッチングに
よりパターニングすることを特徴とするジョセフソン集
積回路の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60049344A JPS61208879A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | ジヨセフソン集積回路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60049344A JPS61208879A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | ジヨセフソン集積回路の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61208879A true JPS61208879A (ja) | 1986-09-17 |
Family
ID=12828384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60049344A Pending JPS61208879A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | ジヨセフソン集積回路の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61208879A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63224272A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | Agency Of Ind Science & Technol | 超電導スイツチング装置 |
JPS6420677A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Agency Ind Science Techn | Manufacture of josephson junction |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51104269A (ja) * | 1975-03-12 | 1976-09-14 | Fujitsu Ltd | Purazumaetsuchinguhoho |
-
1985
- 1985-03-14 JP JP60049344A patent/JPS61208879A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51104269A (ja) * | 1975-03-12 | 1976-09-14 | Fujitsu Ltd | Purazumaetsuchinguhoho |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63224272A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-19 | Agency Of Ind Science & Technol | 超電導スイツチング装置 |
JPH0575190B2 (ja) * | 1987-03-12 | 1993-10-20 | Kogyo Gijutsuin | |
JPS6420677A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Agency Ind Science Techn | Manufacture of josephson junction |
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