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
- Publication number
- 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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- Japan
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- layer
- etching
- resist
- patterning
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- Pending
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-
- 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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