JPS6161280B2 - - Google Patents
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- JPS6161280B2 JPS6161280B2 JP53162282A JP16228278A JPS6161280B2 JP S6161280 B2 JPS6161280 B2 JP S6161280B2 JP 53162282 A JP53162282 A JP 53162282A JP 16228278 A JP16228278 A JP 16228278A JP S6161280 B2 JPS6161280 B2 JP S6161280B2
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Classifications
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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
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- H10N60/0912—Manufacture or treatment of Josephson-effect devices
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- H—ELECTRICITY
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/10—Junction-based devices
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- Y10S505/816—Sputtering, including coating, forming, or etching
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超伝導体の間に極めて薄い酸化膜を
介在させて構成されるトンネル接合型ジヨセフソ
ン素子を製造する方法の改良に関する。
介在させて構成されるトンネル接合型ジヨセフソ
ン素子を製造する方法の改良に関する。
従来、ジヨセフソン素子としては種々の構造の
ものが知られているが、前記のように超伝導体の
間に酸化膜を介在させたトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子が特性上及び製造上から見て多くの可能
性を有している為、種々の開発が行なわれてい
る。
ものが知られているが、前記のように超伝導体の
間に酸化膜を介在させたトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子が特性上及び製造上から見て多くの可能
性を有している為、種々の開発が行なわれてい
る。
第１図はトンネル接合型ジヨセフソン素子の要
部斜視図であり、超伝導物質薄膜からなる下部電
極１及び上部電極２の間に数十〔Å〕程度の極く
薄い酸化膜３を挾んだ構造になつている。
部斜視図であり、超伝導物質薄膜からなる下部電
極１及び上部電極２の間に数十〔Å〕程度の極く
薄い酸化膜３を挾んだ構造になつている。
第１図に見られるトンネル接合型ジヨセフソン
素子は、酸化膜３がトンネル・バリヤになつてい
て、第２図に見られるような電流・電圧特性を示
すもので、電圧が零のときに流れる最大の電流を
臨界電流Ｉcと呼び、論理回路を構成する場合に
は、各素子間に於ける臨界電流Ｉcの不均一を小
さくするか解消することが必要である。
素子は、酸化膜３がトンネル・バリヤになつてい
て、第２図に見られるような電流・電圧特性を示
すもので、電圧が零のときに流れる最大の電流を
臨界電流Ｉcと呼び、論理回路を構成する場合に
は、各素子間に於ける臨界電流Ｉcの不均一を小
さくするか解消することが必要である。
さて、臨界電流Ｉcは酸化膜３の厚さ及び素子
面積に依つて変化する。特に、酸化膜３の厚さに
対しては指数函数的に変化するので、これを精度
良く所定の厚さになるよう制御する必要がある。
面積に依つて変化する。特に、酸化膜３の厚さに
対しては指数函数的に変化するので、これを精度
良く所定の厚さになるよう制御する必要がある。
通常、酸化膜３は下部電極１の表面を、酸素中
の高周波放電に依る酸化或いは直流放電に依る酸
化或いは熱酸化などの手段を適用して酸化させて
形成している。従つて、酸化させる前の表面状態
は所望の酸化膜を形成する為の重要な因子の一つ
となつている。
の高周波放電に依る酸化或いは直流放電に依る酸
化或いは熱酸化などの手段を適用して酸化させて
形成している。従つて、酸化させる前の表面状態
は所望の酸化膜を形成する為の重要な因子の一つ
となつている。
ところで、従来、標準的に適用されているトン
ネル接合型ジヨセフソン素子の製造方法では、酸
化膜を形成すべき下部電極の表面はフオト・リソ
グラフイに依るパターニング時に真空中より取出
してから水処理工程に曝されるので、所望の酸化
膜を形成することが甚だ困難になる。
ネル接合型ジヨセフソン素子の製造方法では、酸
化膜を形成すべき下部電極の表面はフオト・リソ
グラフイに依るパターニング時に真空中より取出
してから水処理工程に曝されるので、所望の酸化
膜を形成することが甚だ困難になる。
本発明は、トンネル接合型ジヨセフソン素子を
製造する際、電極パターニング時にその電極表面
がウエツトな状態におかれても良好な酸化膜を形
成するのに支障を生じないようにするものであ
り、以下これを詳細に説明する。
製造する際、電極パターニング時にその電極表面
がウエツトな状態におかれても良好な酸化膜を形
成するのに支障を生じないようにするものであ
り、以下これを詳細に説明する。
本発明では、電極表面に予じめ酸化膜を形成し
ておき、ウエツトな工程や大気中に於いても、そ
の電極表面を保護できるようにすることが基本に
なつている。
ておき、ウエツトな工程や大気中に於いても、そ
の電極表面を保護できるようにすることが基本に
なつている。
第３乃至第１３図は本発明一実施例の工程説明
図であり、次に、これ等の図を参照しつつ説明す
る。
図であり、次に、これ等の図を参照しつつ説明す
る。
第３図参照
(1) シリコン或いはガラスなどの基板１１上にリ
フト・オフ法を採用する為のポジテイブ型フオ
ト・レジスト（例えばAZ1350J：米国シツプレ
イ社）膜１２を例えば厚さ１〔μｍ〕程度に塗
布する。尚、以下に続く工程で用いるフオト・
レジストも同様な種類のものを用いる。
フト・オフ法を採用する為のポジテイブ型フオ
ト・レジスト（例えばAZ1350J：米国シツプレ
イ社）膜１２を例えば厚さ１〔μｍ〕程度に塗
布する。尚、以下に続く工程で用いるフオト・
レジストも同様な種類のものを用いる。
第４図参照
(2) 通常のフオト・リソグラフイ技術を適用して
フオト・レジスト膜１２のパターニングを行な
い、一部に基板１１の表面を露出させる。
フオト・レジスト膜１２のパターニングを行な
い、一部に基板１１の表面を露出させる。
第５図参照
(3) 例えば蒸着法を適用して鉛、鉛・インジウム
合金などの蒸着を行なつて下部電極１３を形成
する。尚、金の蒸着膜上に鉛・インジウム合金
の蒸着膜を形成して２層合属膜で下部電極を構
成すると好結果を期待できる。
合金などの蒸着を行なつて下部電極１３を形成
する。尚、金の蒸着膜上に鉛・インジウム合金
の蒸着膜を形成して２層合属膜で下部電極を構
成すると好結果を期待できる。
第６図参照
(4) 例えば酸素中で行なわれる高周波放電酸化、
直流放電酸化、熱酸化などの方法を適用して下
部電極１３の酸化を行ない、保護膜１４を例え
ば厚さ数10〜数100〔Å〕程度形成する。この
保護膜１４は上部電極を形成するまでの工程
中、下部電極１３の表面を保護する。
直流放電酸化、熱酸化などの方法を適用して下
部電極１３の酸化を行ない、保護膜１４を例え
ば厚さ数10〜数100〔Å〕程度形成する。この
保護膜１４は上部電極を形成するまでの工程
中、下部電極１３の表面を保護する。
第７図参照
(5) フオト・レジスト膜１２の溶液、例えばアセ
トンを用いて超音波洗滌を行なつて、フオト・
レジスト膜１２を基板１１から剥離するとその
上に在る下部電極１３の一部及び保護膜１４の
一部が共にリフト・オフされ、下部電極１３の
パターニングが行なわれる。
トンを用いて超音波洗滌を行なつて、フオト・
レジスト膜１２を基板１１から剥離するとその
上に在る下部電極１３の一部及び保護膜１４の
一部が共にリフト・オフされ、下部電極１３の
パターニングが行なわれる。
第８図参照
(6) フオト・レジスト膜１２を形成した際に用い
たフオト・レジストと同様なフオト・レジスト
を塗布してフオト・レジスト膜１５を形成す
る。
たフオト・レジストと同様なフオト・レジスト
を塗布してフオト・レジスト膜１５を形成す
る。
第９図参照
(7) フオト・レジスト膜１５にパターンを露光
し、現像を行なつて、基板１１の一部、保護膜
１４の一部を露出する。この際、水洗など水処
理工程が入つてくるから、通常であれば下部電
極１３の表面に例えば膜厚や均一性などが制御
されていない不所望の酸化膜が形成されるとこ
ろであるが、本発明では予じめ保護膜１４を形
成してあるからそのようなことは起きない。
し、現像を行なつて、基板１１の一部、保護膜
１４の一部を露出する。この際、水洗など水処
理工程が入つてくるから、通常であれば下部電
極１３の表面に例えば膜厚や均一性などが制御
されていない不所望の酸化膜が形成されるとこ
ろであるが、本発明では予じめ保護膜１４を形
成してあるからそのようなことは起きない。
第１０図参照
(8) 残つているフオト・レジスト膜１５をマスク
として保護膜１４のエツチングを行なつて下部
電極１３の一部表面を露出させる。このエツチ
ングは例えばアルゴンをエツチング・ガスとす
るプラズマ・エツチング方法を適用して行な
う。尚、この工程は必須のものではなく、若し
省略したとしても以下に続く工程に於ける制御
次第で、全く影響が無いものとすることができ
る。
として保護膜１４のエツチングを行なつて下部
電極１３の一部表面を露出させる。このエツチ
ングは例えばアルゴンをエツチング・ガスとす
るプラズマ・エツチング方法を適用して行な
う。尚、この工程は必須のものではなく、若し
省略したとしても以下に続く工程に於ける制御
次第で、全く影響が無いものとすることができ
る。
第１１図参照
(9) 例えば酸素中で行なわれる高周波放電酸化、
直流放電酸化、熱酸化などの方法を適用して前
記(8)の工程で露出された下部電極１３の表面に
トンネル・バリアを構成する為の酸化膜１６を
形成する。この酸化膜１６の形成は前記工程(8)
から引続き同じ装置内に於いて真空を破ること
なく行なうことができる。
直流放電酸化、熱酸化などの方法を適用して前
記(8)の工程で露出された下部電極１３の表面に
トンネル・バリアを構成する為の酸化膜１６を
形成する。この酸化膜１６の形成は前記工程(8)
から引続き同じ装置内に於いて真空を破ること
なく行なうことができる。
ところで、この工程に於ける高周波放電酸化
は所謂高周波プラズマ酸化であつて、酸化とエ
ツチングが同時に起るものであり、そのバラン
スを制御することに酸化とエツチングのいずれ
か一方を優勢になし得るものである。従つて、
前記工程(8)に於ける保護膜１４のパターニング
を行なうことなくこの工程(9)に入り、保護膜１
４をエツチングして膜厚制御を行ないトンネ
ル・バリアとして使用できるようにすることが
可能である。
は所謂高周波プラズマ酸化であつて、酸化とエ
ツチングが同時に起るものであり、そのバラン
スを制御することに酸化とエツチングのいずれ
か一方を優勢になし得るものである。従つて、
前記工程(8)に於ける保護膜１４のパターニング
を行なうことなくこの工程(9)に入り、保護膜１
４をエツチングして膜厚制御を行ないトンネ
ル・バリアとして使用できるようにすることが
可能である。
第１２図参照
(10) 引続いて真空を破らずに上部電極１７を形成
する。この上部電極１７は下部電極１３と同
様、鉛、鉛・インジウム合金などを蒸着して形
成するものである。
する。この上部電極１７は下部電極１３と同
様、鉛、鉛・インジウム合金などを蒸着して形
成するものである。
第１３図参照
(11) 前記工程(5)と全く同様にしてフオト・レジス
ト膜１５を剥離して上部電極１７のパターニン
グを行なつて完成させる。
ト膜１５を剥離して上部電極１７のパターニン
グを行なつて完成させる。
以上の説明で判るように、本発明に依れば、ト
ンネル接合型ジヨセフソン素子を製造する際、超
伝導体の第１の電極（下部電極）を形成し、その
表面を酸化して保護膜を形成し、該表面が保護さ
れた状態で水処理工程など不所望の酸化膜が形成
されるような工程が含まれる各加工・処理工程を
経て第２の電極（上部電極）を形成して完成する
ものであつて、従来、この種ジヨセフソン素子を
製造する場合の隘路になつていたトンネル・バリ
ア用の酸化膜を容易に、しかも、高精度で形成す
ることができる。
ンネル接合型ジヨセフソン素子を製造する際、超
伝導体の第１の電極（下部電極）を形成し、その
表面を酸化して保護膜を形成し、該表面が保護さ
れた状態で水処理工程など不所望の酸化膜が形成
されるような工程が含まれる各加工・処理工程を
経て第２の電極（上部電極）を形成して完成する
ものであつて、従来、この種ジヨセフソン素子を
製造する場合の隘路になつていたトンネル・バリ
ア用の酸化膜を容易に、しかも、高精度で形成す
ることができる。
第１図はトンネル接合型ジヨセフソン素子の要
部斜視図、第２図はその電圧・電流特性を表わす
線図、第３図乃至第１３図は本発明一実施例の工
程説明図である。 図に於いて、１１は基板、１２はフオト・レジ
スト膜、１３は下部電極、１４は保護膜、１５は
フオト・レジスト膜、１６は酸化膜、１７は上部
電極である。
部斜視図、第２図はその電圧・電流特性を表わす
線図、第３図乃至第１３図は本発明一実施例の工
程説明図である。 図に於いて、１１は基板、１２はフオト・レジ
スト膜、１３は下部電極、１４は保護膜、１５は
フオト・レジスト膜、１６は酸化膜、１７は上部
電極である。
Claims (1)
- １ 超伝導体の電極表面を予じめ酸化し保護膜を
形成する工程を含むことを特徴とするトンネル接
合型ジヨセフソン素子の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16228278A JPS5588382A (en) | 1978-12-27 | 1978-12-27 | Preparation of tunnel junction type josephson element |
| DE7979302966T DE2966847D1 (en) | 1978-12-27 | 1979-12-19 | Method of producing josephson elements of the tunneling junction type |
| EP79302966A EP0013130B1 (en) | 1978-12-27 | 1979-12-19 | Method of producing josephson elements of the tunneling junction type |
| US06/105,011 US4299679A (en) | 1978-12-27 | 1979-12-19 | Method of producing Josephson elements of the tunneling junction type |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16228278A JPS5588382A (en) | 1978-12-27 | 1978-12-27 | Preparation of tunnel junction type josephson element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5588382A JPS5588382A (en) | 1980-07-04 |
| JPS6161280B2 true JPS6161280B2 (ja) | 1986-12-24 |
Family
ID=15751507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16228278A Granted JPS5588382A (en) | 1978-12-27 | 1978-12-27 | Preparation of tunnel junction type josephson element |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4299679A (ja) |
| EP (1) | EP0013130B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5588382A (ja) |
| DE (1) | DE2966847D1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61138772U (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-28 | ||
| JPH02113575U (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-11 | ||
| JPH03120269U (ja) * | 1990-03-20 | 1991-12-10 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CA1168762A (en) * | 1981-06-22 | 1984-06-05 | Osamu Michikami | Method of fabrication for josephson tunnel junction |
| US4418095A (en) * | 1982-03-26 | 1983-11-29 | Sperry Corporation | Method of making planarized Josephson junction devices |
| US4496648A (en) * | 1982-03-26 | 1985-01-29 | Sperry Corporation | Method of making high reliability lead-alloy Josephson junction |
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| DE102011057029A1 (de) | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Degudent Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines zahntechnischen Modells, Tragplatte zur Aufnahme von einem Gebissmodell sowie zahntechnische Einrichtung |
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3978351A (en) * | 1975-06-30 | 1976-08-31 | International Business Machines Corporation | Quantum interference josephson logic devices |
-
1978
- 1978-12-27 JP JP16228278A patent/JPS5588382A/ja active Granted
-
1979
- 1979-12-19 DE DE7979302966T patent/DE2966847D1/de not_active Expired
- 1979-12-19 US US06/105,011 patent/US4299679A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-12-19 EP EP79302966A patent/EP0013130B1/en not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61138772U (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-28 | ||
| JPH02113575U (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-11 | ||
| JPH03120269U (ja) * | 1990-03-20 | 1991-12-10 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0013130A1 (en) | 1980-07-09 |
| EP0013130B1 (en) | 1984-03-21 |
| DE2966847D1 (en) | 1984-04-26 |
| US4299679A (en) | 1981-11-10 |
| JPS5588382A (en) | 1980-07-04 |
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