JPS62104181A - 超伝導三端子素子 - Google Patents
超伝導三端子素子Info
- Publication number
- JPS62104181A JPS62104181A JP60245110A JP24511085A JPS62104181A JP S62104181 A JPS62104181 A JP S62104181A JP 60245110 A JP60245110 A JP 60245110A JP 24511085 A JP24511085 A JP 24511085A JP S62104181 A JPS62104181 A JP S62104181A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- gate electrode
- source
- drain
- proximity effect
- 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.)
- Pending
Links
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
- H10N60/128—Junction-based devices having three or more electrodes, e.g. transistor-like structures
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は超伝導三端子素子の構造に関するものである
。
。
第２図は例えばジャーナルオプアプライドフイジクス
５１．２７３６ （１９８０） （Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓ、 ５１．２７３６
（１９８０） ）に示された従来の超伝導三端子素子
を示す断面図であり、図において、１は半導体、２及び
３は超伝導三端子素子の２つの被制御端子電極である超
伝導金属よりなるソース及びドレイン、４は絶縁体、５
はゲート電極である。
５１．２７３６ （１９８０） （Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓ、 ５１．２７３６
（１９８０） ）に示された従来の超伝導三端子素子
を示す断面図であり、図において、１は半導体、２及び
３は超伝導三端子素子の２つの被制御端子電極である超
伝導金属よりなるソース及びドレイン、４は絶縁体、５
はゲート電極である。
次に動作について説明する。第２図に示される構造は通
常のＭＯＳ （全屈−酸化物−半導体） ｌ−ランジ
スタと類似している。異なる点はソース２゜ドレイン３
電極が超伝導金属で構成されていることである。このデ
バイスはソース、ドレイン電極２．３が超伝導性を示す
ように十分低温で動作させる。
常のＭＯＳ （全屈−酸化物−半導体） ｌ−ランジ
スタと類似している。異なる点はソース２゜ドレイン３
電極が超伝導金属で構成されていることである。このデ
バイスはソース、ドレイン電極２．３が超伝導性を示す
ように十分低温で動作させる。
ゲート電極５に電圧を印加するとゲート下の半導体１中
にはチャンネルと呼ばれる電子の集積した部分が生じる
。そのとき、ソース、ドレイン電極２，３が超伝導体で
あるために近接効果によりチャンネル部が超伝導性を有
するようになる。そのため、このトランジスタが”ＯＮ
”状態のときソース、ドレイン２．３間の電気抵抗は零
となる。
にはチャンネルと呼ばれる電子の集積した部分が生じる
。そのとき、ソース、ドレイン電極２，３が超伝導体で
あるために近接効果によりチャンネル部が超伝導性を有
するようになる。そのため、このトランジスタが”ＯＮ
”状態のときソース、ドレイン２．３間の電気抵抗は零
となる。
ここで示された超伝導体の近接効果は、チャンネル部へ
の量子力学的超伝導波動函数の滲み出し量で表わされ、
次式で表わされる。
の量子力学的超伝導波動函数の滲み出し量で表わされ、
次式で表わされる。
１甲ｆｘ） ｌ＜、、ｅ ｘ ｐ （−ｘ ／ξ）こ
こで、甲（Ｘ）が超伝導波動函数の強さであり、Ｘは超
伝導金属からの距離、ξはコヒーレンスの長さである。
こで、甲（Ｘ）が超伝導波動函数の強さであり、Ｘは超
伝導金属からの距離、ξはコヒーレンスの長さである。
このコヒーレンスの長さξが超伝導波動函数の滲み出し
の距離の目やすを与え、一般に１μｍ以下の非常に小さ
な量である。一般に、半導体１に有効質量の小さな材料
を選べば、コヒーレンスの長さは長くなり、またチャン
ネル部のキャリア密度が高くなるとこれによってもコヒ
ーレンスの長さが長くなる。
の距離の目やすを与え、一般に１μｍ以下の非常に小さ
な量である。一般に、半導体１に有効質量の小さな材料
を選べば、コヒーレンスの長さは長くなり、またチャン
ネル部のキャリア密度が高くなるとこれによってもコヒ
ーレンスの長さが長くなる。
従来の超伏、導三端子素子は以上のように構成されてい
るので、ソース、ドレイン間の距離を非常に短くせねば
ならず、非常に高精度な写真製版技術を必要とし、また
チャンネル部のキャリア密度を非常に高くする必要があ
る。
るので、ソース、ドレイン間の距離を非常に短くせねば
ならず、非常に高精度な写真製版技術を必要とし、また
チャンネル部のキャリア密度を非常に高くする必要があ
る。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、写真製版技術で実現できる距離よりもはるか
に短いチャンネル長を有する超伝導三端子素子を得るこ
とを目的としている。
たもので、写真製版技術で実現できる距離よりもはるか
に短いチャンネル長を有する超伝導三端子素子を得るこ
とを目的としている。
この発明に係る超伝導三端子素子は、２つの被制御端子
電極、即ちソースとドレインを基板と垂直な方向に配置
したものである。
電極、即ちソースとドレインを基板と垂直な方向に配置
したものである。
この発明においては、ソースとドレインは非常に近接し
て配置されているため、近接効果による超伝導波動函数
の滲み出しが強調されている。
て配置されているため、近接効果による超伝導波動函数
の滲み出しが強調されている。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１は異方性エツチング等によって作られた
片面に凸凹を有する半導体、２は半導体１の平らな面に
取りつけられた超伝導ソース電極、３は半導体１の上記
凸凹のうち凸面に付けられた超伝導ドレイン電極、５は
半導体１の上記凸凹のうち凹面に付けられたゲート電極
である。
図において、１は異方性エツチング等によって作られた
片面に凸凹を有する半導体、２は半導体１の平らな面に
取りつけられた超伝導ソース電極、３は半導体１の上記
凸凹のうち凸面に付けられた超伝導ドレイン電極、５は
半導体１の上記凸凹のうち凹面に付けられたゲート電極
である。
第１図に示す本実施例素子はソース、及びドレイン電極
２．３が超伝導となるように十分低温で動作させる。半
導体１中には超伝導近接効果により超伝導バスが生じる
ように十分高濃度に不純物をドーピングしである。ゲー
ト電極５と半導体１との境界にはショットキー障壁が生
じるような材料を選択する。ゲート電極５の周囲にはシ
ョットキー障壁に起因する空乏層が存在し、その空乏層
領域はゲート電極５に印加する電圧を変化することによ
り制御できる。空乏層領域が増加するとチャンネル幅が
狭くなる。チャンネル部は近接効果により超伝導状態と
なっているために、ゲート電極５に加える電圧を変化す
ることによりソース。
２．３が超伝導となるように十分低温で動作させる。半
導体１中には超伝導近接効果により超伝導バスが生じる
ように十分高濃度に不純物をドーピングしである。ゲー
ト電極５と半導体１との境界にはショットキー障壁が生
じるような材料を選択する。ゲート電極５の周囲にはシ
ョットキー障壁に起因する空乏層が存在し、その空乏層
領域はゲート電極５に印加する電圧を変化することによ
り制御できる。空乏層領域が増加するとチャンネル幅が
狭くなる。チャンネル部は近接効果により超伝導状態と
なっているために、ゲート電極５に加える電圧を変化す
ることによりソース。
ドレイン電極２．３間の抵抗が超伝導状態と非超伝導状
態になるようにスイッチさせることが出来る。
態になるようにスイッチさせることが出来る。
このような本実施例によれば、ソース、ドレインを基板
に垂直な方向に配置し、ゲート電極を埋め込み型にした
ため、ソース、ドレイン間の距離が非常に短くなり、近
接効果が強められる。そのため素子の作製が容易となり
、また低いゲート電圧で動作させることができる。
に垂直な方向に配置し、ゲート電極を埋め込み型にした
ため、ソース、ドレイン間の距離が非常に短くなり、近
接効果が強められる。そのため素子の作製が容易となり
、また低いゲート電圧で動作させることができる。
なお、上記実施例ではゲート電極５は半導体ｌに直接接
触してショットキー障壁を生じるように構成したが、こ
れはＭＯＳ （金属−酸化物一半場体）構造のゲートで
も良い。
触してショットキー障壁を生じるように構成したが、こ
れはＭＯＳ （金属−酸化物一半場体）構造のゲートで
も良い。
以上のように、この発明によれば、超伝導電子の近接効
果を利用した超伝導三端子素子において、ソース、ドレ
インを基板に垂直な方向に配置したため、ソー１．ドレ
イン間の距離が非常に短くなり、近接効果が強められる
。そのため素子の作製が容易となり、また低いゲート電
圧で動作させることができる効果がある。
果を利用した超伝導三端子素子において、ソース、ドレ
インを基板に垂直な方向に配置したため、ソー１．ドレ
イン間の距離が非常に短くなり、近接効果が強められる
。そのため素子の作製が容易となり、また低いゲート電
圧で動作させることができる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による超伝導三端子素子を
示す断面図、第２図は従来の超伝導三端子素子を示す断
面図である。 １は半導体、２は超伝導ソース電極、３は超伝導ドレイ
ン電極、４は絶縁体、５はゲート電極。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
示す断面図、第２図は従来の超伝導三端子素子を示す断
面図である。 １は半導体、２は超伝導ソース電極、３は超伝導ドレイ
ン電極、４は絶縁体、５はゲート電極。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）超伝導電子の近接効果を利用して半導体中に超伝
導チャンネルを誘起させることを利用した超伝導三端子
素子において、 ２つの被制御端子電極をこれらの素子を構成する基板に
対して垂直に配置したことを特徴とする超伝導三端子素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60245110A JPS62104181A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 超伝導三端子素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60245110A JPS62104181A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 超伝導三端子素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62104181A true JPS62104181A (ja) | 1987-05-14 |
Family
ID=17128767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60245110A Pending JPS62104181A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 超伝導三端子素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62104181A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005294782A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Takeshi Awaji | 半導体超伝導素子 |
-
1985
- 1985-10-31 JP JP60245110A patent/JPS62104181A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005294782A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Takeshi Awaji | 半導体超伝導素子 |
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