JPS63269586A - ブリツジ型ジヨセフソン接合素子の製造方法 - Google Patents
ブリツジ型ジヨセフソン接合素子の製造方法Info
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- JPS63269586A JPS63269586A JP62103764A JP10376487A JPS63269586A JP S63269586 A JPS63269586 A JP S63269586A JP 62103764 A JP62103764 A JP 62103764A JP 10376487 A JP10376487 A JP 10376487A JP S63269586 A JPS63269586 A JP S63269586A
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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」
本発明は、超電導量子干渉素子、超電導ミクサーなどに
用いるブリッジ型ジョセフソン接合素子の製造方法に関
するものである。
用いるブリッジ型ジョセフソン接合素子の製造方法に関
するものである。
「従来の技術」
ブリッジ型ジョセフソン接合素子の製造方法の代表的な
例として従来、ダイヤモンド等の切削刃を用い、超電導
層の上面に前記切部［刃で溝加工を施して膜厚の小さい
部分を形成し、この部分をブリッジ部としてジョセフソ
ン素子を製造する方法、あるいは、フォトリソグラフィ
技術とイオンビーム加工の組み合わせにより種々のパタ
ーンを形成してジョセフソン接合素子を製造する方法が
知られている。
例として従来、ダイヤモンド等の切削刃を用い、超電導
層の上面に前記切部［刃で溝加工を施して膜厚の小さい
部分を形成し、この部分をブリッジ部としてジョセフソ
ン素子を製造する方法、あるいは、フォトリソグラフィ
技術とイオンビーム加工の組み合わせにより種々のパタ
ーンを形成してジョセフソン接合素子を製造する方法が
知られている。
「発明が解決しようとする問題点」
しかしながら前記切削刃を用いる従来の製造方法は、刃
先の形状変化や刃先圧力のわずかな変動によってブリッ
ジ部の形状が大きく変化するために、所望の特性のジョ
セフソン素子が得られにくい問題がある。また、最近発
見されている臨界温度の高い酸化物系超電導体などは極
めて脆いために、これらの材料からなる超電導層を切削
刃で正確に加工すること、は極めて困難な問題がある。
先の形状変化や刃先圧力のわずかな変動によってブリッ
ジ部の形状が大きく変化するために、所望の特性のジョ
セフソン素子が得られにくい問題がある。また、最近発
見されている臨界温度の高い酸化物系超電導体などは極
めて脆いために、これらの材料からなる超電導層を切削
刃で正確に加工すること、は極めて困難な問題がある。
一方、フォトリソグラフィ技術とイオンビーム加工を用
いる従来の製造方法は、当然、フォトリソグラフィの工
程が必要であり、１μｍ以下のパターンをフォトリソグ
ラフィ技術で形成するには、特殊なフォトレジストと露
光装置が必要であって製造コスト′が嵩む間−がある。
いる従来の製造方法は、当然、フォトリソグラフィの工
程が必要であり、１μｍ以下のパターンをフォトリソグ
ラフィ技術で形成するには、特殊なフォトレジストと露
光装置が必要であって製造コスト′が嵩む間−がある。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、フォトリ
ソグラフィの工程が不要であって製造コストが安く、超
電導層を構成する材料の種類に左右されることな〈実施
可能であるとともに、超電導層の正確な加工が可能で、
品質の安定したジョセフソン接合素子を製造できる方法
を提供することを目的とする。
ソグラフィの工程が不要であって製造コストが安く、超
電導層を構成する材料の種類に左右されることな〈実施
可能であるとともに、超電導層の正確な加工が可能で、
品質の安定したジョセフソン接合素子を製造できる方法
を提供することを目的とする。
「°問題点を解決す乞ための手段」
本発明は、前記問題点を解決するために、基板上に超電
導層を形成し、この超電導層の上面に集束イオンビーム
を照射してイオンビームエツチングを行い、超電導層の
上面に凹溝を形成してブリッジ部を形成するとともに、
ブリッジ部の電気抵抗の変化により加工を終了するもの
である。
導層を形成し、この超電導層の上面に集束イオンビーム
を照射してイオンビームエツチングを行い、超電導層の
上面に凹溝を形成してブリッジ部を形成するとともに、
ブリッジ部の電気抵抗の変化により加工を終了するもの
である。
「作用 」
集束イオンビームにより凹溝を形成するために、フォト
リソグラフィの工程は不要であり、脆い超電導層であっ
ても正確に凹溝の加工が可能となる。
リソグラフィの工程は不要であり、脆い超電導層であっ
ても正確に凹溝の加工が可能となる。
また、集束イオンビームによる加工中にブリッジ部の電
気抵抗を測定し、電気抵抗変化に応じて加工を終了する
ために、凹溝の正確な加工が可能となる。
気抵抗を測定し、電気抵抗変化に応じて加工を終了する
ために、凹溝の正確な加工が可能となる。
以下に本発明について更に詳細に説明する。
第１図と第２図は本発明方法の一例を説明するためのも
ので、本発明方法を実施してブリッジ型ジョセフソン接
合素子を製造するには、まず、石英ガラス等からなる基
板ｌの上面に、金属板等にからなるマスクを用いて高周
波マグネトロンスパッタ法によりＮｂのストリップ（超
電導層）２を形成する。この際、基板を例えば３００℃
程度の高温に加熱し、Ａｒガス等の不活性ガス雰囲気に
おいてスパッタすることが好ましい。
ので、本発明方法を実施してブリッジ型ジョセフソン接
合素子を製造するには、まず、石英ガラス等からなる基
板ｌの上面に、金属板等にからなるマスクを用いて高周
波マグネトロンスパッタ法によりＮｂのストリップ（超
電導層）２を形成する。この際、基板を例えば３００℃
程度の高温に加熱し、Ａｒガス等の不活性ガス雰囲気に
おいてスパッタすることが好ましい。
次に、前記ストリップ２の表面に、ストリップ２の長さ
方向に直角に集束イオンビームを照射し、イオンビーム
エツチングによって第２図に示す凹溝３を形成してブリ
ッジ部５を構成する。このイオンビームエツチングは、
Ｇａ十等のイオン種を用い、所定の加速電圧でビーム径
を例えば０．３μｍ程度に設定し、真空雰囲気中におい
て所定のビーム走査速度で行い、走査は繰り返し多数回
行、うものとする。ここで、イオンビームエツチングを
行うに際し、ブリッジ部の電気抵抗を逐次モニターして
電気抵抗の変化により加工を終了させる。
方向に直角に集束イオンビームを照射し、イオンビーム
エツチングによって第２図に示す凹溝３を形成してブリ
ッジ部５を構成する。このイオンビームエツチングは、
Ｇａ十等のイオン種を用い、所定の加速電圧でビーム径
を例えば０．３μｍ程度に設定し、真空雰囲気中におい
て所定のビーム走査速度で行い、走査は繰り返し多数回
行、うものとする。ここで、イオンビームエツチングを
行うに際し、ブリッジ部の電気抵抗を逐次モニターして
電気抵抗の変化により加工を終了させる。
ここで、電気抵抗は凹溝３が深くなるほど増加すること
になるが、実際に製造する際には、予め適当な試料を用
意して電気抵抗の増加割合と凹溝３の深さの関係を測定
して求めておき、所要の深さの凹溝３を形成した状態で
電気抵抗がどの程度の値になるものか把握し、モニター
した抵抗値が前記の値になった場合に加工を終了するよ
うにする。
になるが、実際に製造する際には、予め適当な試料を用
意して電気抵抗の増加割合と凹溝３の深さの関係を測定
して求めておき、所要の深さの凹溝３を形成した状態で
電気抵抗がどの程度の値になるものか把握し、モニター
した抵抗値が前記の値になった場合に加工を終了するよ
うにする。
このようにブリッジ部の電気抵抗の変化でイオンビーム
エツチングを終了させるならば、最適な厚さまで確実に
イオンビームエツチングすることができるので正確な深
さと幅のブリッジ部を形成することができるようになり
、品質の安定したブリッジ型ジョセフソン接合素子を製
造できる効果がある。
エツチングを終了させるならば、最適な厚さまで確実に
イオンビームエツチングすることができるので正確な深
さと幅のブリッジ部を形成することができるようになり
、品質の安定したブリッジ型ジョセフソン接合素子を製
造できる効果がある。
「実施例」
石英ガラスからなる基板の上面に、金属製のマスクを用
いて高周波マグネトロンスパッタ法により、幅５０μｍ
１厚さ１μｍのＮｂのストリップを形成した。この際、
基板温度を３００℃に設定し、Ａｒガス雰囲気において
圧力を６．７Ｘ１０−’Ｐａに設定するとともに、マグ
ネトロンスパッタの高周波電力を３００Ｗに設定した。
いて高周波マグネトロンスパッタ法により、幅５０μｍ
１厚さ１μｍのＮｂのストリップを形成した。この際、
基板温度を３００℃に設定し、Ａｒガス雰囲気において
圧力を６．７Ｘ１０−’Ｐａに設定するとともに、マグ
ネトロンスパッタの高周波電力を３００Ｗに設定した。
次に、前記ストリップの表面に、ストリップの長さ方向
に直角に集束イオンビームを照射して凹溝を形成するこ
とによって、幅０．４μｍ１膜厚０゜４μｍのブリッジ
部を形成した。このイオンビームエツチングは、イオン
種Ｇａ中を用い、加速電圧３０ｋＶ、電流１００ｐＡ、
ビーム径０．３μｍ。
に直角に集束イオンビームを照射して凹溝を形成するこ
とによって、幅０．４μｍ１膜厚０゜４μｍのブリッジ
部を形成した。このイオンビームエツチングは、イオン
種Ｇａ中を用い、加速電圧３０ｋＶ、電流１００ｐＡ、
ビーム径０．３μｍ。
ビーム走査速度１０μｍ／ｓｅａ、試料真空度１０−’
Ｐａに設定して行い、走査繰り返し回数を３００回とし
た。また、イオンビームエツチングを行うに際し、ブリ
ッジ部の電気抵抗を逐次モニターして゛電気抵抗の変化
により加工を終了させた。
Ｐａに設定して行い、走査繰り返し回数を３００回とし
た。また、イオンビームエツチングを行うに際し、ブリ
ッジ部の電気抵抗を逐次モニターして゛電気抵抗の変化
により加工を終了させた。
前記のように製造されたジョセフソン接合素子を液体ヘ
リウムに浸漬して極低温に冷却し、その特性を測定した
ところ一第３図の実線Ａで示す電流電圧特性を得ること
ができ、良好なジョセフソン接合素子であると判断でき
た。
リウムに浸漬して極低温に冷却し、その特性を測定した
ところ一第３図の実線Ａで示す電流電圧特性を得ること
ができ、良好なジョセフソン接合素子であると判断でき
た。
なお、前記実施例においては、Ｎｂからなる超電導層を
用いたか、超電導層はこれに限るものではなく、Ｎｂ化
合物系やＮｂ合金系、または、八−Ｂ −Ｃｕ−０系（
ただし、Ａは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ。
用いたか、超電導層はこれに限るものではなく、Ｎｂ化
合物系やＮｂ合金系、または、八−Ｂ −Ｃｕ−０系（
ただし、Ａは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ。
Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等の周期律表ｍａ属元素の中から選択さ
れた１種以上の元素を示し、ＢはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｒａ等のアルカリ土類金属元素の中から選
択された１種以上の元素を示す）の酸化物系超電導体か
らなるものであっても良い。
ｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等の周期律表ｍａ属元素の中から選択さ
れた１種以上の元素を示し、ＢはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｒａ等のアルカリ土類金属元素の中から選
択された１種以上の元素を示す）の酸化物系超電導体か
らなるものであっても良い。
「発明の効果」
以上説明したように本発明は、イオンビームエツチング
により超電導層に凹溝を形成してブリッジ部を形成する
ために、超電導層が酸化物系超電導体のように脆い材料
からなるものであっても支障なく加工することができる
ようになり、超電導層の種類に関係なく加工可能となる
効果かある。また、イオンビーム加工とフォトリソグラ
フィを用いてパターンを形成する製造方法に比較すると
フォトリソグラフィの工程が不要なために製造コストが
安くなる効果がある。更に、イオンビームによるエツチ
ング中にブリッジ部の電圧を測定して電圧変化を把握す
るために、最適な深さまで凹溝を加工することができ、
ブリッジ部の加工精度が向上するとともに品質の安定し
たジョセフソン接合素子を製造できる効果がある。
により超電導層に凹溝を形成してブリッジ部を形成する
ために、超電導層が酸化物系超電導体のように脆い材料
からなるものであっても支障なく加工することができる
ようになり、超電導層の種類に関係なく加工可能となる
効果かある。また、イオンビーム加工とフォトリソグラ
フィを用いてパターンを形成する製造方法に比較すると
フォトリソグラフィの工程が不要なために製造コストが
安くなる効果がある。更に、イオンビームによるエツチ
ング中にブリッジ部の電圧を測定して電圧変化を把握す
るために、最適な深さまで凹溝を加工することができ、
ブリッジ部の加工精度が向上するとともに品質の安定し
たジョセフソン接合素子を製造できる効果がある。
第１図と第２図は本発明方法の一例を説明するためのも
ので、第１図は棒板上に形成したストリップを示す断面
図、第２図はストリップに凹溝を形成した状態を示す断
面図、第３図は本発明方法を実施して得られたジョセフ
ソン接合素子の電気特性を示す線図である。 ｌ・・・・・・基板、 ２・・・・・・ストリップ
（超電導層）、３・・・・・・凹溝、 ５・・・・
・・ブリッジ部。
ので、第１図は棒板上に形成したストリップを示す断面
図、第２図はストリップに凹溝を形成した状態を示す断
面図、第３図は本発明方法を実施して得られたジョセフ
ソン接合素子の電気特性を示す線図である。 ｌ・・・・・・基板、 ２・・・・・・ストリップ
（超電導層）、３・・・・・・凹溝、 ５・・・・
・・ブリッジ部。
Claims (1)
- 基板上に超電導層を形成するとともに、この超電導層の
上面に集束イオンビームを照射して凹溝を形成すること
によりブリッジ部を形成するとともに、集束イオンビー
ムによる加工中にブリッジ部の電気抵抗を測定し、この
電気抵抗の変化に応じてイオンビームによる加工を終了
することを特徴とするブリッジ型ジョセフソン接合素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62103764A JPS63269586A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | ブリツジ型ジヨセフソン接合素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62103764A JPS63269586A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | ブリツジ型ジヨセフソン接合素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63269586A true JPS63269586A (ja) | 1988-11-07 |
Family
ID=14362560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62103764A Pending JPS63269586A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | ブリツジ型ジヨセフソン接合素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63269586A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08186301A (ja) * | 1994-12-27 | 1996-07-16 | Chodendo Sensor Kenkyusho:Kk | ダンピング抵抗付きｓｑｕｉｄ |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5269297A (en) * | 1975-12-05 | 1977-06-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture of josephson element |
| JPS5325996A (en) * | 1976-08-24 | 1978-03-10 | Toshiba Corp | Laser working method |
| JPS5635481A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-08 | Fujitsu Ltd | Nitrification of molybdenum |
| JPS60167332A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6334984A (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-15 | Hitachi Ltd | 超電導回路装置およびその製造方法 |
-
1987
- 1987-04-27 JP JP62103764A patent/JPS63269586A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5269297A (en) * | 1975-12-05 | 1977-06-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture of josephson element |
| JPS5325996A (en) * | 1976-08-24 | 1978-03-10 | Toshiba Corp | Laser working method |
| JPS5635481A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-08 | Fujitsu Ltd | Nitrification of molybdenum |
| JPS60167332A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6334984A (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-15 | Hitachi Ltd | 超電導回路装置およびその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08186301A (ja) * | 1994-12-27 | 1996-07-16 | Chodendo Sensor Kenkyusho:Kk | ダンピング抵抗付きｓｑｕｉｄ |
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