JPS63306675A - ジヨセフソン接合素子 - Google Patents

ジヨセフソン接合素子

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Publication number
JPS63306675A
JPS63306675A JP62141515A JP14151587A JPS63306675A JP S63306675 A JPS63306675 A JP S63306675A JP 62141515 A JP62141515 A JP 62141515A JP 14151587 A JP14151587 A JP 14151587A JP S63306675 A JPS63306675 A JP S63306675A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating layer
layer
josephson junction
film layer
thin film
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
Application number
JP62141515A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideto Hidaka
秀人 日高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP62141515A priority Critical patent/JPS63306675A/ja
Publication of JPS63306675A publication Critical patent/JPS63306675A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/10Junction-based devices
    • H10N60/12Josephson-effect devices

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ジョセフソン接合素子、特に弱結合型ジョ
セフソン接合素子に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、超伝導体を用いた回路の主要素子であるジョセフ
ソン接合素子は、その構造を大別して、トンネル型と弱
結合型がある。
従来のトンネル型ジョセフソン接合素子は、第3図の断
面図に示すように、超伝導体(Sl)と(S2)の間K
、数10A程度のトンネル絶縁膜(TI)をはさんだ構
造をして、いる。このようなトンネル型ジョセフソン接
合素子では薄いトンネル絶縁膜(TI)を形成すること
が困難であり、またこのトンネル絶縁膜(TI )の信
頼性を確保し難い等の問題点がある。
従来の弱結合型ジョセフソン接合素子は、第4図の平面
図に示すように超伝導体(S3)の幅を一部(L)細く
した幾何学的形状をもっている。この幅の細い部分(L
)は、動作原理上、サブミクロンオーダ(<1μrrL
)の寸法にする必要があり、そのため必然的てサブミク
ロンオーダの微細加工技術が必要となり、製造工程が複
雑化すると〜・う問題点がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
開一点があり、また弱結合型の場合はサブミクロンレベ
ルの微細パターニングが必須であるという問題点があっ
た。
この発明は上述したような問題点を解決するためになさ
れたもので、微細パターニングの必要がない′弱結合型
ジョセフソン接合素子を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るジョセフソン接合素子は、段差をつけた
絶縁層と、この絶縁層上に形成された超伝導薄膜層とか
ら成るものである。
伝導薄膜層の膜厚が薄いことを利用して微細パターニン
グを不要にした。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を添付図面について説明する
。第1図(a) 、 (b)は、この発明の一実施例の
構造を示すそれぞれ断面図、平面図である。この発明の
ジョセフソン接合素子は、段差をつけた絶縁層(I)と
、この絶縁層(Il上にスパッタリング等で形成された
超伝導薄膜層(81とを備えている。通常、絶縁層(I
)の段差の壁面部では、スパッタリングの方向性により
、カバレージ(Coverage )が悪くなり、ここ
が細くなる。この部分の長さ、即ち、絶縁層(I)の段
差(財)は図中B部の絶縁層(I)の部分エツチング、
或いは図中A部への、厚さMO絶縁層(I)の堆積によ
るもので、いずれも膜厚方向の寸法制御であるので、こ
れがサブミクロン領域の大きさであっても、容易Kかつ
制御性良く決定でき、サブミクロン領域の微細パターニ
ングは不要である。この後、第1図(b) K示すよう
に、平面的に超伝導薄膜層(S)をバターニングし、素
子領域を形成する。このような素子はその基本動作原理
が従来の弱結合型ジョセフソン素子と同様であり、かつ
弱結合部を縦方向に形成できるので、このサブミクロン
寸法は容易に実現できかつ集積度を向上させることがで
きる。また、トンネル型ジョセフソン接合素子と比べた
場合、弱結合型ジョセフソン接合素子の長所である。薄
いトンネル絶縁層を有しないことの信頼性上の有利さ、
および接合の形あわせ持っている。このように、このジ
ョセフソン素子は、トンネル型と弱結合型の長所をあわ
せて持つものと言える。
通常、ジョセフソン接合素子を論理回路に用いる場合に
は、ジョセフソン素子の接合部に対して流れるトンネル
電流と鎖交する磁束を発生する配線(制御線)を設け、
この配線にvl、流を流してジョセフソン素子を零電圧
状態から所定の電圧状態に遷移させ、スイッチングを行
なわせることが多X、)。
第2図(a)はこのような制御線を簡単な方法で形成す
る方法を示したものである。制御線(CL)を絶縁#(
Il中の接合部近傍に配置し、制御線(CL)に接合電
流の方向と垂直な方向(紙面に母直な方向)の電流を流
すことにより、図の矢印のような磁束を発生し、これを
接合と鎖交させてスイッチングを行なわせる。この場合
トンネル型ジョセフソン素子(トンネル絶縁膜厚数1 
OA)に比べて、接合部長さM(=数百〜数千A)を長
くすることができるので、鎖交磁束が大きくとれ磁束に
対する感度が良いという利点がある。
また、第2図(b)に示すように絶縁層(lA)、(I
B’)・・・・・・・・・と超伝導薄膜層(SA)、・
・・・・・・・・とが多層構造になっている場合には、
制御線(CL)を超伝導薄膜層(SA)の下方の絶縁層
(IA)中ではなく、上方の絶縁層(IA)中の配置し
ても良い。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明は、段差をつけた絶縁層および
この絶縁層上に形成された超伏=S薄膜層を有し、段差
の壁面部における起伝導薄膜層の膜層を薄くしたので、
信頼性が高く、微細バターラグが不要になり、かつ高集
積化が可能なジョセフソン接合素子を提供し得る効果を
奏す。
生 図面の?!i!I単な説明 第1図(a) 、 (b)はこの発明の一実施例の構造
を示すそれぞれ断面図、平面図、第2図(a) 、 (
blはこの発明の他の実施例を構造を示す断面図、第3
図は従来のトンネル型ジョセフソン接合素子の構造を示
す断面図、第4図は従来の弱結合型ンヨセフソン接合素
子の構造を示す平面図である。
図において、(I)、(IA)、(IB)は段差をつけ
た絶縁層、(S)、(SA)は超伝導薄膜層、(CL)
は制御線である。
なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
S:超伝導薄膜層 第2図 SA 起転S薄膜層 第4図 5.5

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)段差をつけた絶縁層と、この絶縁層上に形成され
    た超伝導薄膜層とを備え、前記段差の壁面部では前記超
    伝導薄膜層の膜層が薄くなつていることを特徴とするジ
    ョセフソン接合素子。
  2. (2)絶縁層は、超伝導薄膜層との接合部近傍に制御線
    を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    ジョセフソン接合素子。
JP62141515A 1987-06-08 1987-06-08 ジヨセフソン接合素子 Pending JPS63306675A (ja)

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JPS63306675A true JPS63306675A (ja) 1988-12-14

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02192774A (ja) * 1989-01-21 1990-07-30 Shimadzu Corp 準平面型ジョセフソン接合素子
US5382566A (en) * 1992-05-29 1995-01-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Josephson junction device formed of oxide superconductor and process for preparing the same
US5612545A (en) * 1991-12-23 1997-03-18 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Superconducting quantum interference device formed of oxide superconductor thin film
USRE37587E1 (en) * 1990-12-28 2002-03-19 Sumitomo Electric Industries Ltd. Superconducting quantum interference device formed of oxide superconductor thin film

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