JPS6359272B2 - - Google Patents

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JPS6359272B2
JPS6359272B2 JP57212957A JP21295782A JPS6359272B2 JP S6359272 B2 JPS6359272 B2 JP S6359272B2 JP 57212957 A JP57212957 A JP 57212957A JP 21295782 A JP21295782 A JP 21295782A JP S6359272 B2 JPS6359272 B2 JP S6359272B2
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semiconductor layer
semiconductor
superconducting element
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superconducting
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【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体層と、その半導体層にオーミ
ツクに連結され且つ上記半導体層に超伝導電流を
流すための超伝導体でなる第1及び第2の電極
と、上記半導体層の上記第1及び第2の電極間の
領域上に配され且つ上記超伝導電流を制御するた
めの第3の電極を有する超伝導素子、及びその製
法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a semiconductor layer, first and second electrodes made of a superconductor that are ohmicly connected to the semiconductor layer and for flowing a superconducting current through the semiconductor layer, and The present invention relates to a superconducting element having a third electrode disposed on a region between the first and second electrodes of a semiconductor layer and for controlling the superconducting current, and a method for manufacturing the same.

上述した超伝導素子として、従来、第1図を伴
なつて次に述べる構成を有するものが提案されて
いる。
As the above-mentioned superconducting element, one having the configuration described below with reference to FIG. 1 has been proposed.

すなわち、半絶縁性半導体基板1に、低キヤリ
ア濃度を有するバツフア層としての半導体層2
と、例えばn形の活性層としての半導体層3と
が、それらの順にエピタキシヤル成長法によつて
形成されている。
That is, a semi-insulating semiconductor substrate 1 is provided with a semiconductor layer 2 as a buffer layer having a low carrier concentration.
and, for example, a semiconductor layer 3 as an n-type active layer are formed in that order by epitaxial growth.

そして、半導体層3上に、それに超伝導電流を
流すための超伝導体でなる電極4及び5がオーミ
ツクに連結されている。
Electrodes 4 and 5 made of a superconductor are ohmicly connected to the semiconductor layer 3 to allow a superconducting current to flow therethrough.

また、半導体層3の電極4及び5間の領域に、
半導体層3に流れる超伝導電流を制御するための
電極6が、半導体層3との間でシヨツトキ接合7
を形成するように配されている。
Furthermore, in the region between the electrodes 4 and 5 of the semiconductor layer 3,
An electrode 6 for controlling superconducting current flowing through the semiconductor layer 3 forms a shot junction 7 with the semiconductor layer 3.
are arranged to form a

以上が、従来提案されている超伝導素子の構成
である。
The above is the structure of the conventionally proposed superconducting element.

このような構成を有する超伝導素子によれば、
電極4及び5間に負荷を介して電源を接続するこ
とによつて、負荷に、電極4及び5、及び半導体
層3の電極4及び5間の領域を通つて、超伝導電
流を流すことができる。
According to a superconducting element having such a configuration,
By connecting a power source between the electrodes 4 and 5 via the load, a superconducting current can be caused to flow through the load through the electrodes 4 and 5 and the region between the electrodes 4 and 5 of the semiconductor layer 3. can.

また、電極4及び5の一方と電極6との間に制
御電圧を印加させれば、半導体層3内に、シヨツ
トキ接合7から、制御電圧の値に応じた拡がり
で、空乏層8が拡がる。
Further, when a control voltage is applied between one of the electrodes 4 and 5 and the electrode 6, a depletion layer 8 expands in the semiconductor layer 3 from the Schottky junction 7 in a manner corresponding to the value of the control voltage.

従つて、上述した半導体層3の電極4及び5間
の領域を通つて負荷に流れる超伝導電流を、半導
体層3の電極4及び5間の領域で制御することが
できる。
Therefore, the superconducting current flowing to the load through the region between the electrodes 4 and 5 of the semiconductor layer 3 described above can be controlled in the region between the electrodes 4 and 5 of the semiconductor layer 3.

よつて、第1図に示す従来の超伝導素子の構成
によれば、金属シヨツトキゲート形超伝導三端子
FETとしての機能を得ることができる。
Therefore, according to the configuration of the conventional superconducting element shown in FIG.
It can function as a FET.

しかしながら、第1図に示す従来の超伝導素子
の構成による場合、利得が高々3程度しかとれ
ず、従つて、高い利得を得ることができない、と
いう欠点を有していた。
However, the structure of the conventional superconducting element shown in FIG. 1 has the drawback that the gain can only be about 3 at most, and therefore a high gain cannot be obtained.

また、第1図に示す従来の超伝導素子の構成に
よる場合、電極4及び5間に接続する電源とし
て、100mVという高い電圧のものを用意する必
要がある、という欠点を有していた。
Furthermore, the configuration of the conventional superconducting element shown in FIG. 1 has the disadvantage that it is necessary to prepare a power source with a high voltage of 100 mV to be connected between the electrodes 4 and 5.

さらに、第1図に示す従来の超伝導素子の構成
による場合、電極4及び5の一方と電極6との間
に印加する制御電圧が100mV以上の高い電圧を
有している必要がある、などの欠点を有してい
た。
Furthermore, in the case of the conventional superconducting element configuration shown in FIG. 1, the control voltage applied between one of electrodes 4 and 5 and electrode 6 needs to have a high voltage of 100 mV or more. It had the following drawbacks.

よつて、本発明は、上述した欠点のない、新規
な、上述した超伝導素子、及びその製法を提案せ
んとするものである。
Therefore, the present invention aims to propose a novel superconducting element as described above and a method for manufacturing the same, which is free from the above-mentioned drawbacks.

まず、本発明による超伝導素子の理解の容易の
ため、本発明の基礎となる超伝導素子の実施例を
述べよう。
First, in order to facilitate understanding of the superconducting device according to the present invention, an example of the superconducting device that is the basis of the present invention will be described.

第2図は、本発明の基礎となる超伝導素子の第
1の実施例を示し、次に述べる構成を有する。
FIG. 2 shows a first embodiment of a superconducting element, which is the basis of the present invention, and has the configuration described below.

すなわち、第1図に示す従来の超伝導素子の半
導体基板1に対応している、例えばGaAsでなる
半絶縁性半導体基板11上に、第1図に示す従来
の超伝導素子の半導体層2に対応している、低キ
ヤリア濃度を有する(所謂ノンドープの)バツフ
ア層としての半導体層12が形成されている。
That is, on a semi-insulating semiconductor substrate 11 made of GaAs, for example, which corresponds to the semiconductor substrate 1 of the conventional superconducting element shown in FIG. A corresponding semiconductor layer 12 as a buffer layer (so-called non-doped) having a low carrier concentration is formed.

また、半導体層12上に、n形の高キヤリア濃
度を有する例えばAlxGa1-xAs(0<x≦1)でな
る半導体層13と、低キヤリア濃度を有する(所
謂ノンドープの)例えばGaAsでなる半導体層1
4と、n形の高キヤリア濃度を有する例えばAlx
Ga1-xAsでなる半導体層15とが、それらの順
に、それ自体は公知のエピタキシヤル成長法によ
つて積層して形成され、そして、半導体層13,
14及び15による積層構成の半導体積層体16
が形成されている。
Further, on the semiconductor layer 12, a semiconductor layer 13 made of, for example, Al x Ga 1-x As (0<x≦1) having a high n-type carrier concentration, and a semiconductor layer 13 made of (so-called non-doped), for example, GaAs having a low carrier concentration. Semiconductor layer 1 consisting of
4 and a high carrier concentration of the n-type, e.g. Al x
Semiconductor layers 15 made of Ga 1-x As are stacked in this order by a known epitaxial growth method, and semiconductor layers 13,
Semiconductor laminate 16 having a laminate configuration of 14 and 15
is formed.

この場合、半導体層13及び15は、半導体層
14に比し高いエネルギバンドギヤツプを有し、
従つて、半導体層13及び14間、及び14及び
15間にヘテロ接合25及び26が形成されてい
る。
In this case, the semiconductor layers 13 and 15 have a higher energy band gap than the semiconductor layer 14,
Therefore, heterojunctions 25 and 26 are formed between semiconductor layers 13 and 14 and between 14 and 15.

また、半導体積層体16に、半導体層13及び
14を横切つて半導体層15に達する除去部18
及び19が形成され、そしてそれら除去部18及
び19内に、電極20及び21が、半導体層1
3,14及び15に連結して配されている。な
お、このように除去部18及び19が形成された
状態での半導体積層体16の半導体層13及び1
4の長さは、超伝導電子対の減衰距離と同程度ま
たはそれ以下に選ばれている。
In addition, a removed portion 18 is provided in the semiconductor stack 16 that crosses the semiconductor layers 13 and 14 and reaches the semiconductor layer 15.
and 19 are formed, and electrodes 20 and 21 are formed in the removed portions 18 and 19 of the semiconductor layer 1.
3, 14 and 15 are connected to each other. Note that the semiconductor layers 13 and 1 of the semiconductor stack 16 with the removed portions 18 and 19 formed in this manner
The length of 4 is selected to be equal to or less than the attenuation distance of the superconducting electron pair.

さらに、半導体積層体16の電極20及び21
間の領域に、電極22が、半導体積層体16の半
導体層15との間でシヨツトキ接合23を形成す
るように、配されている。
Furthermore, the electrodes 20 and 21 of the semiconductor stack 16
In the region between, an electrode 22 is arranged so as to form a shot junction 23 with the semiconductor layer 15 of the semiconductor stack 16.

以上が、本発明の基礎となる超伝導素子の第1
の実施例の構成である。
The above is the first part of the superconducting element that is the basis of the present invention.
This is the configuration of the embodiment.

このような構成を有する本発明の基礎となる超
伝導素子によれば、その半導体積層体16が、第
1図に示す従来の超伝導素子の半導体層3に対応
しているので、電極20及び21間に負荷を介し
て電源を接続することによつて、負荷に、電極4
及び5、及び半導体積層体16の電極20及び2
1間の領域を通つて、超伝導電流を流すことがで
きる。
According to the superconducting element having such a configuration, which is the basis of the present invention, the semiconductor laminate 16 corresponds to the semiconductor layer 3 of the conventional superconducting element shown in FIG. By connecting a power source between electrodes 21 and 21 through the load, the electrodes 4
and 5, and electrodes 20 and 2 of the semiconductor stack 16
A superconducting current can flow through the region between 1 and 1.

また、電極22が、第1図に示す従来の超伝導
素子の電極6に対応しているので、電極20及び
21の一方と電極22との間に制御電圧を印加さ
せれば、半導体積層体16内に、シヨツトキ接合
23から、制御電圧の値に応じた拡がりで、空乏
層24が拡がる。
Moreover, since the electrode 22 corresponds to the electrode 6 of the conventional superconducting element shown in FIG. 1, if a control voltage is applied between one of the electrodes 20 and 21 and the electrode 22, the semiconductor stack 16, a depletion layer 24 expands from the shot junction 23 in a manner that corresponds to the value of the control voltage.

従つて、上述した半導体積層体16の電極20
及び21間の領域を通つて負荷に流れる超伝導電
流を、半導体積層体16間の領域で制御すること
ができる。
Therefore, the electrode 20 of the semiconductor stack 16 described above
The superconducting current flowing to the load through the region between the semiconductor stack 16 and 21 can be controlled in the region between the semiconductor stack 16.

よつて、第2図に示す本発明の基礎となる超伝
導素子の構成によつても、第1図に示す従来の超
伝導素子の場合と同様に、金属シヨツトキゲート
形超伝導三端子FETとしての機能を得ることが
できる。
Therefore, the configuration of the superconducting element shown in FIG. 2, which is the basis of the present invention, can be used as a metal short gate type superconducting three-terminal FET, as in the case of the conventional superconducting element shown in FIG. function can be obtained.

しかしながら、第2図に示す本発明の基礎とな
る超伝導素子の構成の場合、第1図に示す従来の
超伝導素子の半導体層3に対応しているものが、
高キヤリア濃度を有する半導体層13と、低キヤ
リア濃度を有する半導体層14と、高キヤリア濃
度を有する半導体層15とが積層されている構成
を有する半導体積層体16である。従つて、半導
体超格子構造を有している。
However, in the case of the configuration of the superconducting element shown in FIG. 2, which is the basis of the present invention, what corresponds to the semiconductor layer 3 of the conventional superconducting element shown in FIG.
A semiconductor stack 16 has a structure in which a semiconductor layer 13 having a high carrier concentration, a semiconductor layer 14 having a low carrier concentration, and a semiconductor layer 15 having a high carrier concentration are stacked. Therefore, it has a semiconductor superlattice structure.

このため、上述したように半導体積層体16を
通つて電流が流れるとき、半導体積層体16の半
導体層14に、半導体層13及び15からキヤリ
ア電子が供給され、そしてそのキヤリア電子が移
動するという機構を伴なつて、上述した電流が流
れる。そしてこの場合、半導体層14に、半導体
層13及び15から十分な量のキヤリア電子が供
給される。一方、半導体層14は、低キヤリア濃
度を有するので、その半導体層14におけるキヤ
リアの移動度が大である。
Therefore, as described above, when current flows through the semiconductor stack 16, carrier electrons are supplied from the semiconductor layers 13 and 15 to the semiconductor layer 14 of the semiconductor stack 16, and the carrier electrons move. , the above-mentioned current flows. In this case, a sufficient amount of carrier electrons are supplied to the semiconductor layer 14 from the semiconductor layers 13 and 15. On the other hand, since the semiconductor layer 14 has a low carrier concentration, the carrier mobility in the semiconductor layer 14 is high.

従つて、第2図に示す本発明の基礎となる超伝
導素子の構成によれば、第1図に示す従来の超伝
導素子に比し高い利得が得られる、という特徴を
有する。
Therefore, the configuration of the superconducting element shown in FIG. 2, which is the basis of the present invention, has the characteristic that a higher gain can be obtained than the conventional superconducting element shown in FIG. 1.

また、第2図に示す本発明の基礎となる超伝導
素子の場合、電極20及び21間に接続する電
源、及び制御電圧を、第1図に示す従来の超伝導
素子に比し十分低い電圧のものとすることができ
る、という特徴を有する。
In addition, in the case of the superconducting element shown in FIG. 2, which is the basis of the present invention, the power supply and control voltage connected between the electrodes 20 and 21 are set to a voltage sufficiently lower than that of the conventional superconducting element shown in FIG. It has the characteristic that it can be used as

次に、第3図を伴なつて本発明の基礎となる超
伝導素子の第2の実施例を述べよう。
Next, a second embodiment of a superconducting element, which is the basis of the present invention, will be described with reference to FIG.

第3図において、第2図との対応部分には同一
符号を付して示す。
In FIG. 3, parts corresponding to those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.

第3図に示す本発明の基礎となる超伝導素子
は、半導体積層体16の半導体層13が省略させ
ていることを除いて、第2図に示す本発明の基礎
となる超伝導素子と同様の構成を有する。
The superconducting element shown in FIG. 3, which is the basis of the present invention, is similar to the superconducting element shown in FIG. 2, which is the basis of the present invention, except that the semiconductor layer 13 of the semiconductor stack 16 is omitted. It has the following configuration.

以上が、本発明の基礎となる超伝導素子の第2
の実施例の構成である。
The above is the second part of the superconducting element which is the basis of the present invention.
This is the configuration of the embodiment.

このような、構成を有する本発明の基礎となる
超伝導素子によれば、それが、上述した事項を除
いて、第2図に示す本発明の基礎となる超伝導素
子と同様であるので、第2図に示す本発明の基礎
となる超伝導素子の場合と同様の優れた特徴が得
られる。
According to the superconducting element that is the basis of the present invention having such a configuration, it is the same as the superconducting element that is the basis of the present invention shown in FIG. 2, except for the matters mentioned above. The same excellent characteristics as in the case of the superconducting element which is the basis of the present invention shown in FIG. 2 are obtained.

次に第4図を伴なつて、本発明の基礎となる超
伝導素子の第3の実施例を述べよう。
Next, a third embodiment of a superconducting element, which is the basis of the present invention, will be described with reference to FIG.

第4図において、第2図との対応部分には、同
一符号を付して示す。
In FIG. 4, parts corresponding to those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.

第4図に示す本発明の基礎となる超伝導素子
は、除去部18及び19が、半導体層12に達す
るまで延長していることを除いて、第2図に示す
本発明の基礎となる超伝導素子と同様の構成を有
する。
The superconducting element shown in FIG. 4, which is the basis of the present invention, is different from the superconducting element shown in FIG. It has the same configuration as the conductive element.

以上が、本発明の基礎となる超伝導素子の第3
の実施例の構成である。
The above is the third part of the superconducting element that is the basis of the present invention.
This is the configuration of the embodiment.

このような構成を有する本発明の基礎となる超
伝導素子によれば、それが、上述した事項を除い
て、第2図に示す本発明の基礎となる超伝導素子
と同様であるので、第2図に示す本発明の基礎と
なる超伝導素子の場合と同様の優れた特徴が得ら
れる。
According to the superconducting element which is the basis of the present invention having such a configuration, it is the same as the superconducting element which is the basis of the present invention shown in FIG. 2, except for the matters mentioned above. The same excellent characteristics as in the case of the superconducting device which is the basis of the present invention shown in FIG. 2 can be obtained.

以上で、本発明の基礎となる超伝導素子の実施
例が明らかとなつた。
The embodiments of the superconducting element that form the basis of the present invention have been clarified above.

第2図〜第4図で上述した本発明の基礎となる
超伝導素子の場合、半導体積層体16の半導体層
13及び15(第3図の場合半導体層15のみ)
が、半導体層14に比し高いエネルギバンドギヤ
ツプを有しているので、電極20及び21の、半
導体積層体16とのオーミツクの連結が、半導体
層14において、半導体層13及び15における
よりも、良好になされ、このため、上述したよう
に半導体積層体16を通つて電流が流れるとき、
その電流が主として半導体積層体16の半導体層
14を通つて流れる。
In the case of the superconducting element that is the basis of the present invention described above in FIGS. 2 to 4, the semiconductor layers 13 and 15 of the semiconductor stack 16 (in the case of FIG. 3, only the semiconductor layer 15)
has a higher energy band gap than the semiconductor layer 14, so the ohmic connection of the electrodes 20 and 21 with the semiconductor stack 16 is stronger in the semiconductor layer 14 than in the semiconductor layers 13 and 15. is also well established, so that when current flows through the semiconductor stack 16 as described above,
The current mainly flows through the semiconductor layer 14 of the semiconductor stack 16.

しかしながら、半導体積層体16を通つて電流
が流れるとき、その一部が、半導体層13及び1
5(第3図の場合半導体層15のみ)にも流れ
る。
However, when current flows through the semiconductor stack 16, a portion of the current flows through the semiconductor layers 13 and 1.
5 (in the case of FIG. 3, only the semiconductor layer 15).

このため、半導体積層体16に電流が流れると
き、その電流が効果的に半導体層14に流れな
い。従つて、上述した特徴を十分発揮しない。
Therefore, when a current flows through the semiconductor stack 16, the current does not effectively flow through the semiconductor layer 14. Therefore, the above-mentioned characteristics are not fully exhibited.

よつて、本発明は、第3図〜第4図で上述した
超伝導素子を基礎とするも、その基礎とする超伝
導素子の上述した特徴を十分発揮し得る新規な超
伝導素子を提案せんとするものであり、以下、述
べるところから明らかとなるであろう。
Therefore, the present invention proposes a new superconducting element that is based on the superconducting element described above in FIGS. This will become clear from what follows.

第5図は、第2図で上述した超伝導素子を基礎
とする本発明による超伝導素子の第1の実施例を
示す。
FIG. 5 shows a first embodiment of a superconducting element according to the invention, which is based on the superconducting element described above in FIG.

第5図において、第2図との対応部分には同一
符号を付して示す。
In FIG. 5, parts corresponding to those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.

第5図に示す本発明による超伝導素子は、次の
事項を除いて、第2図に示す本発明の基礎となる
超伝導素子と同様の構成を有する。
The superconducting device according to the present invention shown in FIG. 5 has the same configuration as the superconducting device shown in FIG. 2, which is the basis of the present invention, except for the following points.

すなわち、半導体積層体16の半導体層13
の、除去部18及び19に臨む表面に、それぞれ
半導体層13の材料の酸化膜31及び32が形成
され、また半導体積層体16の半導体層15の除
去部18及び19に臨む表面に、それぞれ半導体
層15の材料の酸化膜33及び34が形成されて
いる。
That is, the semiconductor layer 13 of the semiconductor stack 16
Oxide films 31 and 32 of the material of the semiconductor layer 13 are formed on the surfaces facing the removed parts 18 and 19, respectively, and semiconductor layers 31 and 32 of the semiconductor layer 15 of the semiconductor stack 16 are formed on the surfaces facing the removed parts 18 and 19, respectively. Oxide films 33 and 34 of the material of layer 15 are formed.

以上が、本発明による超伝導素子の第1の実施
例の構成である。
The above is the configuration of the first embodiment of the superconducting element according to the present invention.

このような構成を有する本発明による超伝導素
子によれば、それが、上述した事項を除いて、第
2図に示す本発明の基礎となる超伝導素子と同様
であるので、第2図に示す本発明の基礎となる超
伝導素子の場合と同様の優れた特徴が得られる。
The superconducting device according to the present invention having such a configuration is similar to the superconducting device shown in FIG. 2, which is the basis of the present invention, except for the matters mentioned above. The same excellent characteristics as in the case of the superconducting device which is the basis of the present invention shown in FIG.

しかしながら、第5図に示す本発明による超伝
導素子によれば、電極20及び21が、半導体積
層体16の半導体層14のみにオーミツクに連結
されているので、前述したように、半導体積層体
16を通つて電流が流れるとき、その電流が半導
体層14のみを通つて、効果的に流れる。
However, according to the superconducting element according to the present invention shown in FIG. 5, the electrodes 20 and 21 are ohmicly connected only to the semiconductor layer 14 of the semiconductor stack 16. When current flows through it, it effectively flows only through semiconductor layer 14.

従つて、第5図に示す本発明による超伝導素子
によれば、第2図に示す本発明の基礎となる超伝
導素子の上述した特徴を十分発揮する、という特
徴を有する。
Therefore, the superconducting element according to the present invention shown in FIG. 5 is characterized in that it fully exhibits the above-mentioned features of the superconducting element shown in FIG. 2, which is the basis of the present invention.

次に、第6図を伴なつて本発明による超伝導素
子の第2の実施例を述べよう。
Next, a second embodiment of the superconducting element according to the present invention will be described with reference to FIG.

第6図において、第5図との対応部分には同一
符号を付して示す。
In FIG. 6, parts corresponding to those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals.

第6図に示す本発明による超伝導素子は、次の
事項を除いて、第5図に示す本発明による超伝導
素子と同様の構成を有する。
The superconducting device according to the invention shown in FIG. 6 has the same configuration as the superconducting device according to the invention shown in FIG. 5, except for the following points.

すなわち、除去部18及び19が、半導体積層
体16の半導体層14において、半導体層13及
び15に比し内側にくい込んでいる。
That is, the removed portions 18 and 19 are sunk deeper into the semiconductor layer 14 of the semiconductor stack 16 than the semiconductor layers 13 and 15 are.

以上が、本発明による超伝導素子の第2の実施
例の構成である。
The above is the configuration of the second embodiment of the superconducting element according to the present invention.

このような構成を有する本発明による超伝導素
子によれば、それが、上述した事項を除いて、第
5図に示す本発明による超伝導素子と同様である
ので、第5図に示す本発明による超伝導素子の場
合と同様の優れた特徴が得られる。
According to the superconducting device according to the present invention having such a configuration, it is similar to the superconducting device according to the present invention shown in FIG. 5 except for the above-mentioned matters. The same excellent characteristics as in the case of superconducting devices can be obtained.

次に、第7図を伴なつて、第5図に示す本発明
による超伝導素子の製法の実施例を述べよう。
Next, an embodiment of the method for manufacturing a superconducting element according to the present invention shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG. 7.

第7図において、第5図との対応部分には同一
符号を付して示す。
In FIG. 7, parts corresponding to those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals.

第5図で上述したと同様のGaAsでなる半絶縁
性半導体基板11上を予め用意する(第7図A)。
A semi-insulating semiconductor substrate 11 made of GaAs similar to that described above in FIG. 5 is prepared in advance (FIG. 7A).

しかして、その半導体基板11上に、第5図で
上述したと同様の低キヤリア濃度を有する(所謂
ノンドープの)バツフア層としての半導体層12
を形成する(第7図B)。
Then, on the semiconductor substrate 11, a semiconductor layer 12 as a buffer layer (so-called non-doped) having a low carrier concentration similar to that described above in FIG.
(Figure 7B).

次に、半導体層12上に、第5図で上述したと
同様の、n形の高キヤリア濃度を有し且つ高いエ
ネルギバンドギヤツプを有する半導体層13と、
低キヤリア濃度を有し且つ低いエネルギバンドギ
ヤツプを有する(所謂ノンドープの)半導体層1
4と、n形の高キヤリア濃度を有し且つ高いエネ
ルギバンドギヤツプを有する半導体層15とを、
それらの順に、それ自体は公知のエピタキシヤル
成長法によつて積層して形成し、然して、半導体
層13,14及び15による積層構成の半導体積
層体16を形成する(第7図C)。
Next, on the semiconductor layer 12, a semiconductor layer 13 having a high n-type carrier concentration and a high energy band gap, similar to that described above in FIG.
A (so-called non-doped) semiconductor layer 1 having a low carrier concentration and a low energy band gap
4, and a semiconductor layer 15 having a high n-type carrier concentration and a high energy band gap,
The semiconductor layers 13, 14, and 15 are stacked in this order by a known epitaxial growth method to form a semiconductor stack 16 having a stacked structure (FIG. 7C).

次に、半導体積層体16に、半導体層13及び
14を横切つて半導体層15に達する除去部18
及び19を、それ自体は公知のエツチング法で形
成する(第7図D)。
Next, a removed portion 18 is added to the semiconductor stack 16 that crosses the semiconductor layers 13 and 14 and reaches the semiconductor layer 15.
and 19 are formed by an etching method known per se (FIG. 7D).

次に、熱酸化処理によつて、半導体積層体16
の半導体層13及び15の、除去部18及び19
に臨む表面に、酸化膜31及び32、及び33及
び34を形成する(第7図E)。
Next, by thermal oxidation treatment, the semiconductor laminate 16 is
Removed portions 18 and 19 of semiconductor layers 13 and 15 of
Oxide films 31 and 32, and 33 and 34 are formed on the surface facing the surface (FIG. 7E).

次に、上述した除去部18及び19内に、電極
20及び21を、半導体層14にのみにオーミツ
クに連結して配し、また、半導体積層体16の半
導体層15上に、電極22をシヨツトキ接合23
を形成するように形成する。
Next, the electrodes 20 and 21 are placed in the removed portions 18 and 19, ohmicly connected only to the semiconductor layer 14, and the electrode 22 is placed on the semiconductor layer 15 of the semiconductor stack 16. Joining 23
to form.

以上のようにして、第5図に示す本発明による
超伝導素子を製造する。
In the manner described above, the superconducting element according to the present invention shown in FIG. 5 is manufactured.

以上が、本発明による、第5図に示す本発明の
超伝導素子の製法の実施例である。
The above is an embodiment of the method of manufacturing the superconducting element of the present invention shown in FIG. 5 according to the present invention.

このような、本発明による超伝導素子の製法の
実施例によれば、上述したところから明らかなよ
うに、第5図に示す本発明による特徴ある超伝導
素子を、容易に、製造することができる、という
特徴を有する。
According to this embodiment of the method for manufacturing a superconducting element according to the present invention, as is clear from the above, the characteristic superconducting element according to the present invention shown in FIG. 5 can be easily manufactured. It has the characteristic that it can be done.

なお、上述においては、本発明の僅かな実施例
を示したに留まり、第3図に示す本発明の基礎と
なる超伝導素子の構成において、その半導体積層
体16の半導体層15の、除去部18及び19に
臨む表面に酸化膜を形成した構成とすることもで
きる。
Note that the above description has only shown a few embodiments of the present invention, and in the structure of the superconducting element that is the basis of the present invention shown in FIG. It is also possible to have a structure in which an oxide film is formed on the surface facing 18 and 19.

また、第4図に示す本発明の基礎となる超伝導
素子の構成において、その半導体積層体16の半
導体層13及び15の、除去部18及び19に臨
む表面に酸化膜を形成した構成とすることもでき
る。
Further, in the structure of the superconducting element shown in FIG. 4, which is the basis of the present invention, an oxide film is formed on the surfaces of the semiconductor layers 13 and 15 of the semiconductor stack 16 facing the removed parts 18 and 19. You can also do that.

さらに、電極22を、半導体積層体16の半導
体層15上に、絶縁膜を介して配し、所謂絶縁ゲ
ート形に構成することもできる。
Furthermore, the electrode 22 can be arranged on the semiconductor layer 15 of the semiconductor stacked body 16 with an insulating film interposed therebetween to form a so-called insulated gate type structure.

その他、本発明の精神を脱することなしに、
種々の変型、変更をなし得るであろう。
In addition, without departing from the spirit of the invention,
Various modifications and changes may be made.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、従来の超伝導素子を示す略線的断面
図である。第2図、第3図及び第4図は、それぞ
れ本発明の基礎となる超伝導素子の第1、第2及
び第3の実施例を示す略線的断面図である。第5
図及び第6図は、それぞれ本発明による超伝導素
子の第1及び第2の実施例を示す略線的断面図で
ある。第7図は、第5図に示す本発明による超伝
導素子の製法の実施例を示す、順次の工程におけ
る略線的断面図である。 11……半絶縁性半導体基板、12,13,1
4,15……半導体層、16……半導体積層体、
18,19……除去部、20,21,22……電
極、23……シヨツトキ接合、31〜34……酸
化膜。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a conventional superconducting element. FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4 are schematic cross-sectional views showing first, second, and third embodiments of the superconducting element, respectively, which are the basis of the present invention. Fifth
6 are schematic cross-sectional views showing first and second embodiments of the superconducting element according to the present invention, respectively. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing sequential steps of an embodiment of the method for manufacturing a superconducting element according to the present invention shown in FIG. 11...Semi-insulating semiconductor substrate, 12, 13, 1
4, 15... semiconductor layer, 16... semiconductor laminate,
18, 19...Removed portion, 20, 21, 22... Electrode, 23... Shotki junction, 31-34... Oxide film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体層と、上記半導体層にオーミツクに連
結され且つ上記半導体層に超伝導電流を流すため
の超伝導体でなる第1及び第2の電極と、 上記半導体層の上記第1及び第2の電極間の領
域上に配され且つ上記超伝導電流を制御するため
の第3の電極とを有する超伝導体素子において、 上記半導体層が、低いキヤリア濃度を有する第
1の半導体層と、該第1の半導体層に比し高いキ
ヤリア濃度を有し且つ上記第1の半導体層に比し
高いエネルギバンドギヤツプを有する第2の半導
体層とがそれら間にヘテロ接合を形成するように
積層されている半導体積層体でなり、 上記第1及び第2の電極が、上記半導体積層体
の第1の半導体層のみにオーミツクに連結されて
いることを特徴とする超伝導素子。 2 半導体基板上に、低キヤリア濃度を有する第
1の半導体層と、該第1の半導体層に比し高いキ
ヤリア濃度を有し且つ上記第1の半導体層に比し
広いエネルギバンドギヤツプを有する第2の半導
体層とがそれら間にヘテロ接合を形成するように
積層されている半導体積層体を形成する工程と、 上記半導体積層体に、上記第2の半導体層を横
切つて上記第1の半導体層に達する第1及び第2
の除去部を形成する工程と、 上記第2の半導体層の第1及び第2の除去部に
臨む第1及び第2の表面に、第1及び第2の酸化
膜を形成する工程と、 上記第1及び第2の除去部内に、上記第1の半
導体層にオーミツクに連結している第1及び第2
の電極を形成する工程とを有することを特徴とす
る超伝導素子の製法。
[Scope of Claims] 1: a semiconductor layer; first and second electrodes made of a superconductor that are ohmicly connected to the semiconductor layer and for flowing a superconducting current through the semiconductor layer; and a third electrode disposed on a region between the first and second electrodes and for controlling the superconducting current, wherein the semiconductor layer has a first layer having a low carrier concentration. A semiconductor layer and a second semiconductor layer having a higher carrier concentration than the first semiconductor layer and a higher energy band gap than the first semiconductor layer form a heterojunction therebetween. A superconducting element comprising a semiconductor laminate that is stacked to form a superconductor, and wherein the first and second electrodes are ohmicly connected only to the first semiconductor layer of the semiconductor laminate. . 2. A first semiconductor layer having a low carrier concentration on a semiconductor substrate, and a first semiconductor layer having a higher carrier concentration than the first semiconductor layer and having a wider energy band gap than the first semiconductor layer. a step of forming a semiconductor stacked body in which a second semiconductor layer having a second semiconductor layer is stacked so as to form a heterojunction therebetween; The first and second semiconductor layers reach the semiconductor layer of
forming first and second oxide films on first and second surfaces of the second semiconductor layer facing the first and second removed parts; first and second removed portions ohmicly connected to the first semiconductor layer;
1. A method for manufacturing a superconducting element, comprising the step of forming an electrode.
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