NL8800857A - Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting. - Google Patents
Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8800857A NL8800857A NL8800857A NL8800857A NL8800857A NL 8800857 A NL8800857 A NL 8800857A NL 8800857 A NL8800857 A NL 8800857A NL 8800857 A NL8800857 A NL 8800857A NL 8800857 A NL8800857 A NL 8800857A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- value
- superconducting
- amorphous alloy
- alloy
- amorphous
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 22
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 18
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 14
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 6
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 4
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 50
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 9
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 7
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910004228 TaPd Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910002370 SrTiO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004231 TaRh Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(IV) oxide Inorganic materials O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
- H01L29/452—Ohmic electrodes on AIII-BV compounds
-
- 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
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0296—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
- H10N60/0576—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers characterised by the substrate
- H10N60/0632—Intermediate layers, e.g. for growth control
-
- 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
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0744—Manufacture or deposition of electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/70—High TC, above 30 k, superconducting device, article, or structured stock
- Y10S505/701—Coated or thin film device, i.e. active or passive
- Y10S505/702—Josephson junction present
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/873—Active solid-state device
- Y10S505/874—Active solid-state device with josephson junction, e.g. squid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
«p 4 PHN 12.509 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven
Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting.
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voorzien van halfgeleiderelementen en van geleidersporen uit een oxidisch supergeleidend materiaal, met elektrisch geleidende verbindingen tussen halfgeleiderelementen en geleidersporen, waarbij de elektrisch 5 geleidende verbindingen ten minste één anti-diffusielaag omvatten.
De elektrisch geleidende verbinding kan desgewenst uitsluitend door de "" ^^anti-diffusielaag worden gevormd.
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van zo'n inrichting.
10 In een artikel van M.Gurvitch en A.T.Fiory in Applied
Physics Letters 51 (13), bladzijden 1027 tot 1029 (1987), is een werkwijze beschreven voor het patroonmatig vervaardigen van dunne lagen uit de supergeleidende verbinding YE^Cu^O-j op diverse substraten, waaronder silicium. Bij toepassing van de meeste substraten werd 15 vastgesteld dat een anti-diffusielaag noodzakelijk is. Daartoe werden naast elektrisch isolerende lagen ook elektrisch geleidende anti-diffusielagen onderzocht, zoals lagen uit Ag, Nb en Cu, maar dat leidde op siliciumsubstraten niet tot het gewenste resultaat omdat de lagen slecht hechtten en omdat de oxidische verbinding geen supergeleidend 20 gedrag vertoonde bij de gewenste temperaturen (boven 77 Kj.
Substraten waarop met goed resultaat oxidische supergeleidende materialen kunnen worden aangebracht, zijn in het algemeen isolerende oxidische materialen, zoals MgO, Zr02 en SrTiOj, en edelmetalen zoals goud en zilver. Met goud en zilver kunnen weliswaar 25 elektrisch geleidende verbindingen worden verzorgd, maar deze metalen vormen geen effectieve diffusiebarrière. Voor toepassing in contact met halfgeleiderinrichtingen is goud bovendien minder geschikt, door de mogelijke vorming van een Si-Au eutectische samenstelling bij lage temperatuur. Ook zilver is voor dat doel minder geschikt, door de hoge 30 diffusiesnelheid van het zilver zelf.
Anti-diffusielagen voor toepassing in halfgeleiderinrichtingen moeten voldoen aan een aantal voorwaarden. In .8800857 4 Ί PHN 12.509 2 de halfgeleidertechnologie worden bijvoorbeeld beschermlagen uit S13N4 toegepast, die worden aangebracht bij een temperatuur van 450°C. Bij die temperatuur mogen geen ongewenste reacties optreden in en tussen de eerder aangebrachte lagen. Bij die temperatuur mag ook geen 5 oxidatie van de anti-diffusielagen optreden.
De uitvinding beoogt elektrisch geleidende anti-diffusielagen te verschaffen welke bij gebruikelijke temperaturen (tot 550°C) en in gebruikelijke werkwijzen kunnen worden toegepast bij de vervaardiging van halfgeleiderinrichtingen. Daarbij mogen de anti-10 diffusielagen niet reageren met halfgeleidermaterialen, zoals Si, SiGe, GaAs of met supergeleidende oxidische materialen, zoals YBa2Cu307. De anti-diffusielagen moeten bestaan uit een materiaal dat een stabiele structuur vertoont en niet bij lage temperatuur (beneden 450°C) oxideert.
15 Aan deze opgave wordt volgens de uitvinding voldaan door een inrichting zoals in de aanhef is beschreven, waarbij de anti-diffusielaag bestaat uit een amorfe legering van twee overgangsmetalen, welke legering een kristallisatietemperatuur heeft van ten minste 900 K.
Een geschikte amorfe legering heeft de samenstelling 20 ΑχΒ^_χ, waarin A is gekozen uit Ti, Zr, Hf, Nb en Ta en waarin B is gekozen uit Ir, Pd en Pt, en waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.8.
Door toepassing van een amorfe legering wordt een effectieve diffusiebarrière verkregen, omdat geen transport kan optreden langs korrelgrenzen, die in amorfe legeringen immers niet 25 bestaan. Omdat de temperaturen, waaraan de amorfe lagen worden blootgesteld bij de verdere bewerking van de halfgeleiderinrichting, ruim beneden de kristallisatietemperatuur liggen, zijn de amorfe lagen stabiel. De gekozen legeringen reageren bij temperaturen tot 800 K niet met elementen uit halfgeleidermaterialen zoals Si, Ge, Ga en As. Een 30 bijkomend voordeel is, dat de legeringen bij temperaturen tot 800 K eveneens niet reageren met aluminium, dat kan worden toegepast in geleidersporen op halfgeleiderinrichtingen. Aluminiumlagen kunnen zowel voor als na de amorfe metaallegeringen op de inrichting worden aangebracht.
35 In een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is de amorfe legering gekozen uit TixIr^_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.8, NbxIr^_x, waarin x een waarde ,8800857
V
it PHN 12.509 3 heeft van 0.4 tot 0.7, en TaxIr^_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.7.
Volgens een alternatieve voorkeursuitvoeringsvorm is de amorfe legering gekozen uit HfxPd^_xf waarin x een waarde heeft van 5 0.5 tot 0.8, NbxPd.j_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.75, en TaxPd-j_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.7.
In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is de amorfe legering gekozen uit TixPt^_x, waarin x een waarde heeft van 0.5 tot 0.8, ZrxPt^_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 10 tot 0.7, HfxPt.|_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.7,
NbxPti_x' waarin x een waarde heeft van 0.5 tot 0.8, en TaxPt^_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.75.
Dunne lagen van oxidische supergeleidende materialen worden aangebracht bij hoge temperatuur of verkrijgen een nabehandeling 15 bij hoge temperatuur in lucht of zuurstof, om het gewenste zuurstofgehalte en daardoor de gewenste supergeleidende eigenschappen te verkrijgen. In een artikel van H.Adachi et.al. in Applied Physics Letters 51 (26), bladzijden 2263 tot 2265 (1987), is een werkwijze beschreven waarmee supergeleidend Yï^C^O^ kan worden vervaardigd 20 bij de verhoudingsgewijs lage temperatuur van 650°C. Bij deze temperatuur kan bij sommige van de hiervoor genoemde amorfe metaallegeringen oxidatie optreden. De werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting voorzien van supergeleidende sporen wordt daarom bij voorkeur zodanig uitgevoerd, dat de stap van het uitstoken 25 van het supergeleidende materiaal kan plaatsvinden voor het aanbrengen van de amorfe metaallegering.
Aan de opgave om een werkwijze te verschaffen voor het vervaardigen van een inrichting voorzien van halfgeleiderelementen en van geleidersporen uit een oxidisch materiaal, wordt volgens de 30 uitvinding voldaan door een werkwijze, waarbij het supergeleidende materiaal na het aanbrengen daarvan wordt uitgestookt om de gewenste supergeleidende eigenschappen te verkrijgen, waarbij de elektrisch geleidende verbindingen na het uitstoken worden aangebracht via patroonmatig aangebrachte openingen in het supergeleidende materiaal.
35 Als elektrisch isolerende lagen tussen de supergeleidende sporen en daaronder gelegen halfgeleiderelementen waarmee geen elektrisch contact mag worden gemaakt, kunnen op bekende wijze .8800857 PHN 12.509 4 f s bijvoorbeeld MgO en SrTi03 worden toegepast. Uit experimenten die tot de uitvinding hebben geleid is gebleken dat bij toepassing van MgO enige reactie tussen dit materiaal en het supergeleidende materiaal kan optreden. SrTi03 heeft een hoge relatieve dielektrische constante (100 5 tot 200) waardoor in een halfgeleiderinrichting ongewenste capaciteiten kunnen ontstaan. Dit materiaal is daarom minder geschikt voor toepassingen waarbij hoge schakelsnelheden nodig zijn.
Een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt daardoor gekenmerkt, dat een patroonmatig 10 aangebrachte elektrisch isolerende laag tussen de halfgeleiderelementen en de geleidersporen wordt vervaardigd uit een amorfe legering van twee overgangsmetalen, welke legering gelijktijdig met het supergeleidende materiaal wordt uitgestookt onder vorming van elektrisch isolerende metaaloxides. Deze uitvoeringsvorm van de werkwijze is daarom bijzonder 15 eenvoudig omdat bij toepassing van gelijke materialen bij een gewijzigde procesvolgorde het gewenste resultaat wordt verkregen. De amorfe metaallegeringen die vóór het uitstoken zijn aangebracht, vormen isolerende lagen, de amorfe metaallegeringen die daarna zijn aangebracht vormen geleidende verbindingen. Bijzonder geschikte isolerende 20 metaaloxides die langs deze weg kunnen worden verkregen, zijn Ta203,
Hf02 en Zr02.
Een oxidisch supergeleidend materiaal dat in de inrichting en de werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast is (La,Sr)2Cu0^, waarin Sr door Ba kan worden vervangen. Een ander 25 geschikt oxidisch supergeleidend materiaal is YBa2Cu30^_g, waarin δ een waarde heeft van 0.1 tot 0.5. YBa2Cu30^_g vertoont een waarde van Tc van ongeveer 90 K. Zuurstof kan gedeeltelijk, bijvoorbeeld tot 1 atoom in de aangeduide brutoformule, worden vervangen door fluor, wat een verhoging van Tc tot gevolg heeft. Verder is het 30 mogelijk om Y te substitueren door een of meer zeldzame aardmetalen en om Ba te substitueren door een ander aardalkalimetaal, bijvoorbeeld Sr. Tc is de kritische temperatuur, waarbeneden het materiaal supergeleidend gedrag vertoont. Ook andere oxidische supergeleidende materialen kunnen volgens de uitvinding worden toegepast, zoals 35 bijvoorbeeld een Bi, Ca en Sr bevattend cupraat met een Tc boven 100 K.
In het Amerikaanse octrooischrift ÜS 4546373 is de toepassing beschreven van amorfe Talr legeringen als anti-diffusielaag .8800957 c PHN 12.509 5 tussen GaAs en Au in een halfgeleiderinrichting bij temperaturen tot 773 K. Het amorfe Talr komt daarbij niet in contact met supergeleidende of oxidische materialen. De toepassing bij supergeleidende verbindingen ligt daarom niet voor de hand, omdat maar weinig materialen geschikt 5 zijn gebleken om in contact met oxidische supergeleidende materialen bij hoge temperatuur te worden toegepast. Van de metalen zijn in dat verband alleen de edelmetalen goud en zilver bekend.
In een artikel van L.S.Hung et.al. in het Journal of Applied Physics £Q (12), bladzijden 4177 tot 4181 (1986), wordt de 10 toepassing beschreven van amorfe diffusiebarrières uit CoTa en CoMo tussen silicium enerzijds en goud en aluminium anderzijds. Toepassing bij temperaturen tot 450°C maakt de aanwezigheid van additionele lagen noodzakelijk, bijvoorbeeld een laag uit TaAl3.
De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van 15 uitvoeringsvoorbeelden en een tekening, waarin
Figuren 1 en 2 in doorsnede schematisch verschillende uitvoeringsvormen tonen van een elektrisch geleidende verbinding in een inrichting volgens de uitvinding.
20 Uitvoerinasvoorbeeld 1.
Uit de vormingswarmte van de legeringen kan worden afgeleid dat de volgende legeringen van overgangsmetalen pas bij hoge temperatuur reageren, bijvoorbeeld met halfgeleidermaterialen: Talr,
TaPt, TaPd, TaRh, HfPt, HfPd, ZrPt, ZrAu, ZrPd, Nblr, NbPt, NbRh, NbPd, 25 YPt, YPd, VIr, Tilr, TiPt, TiRh, TiPd, ScPt, ScAu en ScPd.
Van amorfe legeringen met de samenstelling ΑχΒ^, waarin A is gekozen uit Ti, Zr, Hf, Nb en Ta en waarin B is gekozen uit Ir, Pd en Pt werd voor aan aantal waarden van x de kristallisatietemperatuur vastgesteld. Daartoe werden dunne lagen van de 30 amorfe legeringen vervaardigd door middel van opdampen op NaCl eenkristallen. De amorfe legeringen werden uitgestookt bij steeds toenemende temperaturen en afgekoeld om de kristalliniteit te meten. De kristalliniteit werd bepaald door middel van Röntgendiffractie en elektrondiffractie.
35 In de volgende Tabel zijn van een aantal legeringen een samenstellingsgebied en de daarbij behorende laagste kristallisatietemperatuur in dat gebied weergegeven.
.8800857 r v PHN 12.509 6
Tabel A B x Tk (K) 5
Ta Ir 0.4-0.7 1170
Ta Pt 0.4-0.75 1170
Hf Pt 0.4-0.7 970
Zr Pt 0.4-0.7 900 10 Nb Ir 0.4-0.7 1100
Nb Pt 0.5-0.8 1100
Ta Pd 0.4-0.7 1100
Hf Pd 0.5-0.8 900
Ti Ir 0.4-0.8 970 15 Ti Pt 0.5-0.8 970
Nb Pd 0.4-0.75 1020
Omdat in het hiervoor genoemde artikel van L.S.Hung et.al. is aangeduid dat er al beneden de kristallisatietemperatuur een 20 reactie kan optreden tussen een amorfe metaallegering en silicium werden een aantal experimenten verricht waarbij amorfe metaallegeringen met een aantal materialen in contact werden gebracht en verhit. De resultaten werden geanalyseerd aan de hand van Röntgendiffractie en Rutherford terug-verstrooiing (RBS).
25 Dunne lagen uit Talr en TaPd werden door middel van elektronenstraalverdampen aangebracht op silicium. Er treedt geen reactie op tussen de amorfe metaallegering en het substraat bij temperaturen tot 1050 K voor Talr en tot 850 K voor TaPd bij samenstellingen met waarden van x als in de tabel.
30 Op een dunne laag uit Talr op een siliciumsubstraat werd een laag YBa2Cu-j0-7 met een dikte van 1 pm aangebracht door middel van laser ablatie. Bij verhitting in zuurstof oxideert de amorfe metaallegering bij een temperatuur van 770 K onder vorming van een polykristallijn oxide. Er treedt geen reactie op met het supergeleidende 35 materiaal bij temperaturen tot 920 K en met silicium tot 1120 K. De temperatuur waarbij oxidatie optreedt ligt voor de overige amorfe metaallegeringen eveneens tussen 750 en 850 K.
.8800857 > PHN 12.509 7
Op een SrTi03 substraat werd een laag YBa2Cu307 net een dikte van 1 μη aangebracht door middel van radiofrequent sputteren van de metalen, gevolgd door oxidatie. Vervolgens werd een laag Talr aangebracht welke in vacuum niet reageert met de 5 supergeleidende verbinding bij temperaturen tot 1020 K.
üitvoeringsvoorbeeld-2.
Figuur 1 toont een substraat 1 uit silicium, waarop patroonnatig een isolatielaag 2 uit nagnesiumoxide is aangebracht, met 10 daarop een oxidische supergeleidende laag 3 uit YBa2Cu30g η. Als substraatmateriaal kan bijvoorbeeld ook GaAs worden toegepast. De isolerende laag kan bijvoorbeeld ook uit SrTi03 of Zr02 zijn gevormd.
Een geschikte werkwijze voor het aanbrengen van een 15 oxidische supergeleidende laag is bijvoorbeeld beschreven in het hiervoor genoemde artikel van H.Adachi et.al. Een geschikte werkwijze voor het patroonmatig vervaardigen van dergelijke lagen is bijvoorbeeld beschreven in het hiervoor genoemde artikel van M.Gurvitch en A.T.Fiory.
20 Door middel van een opening 4 in de isolatielaag 2 en de supergeleidende laag 3 is een elektrisch geleidende verbinding tot stand gebracht tussen het halfgeleidermateriaal 1 en de supergeleidende laag 3 door middel van een laag 5 uit een amorfe metaallegering, volgens dit voorbeeld Ta0 5Pd0 5.
25 Tussen de supergeleidende laag 3 en de amorfe metaallaag 5 kan desgewenst een laag 6 uit zilver of goud worden aangebracht om het elektrisch contact te verbeteren.
Bij de verdere stappen in de vervaardiging van de halfgeleiderinrichting worden geen temperaturen hoger dan 800 K 30 toegepast. Het resultaat is een goed elektrisch geleidend contact tussen een geleiderspoor uit een supergeleidend materiaal en (niet in de Figuur getoonde) halfgeleiderelementen in het substraat, waarbij wederzijdse diffusie is vermeden.
.8800857 t '» PHN 12.509 8
Uitvoeringsvoorbeeld 3.
Figuur 2 toont een substraat 11, bijvoorbeeld uit silicium, waarop patroonmatig een laag 12 uit de amorfe metaallegering TaQ 55Ir0 is aangebracht. Daar bovenop is een laag 13 uit 5 YBa2Cu30g η aangebracht. Beide lagen worden gelijktijdig uitgestookt bij een temperatuur van 1170 K. Daarbij wordt laag 12 omgezet in een polykristallijne elektrisch isolerende laag uit Ta203 en Ir02 en verkrijgt laag 13 de gewenste samenstelling en supergeleidende eigenschappen. Er vindt geen reactie plaats tussen de 10 isolatielaag 12 en de daarmee in contact zijnde lagen.
Op de in uitvoeringsvoorbeeld 2 aangegeven wijze wordt een elektrisch geleidende verbinding 15 uit TaQ 551^ 45 tot stand gebracht tussen het substraat en het supergeleidende materiaal.
,6800857
Claims (7)
1. Inrichting voorzien van halfgeleiderelementen en van geleidersporen uit een oxidisch supergeleidend materiaal, met elektrisch geleidende verbindingen tussen halfgeleiderelementen en geleidersporen, waarbij de elektrisch geleidende verbindingen ten minste één 5 anti-diffusielaag omvatten, met het kenmerk, dat de anti-diffusielaag bestaat uit een amorfe legering van twee overgangsmetalen, welke legering een kristallisatietemperatuur heeft van ten minste 900 K.
2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de amorfe legering de samenstelling ΑχΒ^_χ heeft, waarin A is gekozen 10 uit Ti, Zr, Hf, Nb en Ta en waarin B is gekozen uit Ir, Pd en Pt, en waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.8.
3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de amorfe legering is gekozen uit TixIr.j_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.8, NbxIr.j_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 15 0.7, en TaxIr.j_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.7.
4. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de amorfe legering is gekozen uit ΗίχΡά1-χ, waarin x een waarde heeft van 0.5 tot 0.8, Nb^d^, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.75, en TaxPd.j_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.7.
5. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de amorfe legering is gekozen uit TixPt.|_x, waarin x een waarde heeft van 0.5 tot 0.8, ZrxPt^_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.7, HfxPt^_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.7, NbxPt.j_x, waarin x een waarde heeft van 0.5 tot 0.8, en 25 TaxPt.j_x, waarin x een waarde heeft van 0.4 tot 0.75.
6. Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting volgens een der conclusies 1 tot en met 5, waarbij het supergeleidende materiaal na het aanbrengen daarvan wordt uitgestookt om de gewenste supergeleidende eigenschappen te verkrijgen, met het kenmerk, dat de 30 elektrisch geleidende verbindingen na het uitstoken worden aangebracht via patroonmatig aangebrachte openingen in het supergeleidende materiaal.
7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat een patroonmatig aangebrachte elektrisch isolerende laag tussen de 35 halfgeleiderelementen en de geleidersporen wordt vervaardigd uit een amorfe legering van twee overgangsmetalen, welke legering gelijktijdig met het supergeleidende materiaal wordt uitgestookt onder vorming van elektrisch isolerende metaaloxides. .8800857
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8800857A NL8800857A (nl) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting. |
| US07/316,395 US5049543A (en) | 1988-04-05 | 1989-02-27 | Device and method of manufacturing a device |
| EP89200818A EP0336505B1 (en) | 1988-04-05 | 1989-03-30 | Device and method of manufacturing a device |
| DE68911973T DE68911973T2 (de) | 1988-04-05 | 1989-03-30 | Anordnung und Verfahren zum Herstellen einer Anordnung. |
| KR1019890004347A KR890016625A (ko) | 1988-04-05 | 1989-04-03 | 반도체 장치 및 그 제조방법 |
| JP1081644A JPH01302875A (ja) | 1988-04-05 | 1989-04-03 | 装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8800857 | 1988-04-05 | ||
| NL8800857A NL8800857A (nl) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8800857A true NL8800857A (nl) | 1989-11-01 |
Family
ID=19852063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8800857A NL8800857A (nl) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5049543A (nl) |
| EP (1) | EP0336505B1 (nl) |
| JP (1) | JPH01302875A (nl) |
| KR (1) | KR890016625A (nl) |
| DE (1) | DE68911973T2 (nl) |
| NL (1) | NL8800857A (nl) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63314850A (ja) * | 1987-06-18 | 1988-12-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| US5256897A (en) * | 1988-11-28 | 1993-10-26 | Hitachi, Ltd. | Oxide superconducting device |
| US5274249A (en) * | 1991-12-20 | 1993-12-28 | University Of Maryland | Superconducting field effect devices with thin channel layer |
| US5418214A (en) * | 1992-07-17 | 1995-05-23 | Northwestern University | Cuprate-titanate superconductor and method for making |
| US5356474A (en) * | 1992-11-27 | 1994-10-18 | General Electric Company | Apparatus and method for making aligned Hi-Tc tape superconductors |
| US5356833A (en) * | 1993-04-05 | 1994-10-18 | Motorola, Inc. | Process for forming an intermetallic member on a semiconductor substrate |
| US6081182A (en) * | 1996-11-22 | 2000-06-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Temperature sensor element and temperature sensor including the same |
| US6642567B1 (en) * | 2000-08-31 | 2003-11-04 | Micron Technology, Inc. | Devices containing zirconium-platinum-containing materials and methods for preparing such materials and devices |
| WO2008100583A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-21 | Yale University | Method for imprinting and erasing amorphous metal alloys |
| US7951708B2 (en) * | 2009-06-03 | 2011-05-31 | International Business Machines Corporation | Copper interconnect structure with amorphous tantalum iridium diffusion barrier |
| US9741918B2 (en) | 2013-10-07 | 2017-08-22 | Hypres, Inc. | Method for increasing the integration level of superconducting electronics circuits, and a resulting circuit |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55164860U (nl) * | 1979-05-16 | 1980-11-27 | ||
| JPS58110084A (ja) * | 1981-12-24 | 1983-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | ジヨセフソン素子 |
| US4432134A (en) * | 1982-05-10 | 1984-02-21 | Rockwell International Corporation | Process for in-situ formation of niobium-insulator-niobium Josephson tunnel junction devices |
| JPS603797B2 (ja) * | 1982-05-29 | 1985-01-30 | 工業技術院長 | ジヨセフソン・トンネル接合素子 |
| US4470190A (en) * | 1982-11-29 | 1984-09-11 | At&T Bell Laboratories | Josephson device fabrication method |
| JPS58212186A (ja) * | 1983-05-06 | 1983-12-09 | Hitachi Ltd | ジヨセフソン接合装置 |
| JPS60148178A (ja) * | 1984-01-12 | 1985-08-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | トンネル形ジヨセフソン接合素子及びその製法 |
| JPS616882A (ja) * | 1984-06-21 | 1986-01-13 | Agency Of Ind Science & Technol | 超電導集積回路の端子電極とその製造方法 |
| JPH0634414B2 (ja) * | 1986-01-14 | 1994-05-02 | 富士通株式会社 | 超伝導デバイス |
| DE3810494C2 (de) * | 1987-03-27 | 1998-08-20 | Hitachi Ltd | Integrierte Halbleiterschaltungseinrichtung mit supraleitender Schicht |
-
1988
- 1988-04-05 NL NL8800857A patent/NL8800857A/nl not_active Application Discontinuation
-
1989
- 1989-02-27 US US07/316,395 patent/US5049543A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-30 DE DE68911973T patent/DE68911973T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-30 EP EP89200818A patent/EP0336505B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-03 KR KR1019890004347A patent/KR890016625A/ko not_active Application Discontinuation
- 1989-04-03 JP JP1081644A patent/JPH01302875A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01302875A (ja) | 1989-12-06 |
| DE68911973D1 (de) | 1994-02-17 |
| DE68911973T2 (de) | 1994-07-07 |
| US5049543A (en) | 1991-09-17 |
| EP0336505B1 (en) | 1994-01-05 |
| KR890016625A (ko) | 1989-11-29 |
| EP0336505A1 (en) | 1989-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5625233A (en) | Thin film multi-layer oxygen diffusion barrier consisting of refractory metal, refractory metal aluminide, and aluminum oxide | |
| EP0415751B1 (en) | Thin film capacitor and manufacturing method thereof | |
| NL8801032A (nl) | Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting. | |
| NL8800857A (nl) | Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting. | |
| US3290570A (en) | Multilevel expanded metallic contacts for semiconductor devices | |
| EP0312015A2 (en) | Oxide superconductor shaped body and method of manufacturing the same | |
| CA1140682A (en) | Intermetallic barrier region for gold conductor contacts | |
| US4083029A (en) | Thin film resistors and contacts for circuitry | |
| EP0628998A1 (en) | Wiring layer for semi conductor device and method for manufacturing the same | |
| EP0478466B1 (en) | A superconducting device and a method for manufacturing the same | |
| JP3361016B2 (ja) | 超電導部材及びその製造方法 | |
| JP2641451B2 (ja) | 酸化物超電導集積回路 | |
| EP0384521A1 (en) | Method of manufacturing a Josephson junction | |
| JPH04275470A (ja) | 超電導体／絶縁体層構造からなる製品、およびその製品の製造方法 | |
| EP0376865A2 (en) | Superconducting thick films for hybrid circuitry applications | |
| JPS63155743A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2825374B2 (ja) | 超電導素子 | |
| JP3028793B2 (ja) | 超電導薄膜およびその作製方法 | |
| JP2941841B2 (ja) | 合金配線の形成方法 | |
| JP2899287B2 (ja) | ジョセフソン素子 | |
| EP0316950A2 (de) | Weichlötbare Dünnschicht in einer ein- oder mehrschichtigen Metallisierung | |
| NL8701789A (nl) | Werkwijze voor het vervaardigen van een elektrisch geleidende verbinding. | |
| Huang et al. | Contacts to YBa2Cu3O7− δ and their electrical behaviours | |
| Lewis et al. | Effects of Ambient Gas on the Out-Diffusion of Nickel and Copper through Thin Gold Films | |
| JPH03101177A (ja) | 超伝導薄膜パターンの作成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |