JPH0199269A - 酸化物超伝導体トンネル接合およびその形成方法 - Google Patents
酸化物超伝導体トンネル接合およびその形成方法Info
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- JPH0199269A JPH0199269A JP62256385A JP25638587A JPH0199269A JP H0199269 A JPH0199269 A JP H0199269A JP 62256385 A JP62256385 A JP 62256385A JP 25638587 A JP25638587 A JP 25638587A JP H0199269 A JPH0199269 A JP H0199269A
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- 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
- H10N60/12—Josephson-effect devices
- H10N60/124—Josephson-effect devices comprising high-Tc ceramic materials
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- 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、酸化物超伝導体を下地電極に用いた超伝導体
接合の形成方法に関する。
接合の形成方法に関する。
高Ｔｃ（転移温度）酸化物超伝導体の超伝導特性は、結
晶中の酸素量に極めて敏感である。例えば、理想的な結
晶構造および組成から酸素が１割欠損しただけでＴｃは
、５割以上も落ち込む。また、酸化物超伝導体は、待機
中に数時間放置するだけで、表面付近の数十〇Ｉ１１の
範囲の酸素量が３割以上欠損してしまい、表面付近は高
抵抗の絶縁層を形成する。
晶中の酸素量に極めて敏感である。例えば、理想的な結
晶構造および組成から酸素が１割欠損しただけでＴｃは
、５割以上も落ち込む。また、酸化物超伝導体は、待機
中に数時間放置するだけで、表面付近の数十〇Ｉ１１の
範囲の酸素量が３割以上欠損してしまい、表面付近は高
抵抗の絶縁層を形成する。
従来から、このような性質を有する高Ｔｃ酸化物超伝導
体薄膜を下地電極に用いたトンネル型ジョセフソン接合
を形成する検討が行われているが、満足な結果は得られ
ていない。従来技術によれば、トンネル型接合は、以下
の要領で作製される。先ず、サファイアやＭｇＯあるい
はチタン酸ストロンチウムなどの基板上に酸化物超伝導
体薄膜をスパッタ法やＣＶＤ法により形成し、フォトリ
ソグラフィ工程（レジスト塗布、露光、現像、エツチン
グ）により下地電極のバターニングを行う。
体薄膜を下地電極に用いたトンネル型ジョセフソン接合
を形成する検討が行われているが、満足な結果は得られ
ていない。従来技術によれば、トンネル型接合は、以下
の要領で作製される。先ず、サファイアやＭｇＯあるい
はチタン酸ストロンチウムなどの基板上に酸化物超伝導
体薄膜をスパッタ法やＣＶＤ法により形成し、フォトリ
ソグラフィ工程（レジスト塗布、露光、現像、エツチン
グ）により下地電極のバターニングを行う。
次に、基板を真空容器内のｒｆカソードに固定して、表
面付近の酸素欠損層をＡｒあるいは肩÷０２混合ガス中
でのｒｆスパッタエツチングにより除去し、直ちにＭｇ
ＯやＺｒＯ２等の極薄膜のトンネルバリアを形成し、そ
のまま対向電極薄膜を形成して、レジストステンシルに
よるリフトオフ法か、エツチング法により対向電極をパ
ターニングしてトンネル接合の作製を終る。
面付近の酸素欠損層をＡｒあるいは肩÷０２混合ガス中
でのｒｆスパッタエツチングにより除去し、直ちにＭｇ
ＯやＺｒＯ２等の極薄膜のトンネルバリアを形成し、そ
のまま対向電極薄膜を形成して、レジストステンシルに
よるリフトオフ法か、エツチング法により対向電極をパ
ターニングしてトンネル接合の作製を終る。
このような従来技術により作製したトンネル接合が満足
な特性を示さないのは以下の理由による。
な特性を示さないのは以下の理由による。
■酸化物表面の酸素欠損層が「ｆスパッタエツチングで
は十分には除去できていない。
は十分には除去できていない。
■ｒｆスパッタエツチングにより表面の結晶性が乱され
、酸化物表面の特性が回復しない。
、酸化物表面の特性が回復しない。
０表面の特性が十分回復した場合でも、トンネルバリア
形成時にバリアと下地電極表面との間で拡散が生じ、ト
ンネルバリア直下の下地電極表面の特性が再び劣化する
。
形成時にバリアと下地電極表面との間で拡散が生じ、ト
ンネルバリア直下の下地電極表面の特性が再び劣化する
。
（発明が解決しようとする問題点）
このように、従来技術をもフてしては、良好なトンネル
接合を形成することは、困難であった。
接合を形成することは、困難であった。
本発明は、上述の欠点を改善するためになされたもので
あり、下地電極の表面が十分に保護され、特性の良好な
トンネル接合およびその形成方法を提供することを目的
とする。
あり、下地電極の表面が十分に保護され、特性の良好な
トンネル接合およびその形成方法を提供することを目的
とする。
このような目的を達成するために、本発明は、基板上に
酸化物超伝導体からなる下地電極を形成し、下地電極の
上にバッファ層を形成し、バッファ層の上にトンネルバ
リア層を形成し、トンネルバリア層の上に対向電極を形
成することを特徴とするものである。
酸化物超伝導体からなる下地電極を形成し、下地電極の
上にバッファ層を形成し、バッファ層の上にトンネルバ
リア層を形成し、トンネルバリア層の上に対向電極を形
成することを特徴とするものである。
また本発明は、酸化物超伝導体からなる下地電極と、ト
ンネルバリア層と、対向電極とを含む酸化物超伝体トン
ネル接合において、下地電極とトンネルバリア層との間
にバッファ層が設けられていることを特徴とするもので
ある。
ンネルバリア層と、対向電極とを含む酸化物超伝体トン
ネル接合において、下地電極とトンネルバリア層との間
にバッファ層が設けられていることを特徴とするもので
ある。
（作用）
本発明は、下地電極に高ＴＣ酸化物超伝導体を用いた超
伝導体接合において、トンネルバリアの直下に極薄の貴
金属膜で構成されるバッファ層を形成して下地電極とト
ンネルバリアとの界面に遷移層が形成されるのを防止す
る。
伝導体接合において、トンネルバリアの直下に極薄の貴
金属膜で構成されるバッファ層を形成して下地電極とト
ンネルバリアとの界面に遷移層が形成されるのを防止す
る。
本発明による超伝導接合は、第１図にその概要を示す接
合構造に於て、下地電極２および対向電極４ に （Ｍ
ｌｒ−ｘＭ２ｘ）ｙｃｕｏＲ（０くＸく１．１ ≦Ｙ
≦２．２ ≦２≦４１Ｍ１はＩＩＩ族金属（Ｓｃ、Ｙ
、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｎ＋、Ｙｂ、Ｌｕ。
合構造に於て、下地電極２および対向電極４ に （Ｍ
ｌｒ−ｘＭ２ｘ）ｙｃｕｏＲ（０くＸく１．１ ≦Ｙ
≦２．２ ≦２≦４１Ｍ１はＩＩＩ族金属（Ｓｃ、Ｙ
、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｎ＋、Ｙｂ、Ｌｕ。
Ｂ、＾Ｉｔ 、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｊ２ ）、Ｍ２はＩＩ族
金属（Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ。
金属（Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ。
Ｂａ、Ｚｎ、ＣｄＪＩｇ））の中から選ばれた一種の高
’ｒｃ酸化物超伝導材料を用い、トンネルバリ、ア層３
直下のバッファ層５にＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇの中から
選ばれた一種以上の貴金属で構成される極薄膜を用いる
。
’ｒｃ酸化物超伝導材料を用い、トンネルバリ、ア層３
直下のバッファ層５にＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇの中から
選ばれた一種以上の貴金属で構成される極薄膜を用いる
。
バッファ層の形成は、下地電極形成後真空を破ることな
く直ちに行うか、あるいは大気中に取り出した場合には
、下地電極表面をアニールした後行う。
く直ちに行うか、あるいは大気中に取り出した場合には
、下地電極表面をアニールした後行う。
このような、本発明の作製方法によれば、トンネルバリ
ア形成時に下地電極の清浄表面を貴金属のバッファ層に
より保護できるため、下地電極とトンネルバリアの界面
にトンネル特性を損なう遷移層が形成されるのを防止で
きる。また、これら貴金属は下地電極およびトンネルバ
リアのいずれとも化学的に反応することがないだけでは
なく、超伝導近接効果により良好な超伝導特性を示し得
るため、形成されたトンネル接合は良好な特性を示すこ
とになる。
ア形成時に下地電極の清浄表面を貴金属のバッファ層に
より保護できるため、下地電極とトンネルバリアの界面
にトンネル特性を損なう遷移層が形成されるのを防止で
きる。また、これら貴金属は下地電極およびトンネルバ
リアのいずれとも化学的に反応することがないだけでは
なく、超伝導近接効果により良好な超伝導特性を示し得
るため、形成されたトンネル接合は良好な特性を示すこ
とになる。
本発明では、以上の効果により、トンネルバリア直下の
下地電極表面の超伝導特性を向上させたトンネル型ジョ
セフソン接合を提供できる。
下地電極表面の超伝導特性を向上させたトンネル型ジョ
セフソン接合を提供できる。
（実施例）
以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。
実施例ｌ
ＭｇＯ基板１上に高ＴＣ酸化物超伝導薄膜を下地電極２
とし、トンネルバリア３と下地電極２の間のバアッファ
層５に＾Ｕの極薄膜を用いたトンネル接合を作製した。
とし、トンネルバリア３と下地電極２の間のバアッファ
層５に＾Ｕの極薄膜を用いたトンネル接合を作製した。
すなわち、ＭｇＯ基板上にＬａ−Ｂａ−Ｃｕ−〇ターゲ
ット（１００ｍｍφ、５ｍｍ厚）を用いて、５Ｐａの＾
「ガス中で５００Ｗの電力を印加してｒｆマグネトロン
スパッタ法により、６００℃に加熱した基板上に下地電
極用（Ｌａｏ、 ｅＢａｏ、 、）Ｃｕｂ４酸化物超伝
導薄膜を２０ｎｍの厚さに形成した。つぎに、レジスト
コート・露光・現像・希硝酸による化学エツチングによ
り下地電極２のパターンを形成した。
ット（１００ｍｍφ、５ｍｍ厚）を用いて、５Ｐａの＾
「ガス中で５００Ｗの電力を印加してｒｆマグネトロン
スパッタ法により、６００℃に加熱した基板上に下地電
極用（Ｌａｏ、 ｅＢａｏ、 、）Ｃｕｂ４酸化物超伝
導薄膜を２０ｎｍの厚さに形成した。つぎに、レジスト
コート・露光・現像・希硝酸による化学エツチングによ
り下地電極２のパターンを形成した。
Ａｕ極薄膜のバッファ層を形成する前処理として、真空
槽内で３９００Ｐａの酸素雰囲気中で４００℃の温度で
６時間のアニールを行った。酸素を排気し、基板を大気
中に取り出すことなく、基板ホルダ内に冷却水を流して
基板を冷却し、Ａｕのバッファ層を電子ビーム蒸着法に
より３ｎｍの厚さに形成した。さらに、そのまま５Ｐａ
の＾「ガスを導入して、 ｒｆマグネトロンスパッタ法
により％ ２．５ｎｍの厚さのＭｇＯ極薄膜をトンネル
バリアとして形成し、その後（Ｌａｏ、 ｏＢａｏ、
、）ＣｕＯ４対向電極用の酸化物超伝導薄膜を形成して
トンネル接合の作成を終わフた。
槽内で３９００Ｐａの酸素雰囲気中で４００℃の温度で
６時間のアニールを行った。酸素を排気し、基板を大気
中に取り出すことなく、基板ホルダ内に冷却水を流して
基板を冷却し、Ａｕのバッファ層を電子ビーム蒸着法に
より３ｎｍの厚さに形成した。さらに、そのまま５Ｐａ
の＾「ガスを導入して、 ｒｆマグネトロンスパッタ法
により％ ２．５ｎｍの厚さのＭｇＯ極薄膜をトンネル
バリアとして形成し、その後（Ｌａｏ、 ｏＢａｏ、
、）ＣｕＯ４対向電極用の酸化物超伝導薄膜を形成して
トンネル接合の作成を終わフた。
このトンネル接合は２８Ｋまで動作する高温動作の接合
であり、ＩＯＫにおける特性は、以下の通りであった。
であり、ＩＯＫにおける特性は、以下の通りであった。
ギャップ電圧 Ｖｇ＝１５ｍＶ。
ジョセフソン電流１ｊ＝３ｍ＾。
臨界電流密度 ＪｃｉにＡ／ｃｒｎ”（接合面積 ｌＯ
μｒｒ？）。
μｒｒ？）。
Ｒｊ／Ｒｒｒ１５ （Ｒｊは、７ｍＶにおける抵抗値、
Ｒｎは、２０ｍＶにおける抵抗値） ここでギャップ電圧ｖｇ１ ジョセフソン電流Ｉｊは第
２図に示すものである。
Ｒｎは、２０ｍＶにおける抵抗値） ここでギャップ電圧ｖｇ１ ジョセフソン電流Ｉｊは第
２図に示すものである。
この実施例から、明らかなように、このトンネル接合は
、ギャップ電圧が１５ｍＶと大きく、しかもギャップ電
圧以外でのリーク電流の少ない極めて良好な特性を有す
る高性能の接合であった。また、本実施例に先だって、
Ａｕからなるバッファ層のない接合を本実施例における
接合と同様の条件で形成することを試みたが、その特性
は、トンネル接合と呼ぶに値しない劣悪なものであった
。すなわち４、約のバッファ層の効果が確認できた。
、ギャップ電圧が１５ｍＶと大きく、しかもギャップ電
圧以外でのリーク電流の少ない極めて良好な特性を有す
る高性能の接合であった。また、本実施例に先だって、
Ａｕからなるバッファ層のない接合を本実施例における
接合と同様の条件で形成することを試みたが、その特性
は、トンネル接合と呼ぶに値しない劣悪なものであった
。すなわち４、約のバッファ層の効果が確認できた。
実施例２
Ｍｇ０基板を用意して、直径１００ｍｍ 、厚さ５ｍｍ
のＭ−５ｒ−Ｃｕ−０ターゲツト（Ｍ：Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ
、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ。
のＭ−５ｒ−Ｃｕ−０ターゲツト（Ｍ：Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ
、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ。
Ｅｕ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｂ、 Ａ４ 、Ｇａ、Ｉｎ、
Ｔｊ２）を用いて、ｒｆマグネトロンスパッタ法により
、（Ｍｏ、ｙＳｒ。３） １．３（：Ｌ１０３（Ｍ：Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、
Ｙｂ、Ｌｕ、Ｂ、ＡＩ２ 。
Ｔｊ２）を用いて、ｒｆマグネトロンスパッタ法により
、（Ｍｏ、ｙＳｒ。３） １．３（：Ｌ１０３（Ｍ：Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、
Ｙｂ、Ｌｕ、Ｂ、ＡＩ２ 。
Ｇａ、Ｉｎ、 Ｔｊ２）酸化物超伝導薄膜を２００ｎｍ
の厚さに堆積しくＡｒガス圧１０ｐａ、ｒｆ電力５００
Ｗ） 、実施例１と同様にして下地電極のパターンを化
学エツチングにより形成した。
の厚さに堆積しくＡｒガス圧１０ｐａ、ｒｆ電力５００
Ｗ） 、実施例１と同様にして下地電極のパターンを化
学エツチングにより形成した。
次に、バッファ層を形成する前処理として３９００Ｐａ
の０２ガス中で、基板を３５０℃で１０時間アニールし
た。次に、そのまま基板を大気中に取り出すことなく冷
却して、ＡｇあるいはＰｔのバッファ層を電子ビーム蒸
着法により３ｒ＋＋ｕの厚さに形成した。さらに、その
上に２「極薄膜をｄｃマグネトロンスパッタ法によりＺ
ｎｍの厚さに形成（直径７５１！１ｍ。
の０２ガス中で、基板を３５０℃で１０時間アニールし
た。次に、そのまま基板を大気中に取り出すことなく冷
却して、ＡｇあるいはＰｔのバッファ層を電子ビーム蒸
着法により３ｒ＋＋ｕの厚さに形成した。さらに、その
上に２「極薄膜をｄｃマグネトロンスパッタ法によりＺ
ｎｍの厚さに形成（直径７５１！１ｍ。
３ｍｌ１１厚のターゲットを使用、Ａｒガス圧４Ｐａ、
スパッタ電流０．ＩＡ） Ｌ／、５０Ｐａの酸素中で
酸化して、Ｚ「０２トンネルバリアを形成した。
スパッタ電流０．ＩＡ） Ｌ／、５０Ｐａの酸素中で
酸化して、Ｚ「０２トンネルバリアを形成した。
最後に、ＹＢａ２Ｃｕ４０７酸化物超伝導薄膜対向電極
を形成して、トンネル接合の作製を終わった。これらの
トンネル接合の特性を表−１に示す０表−１から明らか
なように、作製したトンネル接合は、全て八８あるいは
Ｐｔのバッファ層の効果により良好な特性を示した。
を形成して、トンネル接合の作製を終わった。これらの
トンネル接合の特性を表−１に示す０表−１から明らか
なように、作製したトンネル接合は、全て八８あるいは
Ｐｔのバッファ層の効果により良好な特性を示した。
表−１１＋１７；ｉｆｉ金属を変えた場合のトンネル接
合の特性ＩＩ＋屈金属 ギャップ電圧（ＯＩＶ） Ｒ
ｊ／Ｒｎ（ａｔ １０Ｋ） 最高動作温度（に）バッフ
ァ層Ｓｃ ３５ １８
１００ ＰｔＹ ４０
２０ ８０ Ｐ
ｔＬａ ３５ １５
６０ ＡｇＣａ ３８
１３ ３０ Ａｇ
Ｐｒ ３６ １Ｂ
２５ ＰｔＮｄ ３４
１５ ２３ ＾８
Ｐｍ ３０ １７
２２ ＡｇＣａ ４０
１５ ８０ ＰｔＥ
ｒ ３８ １８
８５ ＡｇＹｂ ３５
１５ ２５ ＰｔＬｕ
３６ １６
２１ ＰｔＢ
３２ Ｉｓ
２８ ＰｔＡ４ ３５
１４ ２６
ＰｔＧａ ３４ １２
２４ ＡｇＩｎ ３
１ １６ ２９
ＡｇＴｕ ３２ １５
２５ Ａｇ実施例３ サファイア基板上に、直径１００ｍｍ 、厚さ３ｍｍの
Ｙ−Ｍ−Ｃｕ−０ターゲツト（Ｍ：Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ。
合の特性ＩＩ＋屈金属 ギャップ電圧（ＯＩＶ） Ｒ
ｊ／Ｒｎ（ａｔ １０Ｋ） 最高動作温度（に）バッフ
ァ層Ｓｃ ３５ １８
１００ ＰｔＹ ４０
２０ ８０ Ｐ
ｔＬａ ３５ １５
６０ ＡｇＣａ ３８
１３ ３０ Ａｇ
Ｐｒ ３６ １Ｂ
２５ ＰｔＮｄ ３４
１５ ２３ ＾８
Ｐｍ ３０ １７
２２ ＡｇＣａ ４０
１５ ８０ ＰｔＥ
ｒ ３８ １８
８５ ＡｇＹｂ ３５
１５ ２５ ＰｔＬｕ
３６ １６
２１ ＰｔＢ
３２ Ｉｓ
２８ ＰｔＡ４ ３５
１４ ２６
ＰｔＧａ ３４ １２
２４ ＡｇＩｎ ３
１ １６ ２９
ＡｇＴｕ ３２ １５
２５ Ａｇ実施例３ サファイア基板上に、直径１００ｍｍ 、厚さ３ｍｍの
Ｙ−Ｍ−Ｃｕ−０ターゲツト（Ｍ：Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ。
１１ｇ）を用いてｒｆマグネトロンスパッタ法により、
（Ｙｏ 、ＭＯ，） 、、 、ＣｕＯ２（Ｍ：Ｂｅ、Ｍ
ｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、（ｄ、Ｈｇ）酸化物超伝
導薄膜を３００ｒ＋ｍの厚さに堆積（Ａｒガス圧６Ｐａ
％ｒｆ電力４００Ｗ） Ｌ、レジストコート・露光・現
像・エツチングにより実施例１と同じ方法で下地電極を
バターニングした。続いて、真空槽内の加熱・冷却双方
可能の基板ホルダーに固定して、バッファ層形成の前処
理として３９００Ｐａの酸素雰囲気中で、５００℃の温
度で１０時間アニールすることにより酸化物表面の超伝
導特性を回復させた。しかる後、真空に排気して電子ビ
ーム蒸着法により、３ｎｍの厚さのＰｄバッファ層を形
成した。
（Ｙｏ 、ＭＯ，） 、、 、ＣｕＯ２（Ｍ：Ｂｅ、Ｍ
ｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、（ｄ、Ｈｇ）酸化物超伝
導薄膜を３００ｒ＋ｍの厚さに堆積（Ａｒガス圧６Ｐａ
％ｒｆ電力４００Ｗ） Ｌ、レジストコート・露光・現
像・エツチングにより実施例１と同じ方法で下地電極を
バターニングした。続いて、真空槽内の加熱・冷却双方
可能の基板ホルダーに固定して、バッファ層形成の前処
理として３９００Ｐａの酸素雰囲気中で、５００℃の温
度で１０時間アニールすることにより酸化物表面の超伝
導特性を回復させた。しかる後、真空に排気して電子ビ
ーム蒸着法により、３ｎｍの厚さのＰｄバッファ層を形
成した。
そのまま真空を破ることなく、ＡＩの極薄膜をｄｃマグ
ネットロンスパッタ法により、３ｒ＋ｍの厚さに形成（
Ａｒガス圧４Ｐａ、Ｉｄｃ＝０．１Ａ） Ｌ／、５０Ｐ
ａの酸素中で熱酸化してＡｊ！ｚ（ｈトンネルバリアを
形成した。
ネットロンスパッタ法により、３ｒ＋ｍの厚さに形成（
Ａｒガス圧４Ｐａ、Ｉｄｃ＝０．１Ａ） Ｌ／、５０Ｐ
ａの酸素中で熱酸化してＡｊ！ｚ（ｈトンネルバリアを
形成した。
最後に、Ｅｕ５ｒ２Ｃｕ、０．酸化物超伝導薄膜対向電
極薄膜を４００ｎｍの厚さに形成してトンネル接合の作
製を終わ）た０表−２にこれらトンネル接合の特性を示
す。
極薄膜を４００ｎｍの厚さに形成してトンネル接合の作
製を終わ）た０表−２にこれらトンネル接合の特性を示
す。
表−２ＩＩ族金属を変えた場合のトンネル接合の特性Ｉ
！族金属 ギャップ電圧（ｍＶ） ＲＪ／Ｒｎ（ａｔ
１０Ｋ） 最高動作温度（Ｋ）Ｂｅ ３
１ １５ ２５Ｍｇ
３５ １６ ３０Ｃａ
３２ １５
４０Ｓｒ ３９ １４
８０Ｂａ ３３ １
３ ７０Ｚロ ３
２ １２
４０Ｃｄ ３０
１１ ３０Ｍｇ
３１ １５ ２５〔
発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、電極に高Ｔｃ酸
化物超伝導体を用いた超伝導接合を形成するに際し、ト
ンネルバリアの直下にＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇの中から
選ばれた一種以上の貴金属で構成されるバッファ層を形
成することにより、トンネルバリアと下地電極の間で相
互拡散がない、すなわち遷移層のない理想的な界面を形
成できることにより、トンネル接合の高品質化が達成で
きる。
！族金属 ギャップ電圧（ｍＶ） ＲＪ／Ｒｎ（ａｔ
１０Ｋ） 最高動作温度（Ｋ）Ｂｅ ３
１ １５ ２５Ｍｇ
３５ １６ ３０Ｃａ
３２ １５
４０Ｓｒ ３９ １４
８０Ｂａ ３３ １
３ ７０Ｚロ ３
２ １２
４０Ｃｄ ３０
１１ ３０Ｍｇ
３１ １５ ２５〔
発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、電極に高Ｔｃ酸
化物超伝導体を用いた超伝導接合を形成するに際し、ト
ンネルバリアの直下にＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇの中から
選ばれた一種以上の貴金属で構成されるバッファ層を形
成することにより、トンネルバリアと下地電極の間で相
互拡散がない、すなわち遷移層のない理想的な界面を形
成できることにより、トンネル接合の高品質化が達成で
きる。
第１図は、本発明実施例の概要を示す断面図、第２図は
、ジョセフソントンネル接合の電流・電圧特性の一例を
示す特性図である。 １ ・・・ 基板、 ２ ・・・ ジョセフソントンネル接合の下地電極、３
・・・ トンネルバリア、 ４ ・・・ ジョセフソントンネル接合の対向電極、５
・・・ バッファ層、 １ｊ ・・・ 最大ジョセフソン電流、ｖｇ ・・
・ ギャップ電圧、 Ｒｊ ・・・ サブギャップ抵抗、 １１ｎ ・・・ 常伝導トンネル抵抗。
、ジョセフソントンネル接合の電流・電圧特性の一例を
示す特性図である。 １ ・・・ 基板、 ２ ・・・ ジョセフソントンネル接合の下地電極、３
・・・ トンネルバリア、 ４ ・・・ ジョセフソントンネル接合の対向電極、５
・・・ バッファ層、 １ｊ ・・・ 最大ジョセフソン電流、ｖｇ ・・
・ ギャップ電圧、 Ｒｊ ・・・ サブギャップ抵抗、 １１ｎ ・・・ 常伝導トンネル抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）基板上に酸化物超伝導体からなる下地電極を形成し
、該下地電極の上にバッファ層を形成し、該バッファ層
の上にトンネルバリア層を形成し、該トンネルバリア層
の上に対向電極を形成することを特徴とする酸化物超伝
導体トンネル接合の形成方法。 ２）特許請求の範囲第一項記載の酸化物超伝導体トンネ
ル接合の形成方法において、前記酸化物超伝導体が（Ｍ
１＿１＿−＿ＸＭ２＿Ｘ）＿Ｙ＿ＣｕＯ＿Ｘ（０＜Ｘ＜
１、１≦Ｙ≦２．２≦Ｚ≦４、Ｍ１はIII族金属（Ｓｃ
、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｂ
、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ）、Ｍ２はII族金属（Ｂｅ、
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ））の中か
ら選ばれた一つであることを特徴とする酸化物超伝導体
トンネル接合の形成方法。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の酸化物超
伝導体トンネル接合の形成方法において、前記バッファ
層がＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇの中から選ばれた一種以上
の貴金属であることを特徴とする酸化物超伝導体トンネ
ル接合の形成方法。 ４）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項
に記載の酸化物超伝導体トンネル接合の形成方法におい
て、前記対向電極が、酸化物超伝導体であることを特徴
とする酸化物超伝導体トンネル接合の形成方法。 ５）特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかの項
に記載の酸化物超伝導体トンネル接合の形成方法におい
て、前記バッファ層の形成工程は、下地電極形成後真空
を破ることなく直ちに行われることを特徴とする酸化物
超伝導体接合の形成方法。 ６）特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかの項
に記載の酸化物超伝導体トンネル接合の形成方法におい
て、前記バッファ層の形成工程は、下地電極表面をアニ
ールした後にバッファ層が形成される工程であることを
特徴とする酸化物超伝導体トンネル接合の形成方法。 ７）酸化物超伝導体からなる下地電極と、トンネルバリ
ア層と、対向電極とを含む酸化物超伝体トンネル接合に
おいて、前記下地電極と前記トンネルバリア層との間に
バッファ層が設けられていることを特徴とする酸化物超
伝導体トンネル接合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62256385A JPH0199269A (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 酸化物超伝導体トンネル接合およびその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62256385A JPH0199269A (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 酸化物超伝導体トンネル接合およびその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0199269A true JPH0199269A (ja) | 1989-04-18 |
Family
ID=17291941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62256385A Pending JPH0199269A (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 酸化物超伝導体トンネル接合およびその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0199269A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04299878A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 酸化物超電導薄膜上に異なる材料の薄膜を積層する方法 |
| JPH05275758A (ja) * | 1992-03-27 | 1993-10-22 | Toshiba Corp | 超電導素子 |
| MD174Z (ro) * | 2009-05-19 | 2010-10-31 | Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы | Material semiconductor |
| MD323Z (ro) * | 2009-12-29 | 2011-08-31 | Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы | Microfir termoelectric în izolaţie de sticlă |
-
1987
- 1987-10-13 JP JP62256385A patent/JPH0199269A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04299878A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 酸化物超電導薄膜上に異なる材料の薄膜を積層する方法 |
| JPH05275758A (ja) * | 1992-03-27 | 1993-10-22 | Toshiba Corp | 超電導素子 |
| MD174Z (ro) * | 2009-05-19 | 2010-10-31 | Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы | Material semiconductor |
| MD323Z (ro) * | 2009-12-29 | 2011-08-31 | Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы | Microfir termoelectric în izolaţie de sticlă |
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