JPH02166776A - ジョセフソン接合の製造方法 - Google Patents
ジョセフソン接合の製造方法Info
- Publication number
- JPH02166776A JPH02166776A JP63325066A JP32506688A JPH02166776A JP H02166776 A JPH02166776 A JP H02166776A JP 63325066 A JP63325066 A JP 63325066A JP 32506688 A JP32506688 A JP 32506688A JP H02166776 A JPH02166776 A JP H02166776A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating film
- josephson junction
- lower electrode
- tunnel barrier
- substrate
- 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
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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
従来の技術 （第４図）発明が解決しよ
うとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の第１実施例 （第１．２図）本発明の第２
実施例 （第３図） 発明の効果 〔概要〕 ジョセフソン接合の製造方法に関し、 ジョセフソン接合の製造に有効な平坦化プロセスを提供
することを目的とし、 基板上に堆積された絶縁膜の上に、下部電極、トンネル
バリアおよび上部電極を順次積層してジッセフソン接合
を製造するジョセフソン接合の製造方法であって、少な
くとも基板上面が露出しない程度に前記絶縁膜を所定の
範囲掘り下げる工程と、該掘り下げた場所に前記下部電
極の一部を形成する工程と、該掘り下げた範囲内に前記
トンネルバリアおよび上部電極が位置するように形成す
る工程と、を含んで構成している。
うとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の第１実施例 （第１．２図）本発明の第２
実施例 （第３図） 発明の効果 〔概要〕 ジョセフソン接合の製造方法に関し、 ジョセフソン接合の製造に有効な平坦化プロセスを提供
することを目的とし、 基板上に堆積された絶縁膜の上に、下部電極、トンネル
バリアおよび上部電極を順次積層してジッセフソン接合
を製造するジョセフソン接合の製造方法であって、少な
くとも基板上面が露出しない程度に前記絶縁膜を所定の
範囲掘り下げる工程と、該掘り下げた場所に前記下部電
極の一部を形成する工程と、該掘り下げた範囲内に前記
トンネルバリアおよび上部電極が位置するように形成す
る工程と、を含んで構成している。
配線を基本として構成されている。すなわち、ジョセフ
ソン接合は、基板上に堆積された絶縁（Ｓｉｏｎ）膜１
上に、下部電極２、トンネルバリア３および上部電極４
を順次積層し、その後、眉間絶縁膜５をスパッタ法やＣ
ＶＤ法で堆積するとともに、コンタクトホール６および
配線層７を形成して作られている。
ソン接合は、基板上に堆積された絶縁（Ｓｉｏｎ）膜１
上に、下部電極２、トンネルバリア３および上部電極４
を順次積層し、その後、眉間絶縁膜５をスパッタ法やＣ
ＶＤ法で堆積するとともに、コンタクトホール６および
配線層７を形成して作られている。
本発明は、ジョセフソン接合の製造方法、特に、平坦化
プロセスを意識したジョセフソン接合の製造方法に関す
る。
プロセスを意識したジョセフソン接合の製造方法に関す
る。
ジョセフソン接合を用いた高性能集積回路の開発が各所
で行われているが、近年、集積回路には一段と高速動作
が求められる傾向にあり、このため、ジョセフソン接合
の動作向上を意図して接合の微細化が進められつつある
。
で行われているが、近年、集積回路には一段と高速動作
が求められる傾向にあり、このため、ジョセフソン接合
の動作向上を意図して接合の微細化が進められつつある
。
ジョセフソン接合は、第４図に示すように多層〔発明が
解決しようとする課題〕 しかしながら、このような従来のジョセフソン接合の製
造方法にあっては、平坦な絶縁膜１上に、下部電極２、
トンネルバリア３および上部電極４を積層し、その上に
眉間絶縁膜５を堆積する構成となっていたため、ジョセ
フソン接合部、すなわち、下部電８ｉ！２、トンネルバ
リア３および上部電極４が微細化されるに伴って、接合
パターンの端縁プロファイルが急峻なものとなり、その
結果、このパターン端における眉間絶縁膜５の膜厚が薄
くなってしまい、充分な絶縁効果が得らず信頌性の低下
を招くといった問題点があった。
解決しようとする課題〕 しかしながら、このような従来のジョセフソン接合の製
造方法にあっては、平坦な絶縁膜１上に、下部電極２、
トンネルバリア３および上部電極４を積層し、その上に
眉間絶縁膜５を堆積する構成となっていたため、ジョセ
フソン接合部、すなわち、下部電８ｉ！２、トンネルバ
リア３および上部電極４が微細化されるに伴って、接合
パターンの端縁プロファイルが急峻なものとなり、その
結果、このパターン端における眉間絶縁膜５の膜厚が薄
くなってしまい、充分な絶縁効果が得らず信頌性の低下
を招くといった問題点があった。
こψことは、ジョセフソン接合の微細化を阻害し、した
がって、高速化、高密度化を阻害するので早急な解決が
求められる。
がって、高速化、高密度化を阻害するので早急な解決が
求められる。
なお、従来、Ｓｉプロセス等で用いられてきた平坦化技
術は高温下で行われる工程を含むもので、ジョセフソン
接合は高温を経ると特性の劣化を招来することから高温
を用いた平坦化の技術は使用できない。
術は高温下で行われる工程を含むもので、ジョセフソン
接合は高温を経ると特性の劣化を招来することから高温
を用いた平坦化の技術は使用できない。
そこで、本発明は、ジョセフソン接合の製造に有効な平
坦化プロセスを提供することを目的としている。
坦化プロセスを提供することを目的としている。
本発明に係るジョセフソン接合の製造方法は上記目的を
達成するために、基板上に堆積された絶縁膜の上に、下
部電極、トンネルバリアおよび上部電極を順次積層して
ジョセフソン接合を製造するジョセフソン接合の製造方
法であって、少なくとも基板上面が露出しない程度に前
記絶縁膜を所定の範囲掘り下げる工程と、該掘り下げた
場所に前記下部電極の一部を形成する工程と、該掘り下
げた範囲内に前記トンネルバリアおよび上部電極が位置
するように形成する工程と、を含んで構成している。
達成するために、基板上に堆積された絶縁膜の上に、下
部電極、トンネルバリアおよび上部電極を順次積層して
ジョセフソン接合を製造するジョセフソン接合の製造方
法であって、少なくとも基板上面が露出しない程度に前
記絶縁膜を所定の範囲掘り下げる工程と、該掘り下げた
場所に前記下部電極の一部を形成する工程と、該掘り下
げた範囲内に前記トンネルバリアおよび上部電極が位置
するように形成する工程と、を含んで構成している。
本発明では、掘り下げられた絶縁膜の内部に、丸
ジョセフソン接合が作られる。したがって、掘り下げの
深さ分だけ接合の高さが減少して平坦化が容易に図られ
る。
深さ分だけ接合の高さが減少して平坦化が容易に図られ
る。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第１．２図は本発明に係るジョセフソン接合の製造方法
の第１実施例を示す図であり、Ｎｂ／Ａ１０ ｘ ／
Ｎ ｂの接合に適用した例である。なお、接合の材料の
種類はこれに限るものではない。
の第１実施例を示す図であり、Ｎｂ／Ａ１０ ｘ ／
Ｎ ｂの接合に適用した例である。なお、接合の材料の
種類はこれに限るものではない。
第１図はそのジョセフソン接合の製造方法によって作ら
れたジョセフソン接合の断面図である。
れたジョセフソン接合の断面図である。
第１図において、１０はＳｔからなる基板、１１はＳｉ
ｎ、からなる絶縁膜、１２は絶縁膜１１に形成された掘
り下げ部、１３はＮｂからなる下部電極、１４はＡｌＯ
ｘからなるトンネルバリア、１５はＮｂからなる下部電
極、１６．１７はＳｉｎ！からなる絶縁膜、１８はコン
タクトホール、１９はＮｂからなる配線である。
ｎ、からなる絶縁膜、１２は絶縁膜１１に形成された掘
り下げ部、１３はＮｂからなる下部電極、１４はＡｌＯ
ｘからなるトンネルバリア、１５はＮｂからなる下部電
極、１６．１７はＳｉｎ！からなる絶縁膜、１８はコン
タクトホール、１９はＮｂからなる配線である。
次に、第２図を参照しながら、ジョセフソン接合の製造
工程を説明する。
工程を説明する。
ス ａ の ０
まず、基板１０上に、絶縁膜１１を堆積する。この堆積
厚さは５００ｎｏ＋程度が好ましい。
厚さは５００ｎｏ＋程度が好ましい。
２゛′ｂの
次に、例えば、レジストＲ１を用いてパターン形成を行
う、そして、所望する接合部分の範囲だけレジストＲ３
を除去し、例えばＣＨＦ１ Ｏｚ系のガスを用いて絶
縁膜１１を所定の深さだけ掘り下げて掘り下げ部１２を
形成する。この掘り下げ深さは、基板ｌＯが露出しない
程度の例えば２００ｎｍが好ましい。すなわち、絶縁膜
１１の膜厚が約５００ｎｍであるから、掘り下げ部１２
の底と基板１０との間には約３０Ｏｒ＋ｎ＋の絶縁厚さ
が残される。
う、そして、所望する接合部分の範囲だけレジストＲ３
を除去し、例えばＣＨＦ１ Ｏｚ系のガスを用いて絶
縁膜１１を所定の深さだけ掘り下げて掘り下げ部１２を
形成する。この掘り下げ深さは、基板ｌＯが露出しない
程度の例えば２００ｎｍが好ましい。すなわち、絶縁膜
１１の膜厚が約５００ｎｍであるから、掘り下げ部１２
の底と基板１０との間には約３０Ｏｒ＋ｎ＋の絶縁厚さ
が残される。
２゛ ｃ の １
掘り下げ部１２が形成された絶縁膜１１の全面に、下部
電極１３、トンネルバリアＩ４および上部電極１５を順
次積層する。これらの各層の厚さは、下部電極１３が約
２００ｎｍ、トンネルバリア１４が約５ｎｍ、下部電極
１５が約２００ｎｍとするのが好ましい。
電極１３、トンネルバリアＩ４および上部電極１５を順
次積層する。これらの各層の厚さは、下部電極１３が約
２００ｎｍ、トンネルバリア１４が約５ｎｍ、下部電極
１５が約２００ｎｍとするのが好ましい。
２“° ｄ の工０
次に、レジストＲｚで接合のパターンを形成し、ガスを
用いて上部電極１５およびトンネルバリア１４の余分な
部分を除去する。この除去に使用するガスとしては、下
部電極１５についてはＣＦ Ａ系ガス、トンネルバリア
１４についてはＣＣ１Ｊ系ガスが好ましい。
用いて上部電極１５およびトンネルバリア１４の余分な
部分を除去する。この除去に使用するガスとしては、下
部電極１５についてはＣＦ Ａ系ガス、トンネルバリア
１４についてはＣＣ１Ｊ系ガスが好ましい。
一１２゛ ｅ の ０
レジストＲｔを除去した後、例えばスパッタ法によりＳ
ｉＯ□膜を約３００ｎｍの膜厚で堆積し、２゛° ｆ
の工 上記５ｉＯｚ膜を、例えばＣＨＦ、−０，系ガスでエツ
チングする。これにより、上部電極１５および下部電極
１３の壁面には若干のＳｉＯ２膜が残る。そして、第２
図（ｅ）の工程と第２図（ｆ）の工程とを数回繰り返す
ことにより、 ２パの 上部電極１５と下部電極１３との間の間隙がＳｉＯ□膜
で埋められ、この間隙内に絶縁膜１６が形成される。
ｉＯ□膜を約３００ｎｍの膜厚で堆積し、２゛° ｆ
の工 上記５ｉＯｚ膜を、例えばＣＨＦ、−０，系ガスでエツ
チングする。これにより、上部電極１５および下部電極
１３の壁面には若干のＳｉＯ２膜が残る。そして、第２
図（ｅ）の工程と第２図（ｆ）の工程とを数回繰り返す
ことにより、 ２パの 上部電極１５と下部電極１３との間の間隙がＳｉＯ□膜
で埋められ、この間隙内に絶縁膜１６が形成される。
２゛ｈ の工１
その後、レジス）Ｒ３で所望の下部電極１３パターンを
形成し、ＣＦ、系ガスを用いて余分な部分を除去する。
形成し、ＣＦ、系ガスを用いて余分な部分を除去する。
ｒ７゛ｉの
スパッタＳｉＱ！膜で全面を被って絶縁膜１７を形成し
た後、必要部分にコンタクトホール１８を穿設し、配線
１９を形成してジョセフソン接合が完成する。
た後、必要部分にコンタクトホール１８を穿設し、配線
１９を形成してジョセフソン接合が完成する。
このように、本実施例では、基板１０上の絶縁膜１１に
例えばＣＨＦ５ Ｏｘ系ガスを用いて掘り下げ部１２
を形成し、この掘り下げ部１２内に下部電極１３を形成
している。したがって、下部電極１３は掘り下げ部１２
においてくぼんだ状態で形成されるから、その掘り下げ
部１２上に形成されるトンネルバリア１４および上部電
極１５の高さがくぼみすなわち掘り下げ部１２の深さ分
だけ低いものとなり、その結果、平坦化が容易に図られ
る。また、下部電極１３、トンネルバリア１４および上
部電極１５を形成後すなわち、第２図（Ｃ）の工程以降
は、高温プロセスを経ていないので、ジョセフソン接合
の特性変化を招くことはなく、ジョセフソン接合の製造
に有効な平坦化プロセスを提供することができる。
例えばＣＨＦ５ Ｏｘ系ガスを用いて掘り下げ部１２
を形成し、この掘り下げ部１２内に下部電極１３を形成
している。したがって、下部電極１３は掘り下げ部１２
においてくぼんだ状態で形成されるから、その掘り下げ
部１２上に形成されるトンネルバリア１４および上部電
極１５の高さがくぼみすなわち掘り下げ部１２の深さ分
だけ低いものとなり、その結果、平坦化が容易に図られ
る。また、下部電極１３、トンネルバリア１４および上
部電極１５を形成後すなわち、第２図（Ｃ）の工程以降
は、高温プロセスを経ていないので、ジョセフソン接合
の特性変化を招くことはなく、ジョセフソン接合の製造
に有効な平坦化プロセスを提供することができる。
なお、上記実施例では、絶縁膜１６を形成する際に、Ｓ
ｔｏｗ膜の堆積、ＣＨＦ、−０，系ガスニよるエツチン
グを数回繰り返しているが、この方法に限るものではな
い。第３図は好ましい第２実施例を示す図である。第３
図（ａ）は第２図（ｆ）に対応する図であり、第１実施
例と同様な方法でわずかにＳｉＯ□膜を形成した後に、
第３図（ｂ）に示すように、全面にＳｉＯ□膜を堆積し
、バイアススパッタを用いて隙間の平坦化と絶縁膜１６
および絶縁膜１７の形成を同時に行ってもよい。
ｔｏｗ膜の堆積、ＣＨＦ、−０，系ガスニよるエツチン
グを数回繰り返しているが、この方法に限るものではな
い。第３図は好ましい第２実施例を示す図である。第３
図（ａ）は第２図（ｆ）に対応する図であり、第１実施
例と同様な方法でわずかにＳｉＯ□膜を形成した後に、
第３図（ｂ）に示すように、全面にＳｉＯ□膜を堆積し
、バイアススパッタを用いて隙間の平坦化と絶縁膜１６
および絶縁膜１７の形成を同時に行ってもよい。
本発明によれば、掘り下げられた絶縁膜の上にジョセフ
ソン接合を作っているので、掘り下げの深さ分だけ接合
の高さを減少させることができ、平坦化を図ることがで
きる。
ソン接合を作っているので、掘り下げの深さ分だけ接合
の高さを減少させることができ、平坦化を図ることがで
きる。
第１．２図は本発明に係るジョセフソン接合の製造方法
の第１実施例を示す図であり、第１図はその方法で作ら
れたジョセフソン接合の構造図、 第２図（ａ）〜（ｉ）はそのプロセス図、第３図（ａ）
（ｂ）は本発明に係るジョセフソン接合の製造方法の第
２実施例を示すその一部のプロセス図である。 第４図は従来のジョセフソン接合の構造図である。 １２・・・・・・掘り下げ部、 １３・・・・・・下部電極、 １４・・・・・・トンネルバリア、 １５・・・・・・上部電極、 １８・・・・・・コンタク １９・・・・・・配線。 トホール、 １０・・・・・・基（反、 １１．１６．１７・・・・・・絶縁膜、第１実施例のジ
ョセフソン接合の構造図第１図 １９ ： ｅＩ：、腺 第１実施例のプロセス図 第２図 第１実施例のプロセス図 第 図
の第１実施例を示す図であり、第１図はその方法で作ら
れたジョセフソン接合の構造図、 第２図（ａ）〜（ｉ）はそのプロセス図、第３図（ａ）
（ｂ）は本発明に係るジョセフソン接合の製造方法の第
２実施例を示すその一部のプロセス図である。 第４図は従来のジョセフソン接合の構造図である。 １２・・・・・・掘り下げ部、 １３・・・・・・下部電極、 １４・・・・・・トンネルバリア、 １５・・・・・・上部電極、 １８・・・・・・コンタク １９・・・・・・配線。 トホール、 １０・・・・・・基（反、 １１．１６．１７・・・・・・絶縁膜、第１実施例のジ
ョセフソン接合の構造図第１図 １９ ： ｅＩ：、腺 第１実施例のプロセス図 第２図 第１実施例のプロセス図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板上に堆積された絶縁膜の上に、下部電極、トンネル
バリアおよび上部電極を順次積層してジョセフソン接合
を製造するジョセフソン接合の製造方法であって、 少なくとも基板上面が露出しない程度に前記絶縁膜を所
定の範囲掘り下げる工程と、 該掘り下げた場所に前記下部電極の一部を形成する工程
と、 該掘り下げた範囲内に前記トンネルバリアおよび上部電
極が位置するように形成する工程と、を含むことを特徴
とするジョセフソン接合の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63325066A JPH02166776A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | ジョセフソン接合の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63325066A JPH02166776A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | ジョセフソン接合の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02166776A true JPH02166776A (ja) | 1990-06-27 |
Family
ID=18172771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63325066A Pending JPH02166776A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | ジョセフソン接合の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02166776A (ja) |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP63325066A patent/JPH02166776A/ja active Pending
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