JPH03219680A - ジョセフソン接合の作製方法 - Google Patents
ジョセフソン接合の作製方法Info
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- JPH03219680A JPH03219680A JP2014694A JP1469490A JPH03219680A JP H03219680 A JPH03219680 A JP H03219680A JP 2014694 A JP2014694 A JP 2014694A JP 1469490 A JP1469490 A JP 1469490A JP H03219680 A JPH03219680 A JP H03219680A
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- Japan
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- film
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- josephson junction
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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】
〔概要〕
本発明は、非常に薄い機能性高分子フィルム上のジョセ
フソン接合素子の作製方法に関Ｌ５゜基板となる機能性
高分子フィルムの膨潤を防ぐことを目的とし。
フソン接合素子の作製方法に関Ｌ５゜基板となる機能性
高分子フィルムの膨潤を防ぐことを目的とし。
機能性高分子フィルム上にジョセフソン接合素子を作製
する前に、あらかじめ、該機能性高分子フィルムの両面
に、水や有機溶剤による膨潤を防ぐ為の保護膜を被覆す
るように構成する。
する前に、あらかじめ、該機能性高分子フィルムの両面
に、水や有機溶剤による膨潤を防ぐ為の保護膜を被覆す
るように構成する。
〔産業上の利用分野）
本発明は、非常に薄い機能性高分子フィルム上のジョセ
フソン接合素子の作製方法に関する。
フソン接合素子の作製方法に関する。
ジョセフソン接合素子は、高速、低消費電力のスイッチ
ング素子であると同時に、非常に高感度の磁気センサー
としての特性を有する。
ング素子であると同時に、非常に高感度の磁気センサー
としての特性を有する。
しかも、特にＮｂ／Ａ １０ｘ／Ｎｂ接合では、スパッ
タ法で作製するため２種々の物質を基板として、その上
に作製が可能となる。
タ法で作製するため２種々の物質を基板として、その上
に作製が可能となる。
機能性高分子フィルム上にも作製が可能であるが９機能
性高分子フィルムは非常に柔らかいので容易に曲げられ
る。その為、従来のシリコン基板のような硬い基板上に
作製した場合に比べて、平坦な面取外の１例えば曲面等
にも容易に実装できる。
性高分子フィルムは非常に柔らかいので容易に曲げられ
る。その為、従来のシリコン基板のような硬い基板上に
作製した場合に比べて、平坦な面取外の１例えば曲面等
にも容易に実装できる。
従って、特に高感度の磁気センサー（ＳＱＵＩＤ）とし
て使用すれば１人体の計測などを行うのに有効となる。
て使用すれば１人体の計測などを行うのに有効となる。
磁気センサーは特に人体の発生する微弱な磁気を捉える
ことが可能であり９人体の測定を行うには１人体の表面
になるべく近づけて測定しなければならず１人体の表面
に沿って曲面上に磁気センサーを実装することが肝要で
あり、従って。
ことが可能であり９人体の測定を行うには１人体の表面
になるべく近づけて測定しなければならず１人体の表面
に沿って曲面上に磁気センサーを実装することが肝要で
あり、従って。
ジョセフソン接合を薄い機能性高分子フィルム上に形成
することが望まれている。
することが望まれている。
その際、感度をより向上させるためには、接合の寸法を
小さくする必要があり、そのためにはフィルムの寸法安
定性が重要となる。
小さくする必要があり、そのためにはフィルムの寸法安
定性が重要となる。
第３図、第４図は従来例の説明図である。
図において、１６は機能性高分子フィルム、 １７はＮ
ｂ膜、１８はＡｆＯｘｌｌｌ、 ｔ９はＮｂ膜、２０は
ジョセフソン接合、 ２１は第１のレジスト、２２は第
２のレジスト、２３はＳｉＯ膜、２４は第３のレジスト
、２５は窓。
ｂ膜、１８はＡｆＯｘｌｌｌ、 ｔ９はＮｂ膜、２０は
ジョセフソン接合、 ２１は第１のレジスト、２２は第
２のレジスト、２３はＳｉＯ膜、２４は第３のレジスト
、２５は窓。
２ＧはＮｂ配線、２７は第４のレジストである。
従来、薄い機能性高分子フィルム上にジョセフソン接合
を作製する場合には、第３図（ａ）に示すように、直接
９機能性高分子フィルム１６上にＮｂ／Ａ Ｉ Ｏｘ／
Ｎｂ層からなるジョセフソン接合２０を形成していた。
を作製する場合には、第３図（ａ）に示すように、直接
９機能性高分子フィルム１６上にＮｂ／Ａ Ｉ Ｏｘ／
Ｎｂ層からなるジョセフソン接合２０を形成していた。
第３図（ｂ）に示すように、 Ｎｂ／八ＮへＯｘ／Ｎｂ
層を堆積後、第１のレジスト２１によるパターニングを
行い９反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）により加工を
行って、上部電極のニオブ（Ｎｂ）膜１９．バリア層の
アルミニウム酸化膜（Ａ Ｉ Ｏｘ） １８を順次エツ
チングした後、第３図（Ｃ）に示すように、第２のレジ
ストによるパターニングを行って、下部電極のＮｂ１ｌ
１７をエツチングする。次に、第３図（ｄ）に示すよう
に、酸素（Ｏｌ）雰囲気中で酸化シリコン膜（Ｓｉｎ）
２３を蒸着して絶縁膜を形成した後、第３図（ｅ）に示
すように、 ＳｉＯＭ２３上に第３のレジスト２４をマ
スクとして窓２５を開口し、第３図（ｆ）に示すように
、 Ｎｂ膜を被覆後、第４のレジスト２７をマスクとし
て、 Ｎｂ配線２６を形成して、ジョセフソン接合を得
ていた。
層を堆積後、第１のレジスト２１によるパターニングを
行い９反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）により加工を
行って、上部電極のニオブ（Ｎｂ）膜１９．バリア層の
アルミニウム酸化膜（Ａ Ｉ Ｏｘ） １８を順次エツ
チングした後、第３図（Ｃ）に示すように、第２のレジ
ストによるパターニングを行って、下部電極のＮｂ１ｌ
１７をエツチングする。次に、第３図（ｄ）に示すよう
に、酸素（Ｏｌ）雰囲気中で酸化シリコン膜（Ｓｉｎ）
２３を蒸着して絶縁膜を形成した後、第３図（ｅ）に示
すように、 ＳｉＯＭ２３上に第３のレジスト２４をマ
スクとして窓２５を開口し、第３図（ｆ）に示すように
、 Ｎｂ膜を被覆後、第４のレジスト２７をマスクとし
て、 Ｎｂ配線２６を形成して、ジョセフソン接合を得
ていた。
ところが、前述のように、ジョセフソン接合。
作製プロセスにおいて、特に、４回ものレジストパター
ンの形成、或いは、エツチング後のレジスト除去に、水
やアセトン、アルコール等の有機溶剤を使用することが
多い。そのために、基板となる機能性高分子フィルム自
体は、他の高分子膜に比べて、水や有機溶剤に対しては
安定で溶解したりはしないが、フィルム内に水や有機溶
剤が浸透して、フィルムが膨潤し、第４図（ａ）に示す
ように、最初平坦で寸法が正しい機能性高分子フィルム
１６が膨潤により、第４図（ｂ）或いは（Ｃ）のように
、伸びてしまい、且つ９反りが生じて。
ンの形成、或いは、エツチング後のレジスト除去に、水
やアセトン、アルコール等の有機溶剤を使用することが
多い。そのために、基板となる機能性高分子フィルム自
体は、他の高分子膜に比べて、水や有機溶剤に対しては
安定で溶解したりはしないが、フィルム内に水や有機溶
剤が浸透して、フィルムが膨潤し、第４図（ａ）に示す
ように、最初平坦で寸法が正しい機能性高分子フィルム
１６が膨潤により、第４図（ｂ）或いは（Ｃ）のように
、伸びてしまい、且つ９反りが生じて。
接合パターンの寸法安定性が低下してしまうという問題
があった。
があった。
特に、高感度の磁気センサーでは、微細な接合とパター
ン形状が必要であり９寸法安定性の劣化は大きな障害と
なる。
ン形状が必要であり９寸法安定性の劣化は大きな障害と
なる。
本発明は、この機能性高分子フィルムの膨潤を防止する
ことを目的として提供されるものである。
ことを目的として提供されるものである。
（課題を解決するための手段〕
第１図は本発明の原理説明図である。
図において、１は機能性高分子フィルム、２は保護膜で
ある。
ある。
先の問題点を解決するには、フィルムが直接。
プロセスを経る過程において、水や有機溶剤に直接接触
しないようにすることが肝要である。
しないようにすることが肝要である。
そのため、第１図に示すように、ジョセフソン接合を作
製する前に２機能性高分子フィルム１の両面に絶縁膜等
を蒸着法、スパッタ法、或いはＣＶＤ法等により堆積し
て、フィルム表面に酸化シリコン等の水や有機溶剤によ
ってフィルムが膨潤することを防ぐ為の保護膜２を形成
する。
製する前に２機能性高分子フィルム１の両面に絶縁膜等
を蒸着法、スパッタ法、或いはＣＶＤ法等により堆積し
て、フィルム表面に酸化シリコン等の水や有機溶剤によ
ってフィルムが膨潤することを防ぐ為の保護膜２を形成
する。
この際、保護膜２は機能性高分子フィルム１の表裏両面
に堆積することが必要であり１片面では反りが却って酷
くなる場合がある。
に堆積することが必要であり１片面では反りが却って酷
くなる場合がある。
本発明では、保護膜を機能性高分子フィルム上の両面に
作製することによって、ジョセフソン接合の作製プロセ
スにおいて、フィルムは常に水や有機溶剤に触れること
がな（なり、従つ工、水や有機溶剤の浸透によるフィル
ムの膨潤を防ぐことが可能となった。これにより２寸法
安定性が低下−ｔｑず、微細な接合の形成においてもパ
ターンの信頼性が向上する。
作製することによって、ジョセフソン接合の作製プロセ
スにおいて、フィルムは常に水や有機溶剤に触れること
がな（なり、従つ工、水や有機溶剤の浸透によるフィル
ムの膨潤を防ぐことが可能となった。これにより２寸法
安定性が低下−ｔｑず、微細な接合の形成においてもパ
ターンの信頼性が向上する。
〔実施例）
第２図は本発明の一実施例の工程順模式断面図である。
図において、３はポリイミドフィルム、４はＳｉＯｐ、
５はＮｂ膜、６はＡｊ！Ｏｘ膜、７はＮｂ膜、８は
ジョセフソン接合、９は第１のレジスト、１０は第２の
レジスト、１１はＳｉＯ膜、１２は第３のレジスト、１
３は開口部、１４はＮｂ配線、１５は第４のレジストで
ある。
５はＮｂ膜、６はＡｊ！Ｏｘ膜、７はＮｂ膜、８は
ジョセフソン接合、９は第１のレジスト、１０は第２の
レジスト、１１はＳｉＯ膜、１２は第３のレジスト、１
３は開口部、１４はＮｂ配線、１５は第４のレジストで
ある。
ここでは、５０μｍの厚さのポリイミドフィルム３を基
板として、 Ｎｂ／Ａ Ｉ Ｏｘ／Ｎｂ層のジョセフソ
ン接合８を形成する一実施例について２第２図の工程順
模式断面図により説明する。
板として、 Ｎｂ／Ａ Ｉ Ｏｘ／Ｎｂ層のジョセフソ
ン接合８を形成する一実施例について２第２図の工程順
模式断面図により説明する。
しかるのちに、エツチングマスクとして使用し先ず、第
２図（ａ）に示すように９機能性高分子としてのポリイ
ミドフィルム３の表面上に、酸素ガス雰囲気中で、
Ｉ Ｘｌ０−’Ｔｏｒｒの真空圧で、保護膜としてのＳ
ｉＯ膜４を３００ｎｍの厚さに蒸着する。
２図（ａ）に示すように９機能性高分子としてのポリイ
ミドフィルム３の表面上に、酸素ガス雰囲気中で、
Ｉ Ｘｌ０−’Ｔｏｒｒの真空圧で、保護膜としてのＳ
ｉＯ膜４を３００ｎｍの厚さに蒸着する。
続いて、フィルムの裏面にも同様な方法で、保護膜とし
てのＳｉＯ膜４を３００ｎｓ＋の厚さに蒸着する。
てのＳｉＯ膜４を３００ｎｓ＋の厚さに蒸着する。
次に、ポリイミドフィルム３上に下部電極としてのＮｂ
５をアルゴン（Ａｒ）ガス圧力１０ｓｍＴｏｒｒで２０
０ｎａの厚さにスパッタ法で堆積し、続いてｉ膜をＡｒ
ガス圧力１０＋＋＋ｍＴｏｒｒで５ｎ−の厚さに堆積後
１例えば、 Ａｒに１０％０□ガスを導入して、 ０．
７Ｔｏｒｒで１時間酸化し、バリア層としてＡ Ｉ Ｏ
ｘ膜６を形成し。
５をアルゴン（Ａｒ）ガス圧力１０ｓｍＴｏｒｒで２０
０ｎａの厚さにスパッタ法で堆積し、続いてｉ膜をＡｒ
ガス圧力１０＋＋＋ｍＴｏｒｒで５ｎ−の厚さに堆積後
１例えば、 Ａｒに１０％０□ガスを導入して、 ０．
７Ｔｏｒｒで１時間酸化し、バリア層としてＡ Ｉ Ｏ
ｘ膜６を形成し。
更に前述と同様の方法で５上部電極としてのＮｂ膜７を
１５０１−の厚さに堆積して、 Ｎｂ／Ａ Ｉ Ｏｘ／
Ｎｂ層のジョセフソン接合８を形成する。
１５０１−の厚さに堆積して、 Ｎｂ／Ａ Ｉ Ｏｘ／
Ｎｂ層のジョセフソン接合８を形成する。
第２図（Ｃ）に示すように、第１のレジスト９をマスク
として上部電極のＮｂ膜７をパターニングし、余分のＮ
ｂを例えば、四弗化炭素（ＣＦ４） −５％０２ガスに
より＋ ５０ｍｒｍＴｏｒｒで５０Ｗの出力を加えて。
として上部電極のＮｂ膜７をパターニングし、余分のＮ
ｂを例えば、四弗化炭素（ＣＦ４） −５％０２ガスに
より＋ ５０ｍｒｍＴｏｒｒで５０Ｗの出力を加えて。
１？ＩＥ法により除去する。
続いて、第１のレジスト９を除去後、ＡｆＯｘ膜６のバ
リア層をＡｒガス中でスパッタエツチングにより除去す
る。
リア層をＡｒガス中でスパッタエツチングにより除去す
る。
第２図（ｄ）に示すように、第２のレジスト１０をマス
クとして、 Ｎｂ膜５をＲＩＥ法により前述と同様の方
法でエツチングして、下部電極を形成する。
クとして、 Ｎｂ膜５をＲＩＥ法により前述と同様の方
法でエツチングして、下部電極を形成する。
次に１第２図（ｅ）に示すように、酸素雰囲気中で９例
えば１ ｘ １０−’ＴｏｒｒでＳｉＯ膜１１を３５０
ｎｍの厚さに蒸着後、第２図（ｆ）に示すように、第３
のレジストをマスクとしてコンタクト用のパターンを形
成した後、 ＳｉＯ膜１１を三弗化メタン（Ｃｔｌ Ｆ
３）−２０％０！ガスで、 ＲＩＥ法により５例えば
２ＱｎｕａＴｏｒｒ。
えば１ ｘ １０−’ＴｏｒｒでＳｉＯ膜１１を３５０
ｎｍの厚さに蒸着後、第２図（ｆ）に示すように、第３
のレジストをマスクとしてコンタクト用のパターンを形
成した後、 ＳｉＯ膜１１を三弗化メタン（Ｃｔｌ Ｆ
３）−２０％０！ガスで、 ＲＩＥ法により５例えば
２ＱｎｕａＴｏｒｒ。
１００Ｗの出力で除去して、開口部１３を形成する。
最後に、第２図（ｇ）に示すように、 Ｎｂ配線１４を
前述と同様の方法で被膜し、第４のレジス目５をマスク
として、エツチングによりＮｂ配線１４を形成して完成
する。
前述と同様の方法で被膜し、第４のレジス目５をマスク
として、エツチングによりＮｂ配線１４を形成して完成
する。
以上の実施例では、１１能性高分子フィルムとして、ポ
リイミドフィルムを使用したが、他に実用できる機能性
高分子フィルムとしては、アラミドフィルム、ポリエチ
レンテレフタレートフィルム。
リイミドフィルムを使用したが、他に実用できる機能性
高分子フィルムとしては、アラミドフィルム、ポリエチ
レンテレフタレートフィルム。
ポリエーテル・エーテルケトンフィルムなどがある。
以上説明したように２本発明によれば２機能性高分子フ
ィルムをジョセフソン接合素子の基板とした場合に、フ
ィルム上に前もって保護膜を作製しておくことで、プロ
セスにおいての、何回も使用される水や有機溶剤による
フィルムの膨潤が防止でき、フィルムの寸法安定性を向
上させることが可能となる。これにより、高分子フィル
ム上に微細なジョセフソン接合をパターンの寸法ずれも
なく作製することが可能となり、信転性の向上に寄与す
るところが大きい。
ィルムをジョセフソン接合素子の基板とした場合に、フ
ィルム上に前もって保護膜を作製しておくことで、プロ
セスにおいての、何回も使用される水や有機溶剤による
フィルムの膨潤が防止でき、フィルムの寸法安定性を向
上させることが可能となる。これにより、高分子フィル
ム上に微細なジョセフソン接合をパターンの寸法ずれも
なく作製することが可能となり、信転性の向上に寄与す
るところが大きい。
第１図は本発明の原理説明図。
第２図は本発明の一実施例の工程順模式断面図。
第３図、第４図は従来例の説明図である。
図において。
１は機能性高分子フィルム。
２は保護膜、 ３はポリイミドフィルム。
４はＳｉＯ膜、 ５はＮｂ膜。
６はＡｌＯｘ膜、 ７はＮｂ膜。
８はジョセフソン接合。
９は第１のレジスト、１０は第２のレジスト。
１１はＳｉＯ膜、１２は第３のレジスト。
１３は開口部、１４はＮｂ配線。
１５は第４のレジスト
本発明の原理ｔｊｌ明図
第１図
本発明の一実施例の工程ｐ唄項戎断面図男２図
Claims (1)
- 機能性高分子フィルム上にジョセフソン接合素子を作製
する前に、あらかじめ、該機能性高分子フィルムの両面
に、水や有機溶剤による膨潤を防ぐ為の保護膜を被覆す
ることを特徴とするジョセフソン接合の作製方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014694A JPH03219680A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | ジョセフソン接合の作製方法 |
| DE69026339T DE69026339T2 (de) | 1989-11-13 | 1990-11-12 | Josephson-Übergang-Apparat |
| EP90312322A EP0428357B1 (en) | 1989-11-13 | 1990-11-12 | Josephson junction apparatus |
| KR1019900018344A KR940006778B1 (ko) | 1989-11-13 | 1990-11-13 | 가요성 중합체 필름위에 형성한 조셉슨 접합장치 및 그 제조방법 |
| US07/611,789 US5131976A (en) | 1989-11-13 | 1990-11-13 | Josephson junction apparatus formed on flexible polymeric film and producing method thereof |
| US08/227,698 US5436471A (en) | 1989-11-13 | 1994-04-14 | Josephson junction apparatus formed on flexible polymeric film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014694A JPH03219680A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | ジョセフソン接合の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219680A true JPH03219680A (ja) | 1991-09-27 |
Family
ID=11868299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014694A Pending JPH03219680A (ja) | 1989-11-13 | 1990-01-24 | ジョセフソン接合の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03219680A (ja) |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP2014694A patent/JPH03219680A/ja active Pending
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