JPH04111482A - 超電導素子および作製方法 - Google Patents
超電導素子および作製方法Info
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- JPH04111482A JPH04111482A JP2230221A JP23022190A JPH04111482A JP H04111482 A JPH04111482 A JP H04111482A JP 2230221 A JP2230221 A JP 2230221A JP 23022190 A JP23022190 A JP 23022190A JP H04111482 A JPH04111482 A JP H04111482A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、超電導素子およびその作製方法に関する。よ
り詳細には、酸化物超電導体による超電導体層とこの超
電導体層に隣接する半導体層を具備し、新規な構成の超
電導素子およびその作製方法に関する。
り詳細には、酸化物超電導体による超電導体層とこの超
電導体層に隣接する半導体層を具備し、新規な構成の超
電導素子およびその作製方法に関する。
従来の技術
酸化物超電導体を超電導素子に使用する場合、酸化物超
電導体層を絶縁体、半導体等の層と積層した構造とする
ことが必要となる。例えば、超電導ベーストランジスタ
と称される超電導素子は、第１図に示すよう、超電導体
または常電導体で構成されたエミッタ２１、絶縁体で構
成されたトンネル障壁２２、超電導体で構成されたベー
ス２３、半導体アイソレータ２４および常電導体で構成
されたコレクタ２５を積層した構成になっている。
電導体層を絶縁体、半導体等の層と積層した構造とする
ことが必要となる。例えば、超電導ベーストランジスタ
と称される超電導素子は、第１図に示すよう、超電導体
または常電導体で構成されたエミッタ２１、絶縁体で構
成されたトンネル障壁２２、超電導体で構成されたベー
ス２３、半導体アイソレータ２４および常電導体で構成
されたコレクタ２５を積層した構成になっている。
上記の超電導ベーストランジスタでは、超電導トンネル
接合と、超電導ベースにより高速動作を実現している。
接合と、超電導ベースにより高速動作を実現している。
超電導トンネル接合のトンネル障壁の厚さは、超電導体
のコヒーレンス長の数倍程度にしなければならない。酸
化物超電導体は、コヒーレンス長が非常に短いため、酸
化物超電導体を使用した超電導トンネル接合では、トン
ネル障壁の厚さを数ｎｍ程度にしなければならない。
のコヒーレンス長の数倍程度にしなければならない。酸
化物超電導体は、コヒーレンス長が非常に短いため、酸
化物超電導体を使用した超電導トンネル接合では、トン
ネル障壁の厚さを数ｎｍ程度にしなければならない。
また、上記の超電導ベーストランジスタでは、超電導体
ベース２３と半導体アイソレータ２４との界面で超電導
体ベース２３を走行してきた電子が反射されることがあ
る。従って、超電導体−半導体の界面制御も重要である
。
ベース２３と半導体アイソレータ２４との界面で超電導
体ベース２３を走行してきた電子が反射されることがあ
る。従って、超電導体−半導体の界面制御も重要である
。
一方、素子としての特性を考慮すると、上記の各層の結
晶性がよくなければならない。即ち、全ての層が単結晶
で形成されていることが好ましく、多結晶またはアモル
ファスの層がある場合には、素子の性能は安定しない。
晶性がよくなければならない。即ち、全ての層が単結晶
で形成されていることが好ましく、多結晶またはアモル
ファスの層がある場合には、素子の性能は安定しない。
発明が解決しようとする課題
従来の酸化物超電導体を用いた超電導ベーストランジス
タは、適当な基板上に上記の各層を順に積層することで
実現されていた。従って、優れた特性の素子を作製する
には、数ｎｍの厚さの単結晶の絶縁体薄膜、酸化物超電
導薄膜および半導体薄膜を積層することが必要であった
。
タは、適当な基板上に上記の各層を順に積層することで
実現されていた。従って、優れた特性の素子を作製する
には、数ｎｍの厚さの単結晶の絶縁体薄膜、酸化物超電
導薄膜および半導体薄膜を積層することが必要であった
。
しかしながら、酸化物超電導薄膜上に結晶性のよい他の
材料の薄膜を作製することは困難であり、また、結晶性
のよい酸化物超電導薄膜が成膜できる下地基板も限られ
ている。
材料の薄膜を作製することは困難であり、また、結晶性
のよい酸化物超電導薄膜が成膜できる下地基板も限られ
ている。
また、上記従来の方法で作製した従来の構成の超電導ベ
ーストランジスタでは、酸化物超電導薄膜と半導体薄膜
との界面の状態が良好でなく所望の特性が得られなかっ
た。
ーストランジスタでは、酸化物超電導薄膜と半導体薄膜
との界面の状態が良好でなく所望の特性が得られなかっ
た。
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
した、新規な構成の超電導素子およびそれを作製する方
法を提供することにある。
した、新規な構成の超電導素子およびそれを作製する方
法を提供することにある。
課題を解決するための手段
本発明に従うと、超電導体層と該超電導体層に隣接する
半導体層とを有する超電導素子において、前記超電導体
層および前記半導体層が同一の基板上に配置され、前記
超電導体層が酸化物超電導体で構成され、前記半導体層
が、不純物を含む前記酸化物超電導体で構成され、前記
いずれの酸化物もＣ軸が、前記基板と平行な平面内にあ
り、且つ主電流が流れる方向に垂直である配向性を有す
ることを特徴とする超電導素子が提供される。
半導体層とを有する超電導素子において、前記超電導体
層および前記半導体層が同一の基板上に配置され、前記
超電導体層が酸化物超電導体で構成され、前記半導体層
が、不純物を含む前記酸化物超電導体で構成され、前記
いずれの酸化物もＣ軸が、前記基板と平行な平面内にあ
り、且つ主電流が流れる方向に垂直である配向性を有す
ることを特徴とする超電導素子が提供される。
また、本発明では、上記の超電導素子と等しく、超電導
体層と隣接半導体層とが配置され、前記超電導体層が酸
化物超電導体で構成され、前記半導体層が、前記酸化物
超電導体と実質的に等しい構成元素からなり、且つその
組成比が前記酸化物超電導体と異なる酸化物で構成され
、前記いずれの酸化物もＣ軸が、前記基板と平行な平面
内にあり、且つ主電流が流れる方向に垂直である配向性
を有することを特徴とする超電導素子が提供される。
体層と隣接半導体層とが配置され、前記超電導体層が酸
化物超電導体で構成され、前記半導体層が、前記酸化物
超電導体と実質的に等しい構成元素からなり、且つその
組成比が前記酸化物超電導体と異なる酸化物で構成され
、前記いずれの酸化物もＣ軸が、前記基板と平行な平面
内にあり、且つ主電流が流れる方向に垂直である配向性
を有することを特徴とする超電導素子が提供される。
さらに、本発明においては、上記それぞれの超電導素子
の作製方法として、基板上にＣ軸が前記基板と平行な平
面内にある配向性を有する酸化物超電導体結晶で構成さ
れた酸化物超電導薄膜を成膜し、 前記酸化物超電導体結晶のＣ軸と垂直な方向に前記超電
導素子を構成する各層が隣接して並列するように、該酸
化物超電導薄膜の一部に不純物を拡散させることによっ
て前記半導体層を形成する工程を含むことを特徴とする
超電導素子の作製方法が提供される。上記の不純物の代
わりに前記酸化物超電導体を構成する元素の一部を過剰
になるよう拡散させることによって前記半導体層を形成
する工程を含む超電導素子の作製方法も本発明には含ま
れる。
の作製方法として、基板上にＣ軸が前記基板と平行な平
面内にある配向性を有する酸化物超電導体結晶で構成さ
れた酸化物超電導薄膜を成膜し、 前記酸化物超電導体結晶のＣ軸と垂直な方向に前記超電
導素子を構成する各層が隣接して並列するように、該酸
化物超電導薄膜の一部に不純物を拡散させることによっ
て前記半導体層を形成する工程を含むことを特徴とする
超電導素子の作製方法が提供される。上記の不純物の代
わりに前記酸化物超電導体を構成する元素の一部を過剰
になるよう拡散させることによって前記半導体層を形成
する工程を含む超電導素子の作製方法も本発明には含ま
れる。
作用
本発明の超電導素子は、酸化物超電導体による超電導体
層右よび半導体層が同一の基板上に隣接して配置されて
いる。また、半導体層は、超電導体層を構成している酸
化物超電導体で、不純物を含むかまたは酸化物超電導体
を構成する元素の一部を過剰に含むことにより半導体的
特性を示す酸化物で構成されている。特に作製方法の面
から換言すれば、本発明の超電導素子は、基板上に形成
された酸化物超電導薄膜の一部に「不純物を加えて」形
成した半導体層または「酸化物超電導体を構成する元素
の一部を過剰にして」形成した半導体層を具備する。
層右よび半導体層が同一の基板上に隣接して配置されて
いる。また、半導体層は、超電導体層を構成している酸
化物超電導体で、不純物を含むかまたは酸化物超電導体
を構成する元素の一部を過剰に含むことにより半導体的
特性を示す酸化物で構成されている。特に作製方法の面
から換言すれば、本発明の超電導素子は、基板上に形成
された酸化物超電導薄膜の一部に「不純物を加えて」形
成した半導体層または「酸化物超電導体を構成する元素
の一部を過剰にして」形成した半導体層を具備する。
本発明の超電導素子においては、上記の超電導体層およ
び半導体層を構成する酸化物が、いずれもＣ軸が基板に
平行な配向性を有し、超電導素子の主電流が流れる方向
に対し、Ｃ軸が垂直であることが好ましい。これは、酸
化物超電導体は、その超電導特性に異方性を有し、特に
臨界電流密度、コヒーレンス長は、Ｃ軸に垂直な方向に
大きいからである。
び半導体層を構成する酸化物が、いずれもＣ軸が基板に
平行な配向性を有し、超電導素子の主電流が流れる方向
に対し、Ｃ軸が垂直であることが好ましい。これは、酸
化物超電導体は、その超電導特性に異方性を有し、特に
臨界電流密度、コヒーレンス長は、Ｃ軸に垂直な方向に
大きいからである。
上記のような構成を有する本発明の超電導素子は、もと
もと一体に形成した酸化物超電導薄膜で構成されており
、また、結晶構造は、どの部分も等しい。従って、従来
の超電導素子と異なり、全ての層の結晶性がよい。
もと一体に形成した酸化物超電導薄膜で構成されており
、また、結晶構造は、どの部分も等しい。従って、従来
の超電導素子と異なり、全ての層の結晶性がよい。
上記の本発明の超電導素子は、基板上に酸化物超電導薄
膜を形成し、この薄膜に、全幅および全厚に亘って不純
物を拡散させるか、酸化物超電導体を構成する元素の一
部を過剰にした部分を形成することにより作製できる。
膜を形成し、この薄膜に、全幅および全厚に亘って不純
物を拡散させるか、酸化物超電導体を構成する元素の一
部を過剰にした部分を形成することにより作製できる。
この部分は、半導体層となるが、この半導体層と超電導
体層とは、Ｃ軸に垂直な方向に並ぶように形成する。
体層とは、Ｃ軸に垂直な方向に並ぶように形成する。
酸化物超電導薄膜中に不純物を拡散させる方法には、拡
散させる不純物を含んだ薄膜を酸化物超電導薄膜上に積
層して熱処理を行う方法、イオン注入を行う方法がある
。特に、酸化物超電導体は、結晶のＣ軸と垂直な方向に
不純物が拡散し易い。
散させる不純物を含んだ薄膜を酸化物超電導薄膜上に積
層して熱処理を行う方法、イオン注入を行う方法がある
。特に、酸化物超電導体は、結晶のＣ軸と垂直な方向に
不純物が拡散し易い。
従って、結晶のＣ軸が基板表面に平行な、即ちＣ軸また
はｂ軸配向の薄膜を形成し、この薄膜上の一部に不純物
を含んだ層を形成し、熱処理、を行うことにより、本発
明の超電導素子を作製可能である。また、酸化物超電導
体を構成する元素の一部を過剰にするのも同様な方法に
より可能である。
はｂ軸配向の薄膜を形成し、この薄膜上の一部に不純物
を含んだ層を形成し、熱処理、を行うことにより、本発
明の超電導素子を作製可能である。また、酸化物超電導
体を構成する元素の一部を過剰にするのも同様な方法に
より可能である。
酸化物超電導薄膜中に拡散させる不純物としては、Ｓｉ
等が好ましい。これは、Ｓｌを酸化物超電導体に拡散さ
せると、半導体的特性を示すようになるからである。従
って、Ｓｉを不純物として含む上記半導体−酸化物超電
導体界面の状態は極めて良好となる。一方、半導体層を
形成するために過剰にする元素には、例えば酸化物超電
導体にＹ、Ｂａ２Ｃｕ３０．−Ｘを使用した場合にはＹ
が好ましい。
等が好ましい。これは、Ｓｌを酸化物超電導体に拡散さ
せると、半導体的特性を示すようになるからである。従
って、Ｓｉを不純物として含む上記半導体−酸化物超電
導体界面の状態は極めて良好となる。一方、半導体層を
形成するために過剰にする元素には、例えば酸化物超電
導体にＹ、Ｂａ２Ｃｕ３０．−Ｘを使用した場合にはＹ
が好ましい。
本発明の超電導素子には、任意の酸化物超電導体が使用
できるが、Ｙ ＨＢａ２Ｃｕ＋ ０７−Ｘ系酸化物超電
導体は安定的に高品質の結晶性のよい薄膜が得られるの
で好ましい。また、Ｂｉ２５ｒ２Ｃａ２Ｃｕ３０Ｘ系酸
化物超電導体は、特にその超電導臨界温度Ｔｃが高いの
で好ましい。
できるが、Ｙ ＨＢａ２Ｃｕ＋ ０７−Ｘ系酸化物超電
導体は安定的に高品質の結晶性のよい薄膜が得られるの
で好ましい。また、Ｂｉ２５ｒ２Ｃａ２Ｃｕ３０Ｘ系酸
化物超電導体は、特にその超電導臨界温度Ｔｃが高いの
で好ましい。
以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明するが
、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明
の技術的範囲をなんら制限するものではない。
、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明
の技術的範囲をなんら制限するものではない。
実施例
本発明の方法により本発明の超電導素子の一例として超
電導ベーストランジスタを作製した。基板にはＭｇＯ単
結晶基板を用い、酸化物超電導体にはＹ 、Ｂａ２ＣＵ
３０７−ｘを使用した。第２図（ａ）〜（１）ヲ参照し
て、作製手順を説明する。
電導ベーストランジスタを作製した。基板にはＭｇＯ単
結晶基板を用い、酸化物超電導体にはＹ 、Ｂａ２ＣＵ
３０７−ｘを使用した。第２図（ａ）〜（１）ヲ参照し
て、作製手順を説明する。
まず、ＭｇＯ（１００）基板４上に、スパッタリング法
により、第２図（ａ）に示すよう基板表面にａ軸が垂直
なくａ軸配向の） ＹＩＢａ２Ｃｕ３０ｔ−ｘ超電導薄
膜１を形成した。主な成膜条件を以下に示す。
により、第２図（ａ）に示すよう基板表面にａ軸が垂直
なくａ軸配向の） ＹＩＢａ２Ｃｕ３０ｔ−ｘ超電導薄
膜１を形成した。主な成膜条件を以下に示す。
基板温度 ６３０℃
スパッタリングガス Ａｒ ９０％
０２１０％
圧 力 ５ Ｘｌ０−２Ｔｏｒｒ膜
厚 ４００ｎｍ 上記の条件で成膜を行った後、この酸化物超電導薄膜１
を構成するＹＩＢａ２Ｃｕ３０ｔ−ｘ結晶の結晶方向を
電子線回折により測定した。
厚 ４００ｎｍ 上記の条件で成膜を行った後、この酸化物超電導薄膜１
を構成するＹＩＢａ２Ｃｕ３０ｔ−ｘ結晶の結晶方向を
電子線回折により測定した。
次に、この酸化物超電導薄膜１上に第２図（ｂ）に示す
よう、厚さ３００ ｎｍのＡｕ薄膜５を真空蒸着法によ
り形成した。
よう、厚さ３００ ｎｍのＡｕ薄膜５を真空蒸着法によ
り形成した。
続いて、超電導トランジスタを構成する半導体層および
絶縁層を上記の酸化物超電導薄膜１中に作り込んでいく
が、この際先程行った結晶方向の測定結果をもとに、各
層が酸化物超電導薄膜１を構成しているＹ、Ｂａ２Ｃｕ
、○？−Ｘ結晶のａ軸に垂直な方向に並ぶよう、各層の
配置を決定する。本実施例では、第２図（Ｃ）〜（２）
までは酸化物超電導薄膜１を構成しているＹ １Ｂａ２
Ｃｕ３０７−Ｘ結晶のａ軸が紙面に垂直であるとする。
絶縁層を上記の酸化物超電導薄膜１中に作り込んでいく
が、この際先程行った結晶方向の測定結果をもとに、各
層が酸化物超電導薄膜１を構成しているＹ、Ｂａ２Ｃｕ
、○？−Ｘ結晶のａ軸に垂直な方向に並ぶよう、各層の
配置を決定する。本実施例では、第２図（Ｃ）〜（２）
までは酸化物超電導薄膜１を構成しているＹ １Ｂａ２
Ｃｕ３０７−Ｘ結晶のａ軸が紙面に垂直であるとする。
上記の結晶方向の測定をもとに、酸化物超電導薄膜１を
構成するＹ ｌＢａ２Ｃｕ３０ ｑ−８結晶のａ軸に垂
直な方向の端に半導体層を形成する。Ａｕ薄膜５上の図
面で左側を第２図（Ｃ）に示すようフォトレジスト６で
被覆した。第２図（ｄ）に示すようＡｒイオンミリング
により酸化物超電導薄膜１の図面で右側が露出するまで
エツチングを行った。この酸化物超電導薄膜１の露出し
た部分は、半導体層となる部分である。
構成するＹ ｌＢａ２Ｃｕ３０ ｑ−８結晶のａ軸に垂
直な方向の端に半導体層を形成する。Ａｕ薄膜５上の図
面で左側を第２図（Ｃ）に示すようフォトレジスト６で
被覆した。第２図（ｄ）に示すようＡｒイオンミリング
により酸化物超電導薄膜１の図面で右側が露出するまで
エツチングを行った。この酸化物超電導薄膜１の露出し
た部分は、半導体層となる部分である。
フォトレジスト６および酸化物超電導薄膜１の露出した
部分上に、スパッタリング法により、第２図（ｅ）に示
すようＹ薄膜７１および７２をＡｕ薄膜５と同じ＜３０
０ｎｍの厚さに形成する。リフトオフ法によりフォトレ
ジスト６およびＹ薄膜７１を除去し、第２図（ｆ）に示
すようＡｕ薄膜５およびＹ薄膜７２上にフォトレジスト
６１および６２を形成する。この場合、フォトレジスト
６１および６２はできるだけ接近させ、また、両者の間
の隙間は、Ａｕ薄膜５上になるように形成する。
部分上に、スパッタリング法により、第２図（ｅ）に示
すようＹ薄膜７１および７２をＡｕ薄膜５と同じ＜３０
０ｎｍの厚さに形成する。リフトオフ法によりフォトレ
ジスト６およびＹ薄膜７１を除去し、第２図（ｆ）に示
すようＡｕ薄膜５およびＹ薄膜７２上にフォトレジスト
６１および６２を形成する。この場合、フォトレジスト
６１および６２はできるだけ接近させ、また、両者の間
の隙間は、Ａｕ薄膜５上になるように形成する。
再びＡｒイオンミリングによるエツチングを行い、へｕ
薄膜５を第２図（（イ）に示すよう５１および５２に分
割する。次に、斜め蒸着により、第２図（社）に示すよ
うＡｕ薄膜５１および５２間が３ｎｍに狭まるようＡｕ
薄膜８１および８２を堆積させる。リフトオフ法により
、第２図（ｉ）に示すようフォトレジスト６１および６
２、Ａｕ薄膜８１およびＡｕ薄膜８２の余分な部分を除
去する。
薄膜５を第２図（（イ）に示すよう５１および５２に分
割する。次に、斜め蒸着により、第２図（社）に示すよ
うＡｕ薄膜５１および５２間が３ｎｍに狭まるようＡｕ
薄膜８１および８２を堆積させる。リフトオフ法により
、第２図（ｉ）に示すようフォトレジスト６１および６
２、Ａｕ薄膜８１およびＡｕ薄膜８２の余分な部分を除
去する。
このように、加工した薄膜を高真空中で熱処理する。熱
処理条件を以下に示す。
処理条件を以下に示す。
圧力（真空度） Ｉ Ｘｌ０−’Ｔｏｒｒ基板温度
７００℃ 処理時間 ３分間 熱処理後、Ｙ薄膜７２をＡｒイオンミリングにより除去
し、第２図（ｊ）に示すようＡｕ薄膜５３をＡｕ薄膜５
２から離して形成する。上記の熱処理によりＡｕ薄膜５
１および８２の隙間の部分の酸化物超電導薄膜１の部分
は、結晶中の酸素が抜けて絶縁体３となり、Ａｕ薄膜５
１の下側の部分は第１の超電導体層１１に、Ａｕ薄膜５
２の下側の部分は第２の超電導体層１２になる。
７００℃ 処理時間 ３分間 熱処理後、Ｙ薄膜７２をＡｒイオンミリングにより除去
し、第２図（ｊ）に示すようＡｕ薄膜５３をＡｕ薄膜５
２から離して形成する。上記の熱処理によりＡｕ薄膜５
１および８２の隙間の部分の酸化物超電導薄膜１の部分
は、結晶中の酸素が抜けて絶縁体３となり、Ａｕ薄膜５
１の下側の部分は第１の超電導体層１１に、Ａｕ薄膜５
２の下側の部分は第２の超電導体層１２になる。
また、Ｙ薄膜７２の下の酸化物超電導薄膜１の部分には
、Ｙが拡散して半導体層２となる。
、Ｙが拡散して半導体層２となる。
最後に第２図（２）に示すよう絶縁体膜９１．９２．９
３および９４と、配線用金属膜１０１．１０２および１
０３とを形成し、本発明の超電導素子が完成する。
３および９４と、配線用金属膜１０１．１０２および１
０３とを形成し、本発明の超電導素子が完成する。
完成後、第１、第２の超電導体層１１．１２および半導
体層２の結晶性を調べたところ、いずれもほぼ単結晶の
良好な結晶であった。また、第１および第２の超電導体
層１１および１２の超電導臨界温度は、ともに８８にで
あった。
体層２の結晶性を調べたところ、いずれもほぼ単結晶の
良好な結晶であった。また、第１および第２の超電導体
層１１および１２の超電導臨界温度は、ともに８８にで
あった。
本実施例では、酸化物超電導薄膜１上にＹ薄膜７２を積
層して、熱処理することにより、半導体層２を形成した
が、第２図（ｄ）の状態で酸化物超電導薄膜１の露出し
ている部分にＹイオンを注入して半導体層を形成するこ
ともできる。
層して、熱処理することにより、半導体層２を形成した
が、第２図（ｄ）の状態で酸化物超電導薄膜１の露出し
ている部分にＹイオンを注入して半導体層を形成するこ
ともできる。
また、上記本実施例の方法では、半導体層２および絶縁
体層３が同時に形成されるため、非常に効率よく超電導
ベーストランジスタが作製可能である。
体層３が同時に形成されるため、非常に効率よく超電導
ベーストランジスタが作製可能である。
発明の詳細
な説明したように、本発明の超電導素子は、酸化物超電
導薄膜の一部を絶縁体層に変えた構成となっている。従
って、従来のように酸化物超電導薄膜上に絶縁体薄膜等
を積層することなく作製可能である。本発明の方法に従
って、本発明の超電導素子を作製すると、全体を一体に
形成するので、作製が容易であるだけでなく、各部の結
晶性もよく、特性も安定している。さらに、絶縁体層は
、酸化物超電導体と等しい構成元素からなる等しい結晶
構造の酸化物で構成されているので、絶縁体層を構成す
る絶縁体が、酸化物超電導薄膜の各種特性に悪影響を与
えることもない。
導薄膜の一部を絶縁体層に変えた構成となっている。従
って、従来のように酸化物超電導薄膜上に絶縁体薄膜等
を積層することなく作製可能である。本発明の方法に従
って、本発明の超電導素子を作製すると、全体を一体に
形成するので、作製が容易であるだけでなく、各部の結
晶性もよく、特性も安定している。さらに、絶縁体層は
、酸化物超電導体と等しい構成元素からなる等しい結晶
構造の酸化物で構成されているので、絶縁体層を構成す
る絶縁体が、酸化物超電導薄膜の各種特性に悪影響を与
えることもない。
さらに、本発明の超電導素子では、素子の動作に関わる
電流の流れる方向が、酸化物超電導体結晶のＣ軸に垂直
であるので、各種の特性が良好である。
電流の流れる方向が、酸化物超電導体結晶のＣ軸に垂直
であるので、各種の特性が良好である。
本発明により、超電導技術の電子デバイスへの応用がさ
らに促進される。
らに促進される。
第１図は、超電導ベーストランジスタの概念図であり、
第２図は、本発明の方法により本発明の超電導素子を作
製する場合の工程を示す概略図である。 〔主な参照番号〕 １・・・超電導体薄膜、 ２・・・半導体層、 ３・・・絶縁体層、 ４・・・基板、 ５・・・Ａｕ薄膜、 ６・・・フォトレジスト ＥＢ ＢＣ
製する場合の工程を示す概略図である。 〔主な参照番号〕 １・・・超電導体薄膜、 ２・・・半導体層、 ３・・・絶縁体層、 ４・・・基板、 ５・・・Ａｕ薄膜、 ６・・・フォトレジスト ＥＢ ＢＣ
Claims (4)
- （１）超電導体層と該超電導体層に隣接する半導体層と
を有する超電導素子において、前記超電導体層および前
記半導体層が同一の基板上に配置され、前記超電導体層
が酸化物超電導体で構成され、前記半導体層が、不純物
を含む前記酸化物超電導体で構成され、前記いずれの酸
化物もｃ軸が、前記基板と平行な平面内にあり、且つ主
電流が流れる方向に垂直である配向性を有することを特
徴とする超電導素子。 - （２）超電導体層と該超電導体層に隣接する半導体層と
を有する超電導素子において、前記超電導体層および前
記半導体層が同一の基板上に配置され、前記超電導体層
が酸化物超電導体で構成され、前記半導体層が、前記酸
化物超電導体と実質的に等しい構成元素からなり、且つ
その組成比が前記酸化物超電導体と異なる酸化物で構成
され、前記いずれの酸化物もｃ軸が、前記基板と平行な
平面内にあり、且つ主電流が流れる方向に垂直である配
向性を有することを特徴とする超電導素子。 - （３）基板上にあって酸化物超電導体で構成された超電
導体層と、前記基板上で前記超電導体層に隣接し、不純
物を含む前記酸化物超電導体で構成された半導体層とを
有する超電導素子を作製する方法において、 基板上にｃ軸が前記基板と平行な平面内にある配向性を
有する酸化物超電導体結晶で構成された酸化物超電導薄
膜を成膜し、 前記酸化物超電導体結晶のｃ軸と垂直な方向に前記超電
導素子を構成する各層が隣接して並列するように、該酸
化物超電導薄膜の一部に不純物を拡散させることによっ
て前記半導体層を形成する工程を含むことを特徴とする
超電導素子の作製方法。 - （４）基板上にあって酸化物超電導体で構成された超電
導体層と、前記基板上で前記超電導体層に隣接し、前記
酸化物超電導体と実質的に等しい構成元素からなり、且
つその組成比が前記酸化物超電導体と異なる酸化物で構
成された半導体層とを有する超電導素子を作製する方法
において、 基板上にｃ軸が前記基板と平行な平面内にある配向性を
有する酸化物超電導体結晶で構成された酸化物超電導薄
膜を成膜し、 前記酸化物超電導体結晶のｃ軸と垂直な方向に前記超電
導素子を構成する各層が隣接して並列するように、前記
酸化物超電導体を構成する元素の一部を過剰になるよう
拡散させることによって前記半導体層を形成する工程を
含むことを特徴とする超電導素子の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2230221A JPH04111482A (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 超電導素子および作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2230221A JPH04111482A (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 超電導素子および作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04111482A true JPH04111482A (ja) | 1992-04-13 |
Family
ID=16904456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2230221A Pending JPH04111482A (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 超電導素子および作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04111482A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5480861A (en) * | 1993-07-14 | 1996-01-02 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | Layered structure comprising insulator thin film and oxide superconductor thin film |
-
1990
- 1990-08-31 JP JP2230221A patent/JPH04111482A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5480861A (en) * | 1993-07-14 | 1996-01-02 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | Layered structure comprising insulator thin film and oxide superconductor thin film |
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