JPH04120779A - 超伝導トランジスタの製造方法 - Google Patents

超伝導トランジスタの製造方法

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JPH04120779A
JPH04120779A JP2241456A JP24145690A JPH04120779A JP H04120779 A JPH04120779 A JP H04120779A JP 2241456 A JP2241456 A JP 2241456A JP 24145690 A JP24145690 A JP 24145690A JP H04120779 A JPH04120779 A JP H04120779A
Authority
JP
Japan
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wafer
superconducting
semiconductor
film
impurity
Prior art date
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Pending
Application number
JP2241456A
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English (en)
Inventor
Takashi Yasuda
孝 安田
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、超伝導トランジスタの製造方法に係り、特に
プレーナ型MO3FET等他の半導体素子との併用が可
能な超伝導トランジスタの製造方法に関する。
[従来の技術] 従来、超伝導トランジスタ(T、D、C1ark、  
R,J、  Prance、  and   A、  
D、  C。
Grassie’Feasibility   ofh
ybrid   Josephson   field
   effect   transistorsJ 
J。
Appl、Phys、51  (5)、May   1
980 (2736〜2743))によれば、第2図に
示すように、ウェハ1の下側(裏側)にゲート絶縁膜4
を介してA!からなるゲート電極7を設け、ウェハlの
上側(表側)に絶縁膜4を形成し、バターニングして必
要部分以外を除去し、その後、その上に超伝導体を形成
し、パターニングして必要部分以外を除去し超伝導電極
6を2つ設けることで超伝導トランジスタを製造するこ
とが開示されている。即ち、ウェハ1を3つの電極(ゲ
ート電極7.超伝導電極6)で挟み込む構造をしており
、ウェハ1の裏側にゲート電極7が設けられている構造
が開示されている。
前記超伝導トランジスタのゲートの動作は、ゲート電極
7の電圧を、例えば、0〜5■に変化させると、ゲート
酸化膜4に接触した領域でのキャリア濃度が電圧のかけ
方により、キャリアの蓄積、空乏化してキャリアがなく
なる、反転して逆タイプのキャリアが溜まる等、変化す
る。
また、前記超伝導トランジスタの超伝導電極6の動作は
、超伝導体6Aと超伝導体6Bとの間が0.1〜1μm
離されており、この超伝導体6Aと超伝導体6Bとの間
に電圧をかけて、例えば、方をO■、他方を5■とする
と、一方の超伝導体から他方の超伝導体へ電流が流れる
(超伝導のトンネル効果)。そして、超伝導体6Aと超
伝導体6Bとの距離を離していくと、コヒーレント長し
に達する。前記コヒーレント長しは、ゲート電極7の電
圧を変化することにより、その値が変化する。この性質
を利用して、ゲート電極7の電圧を変化することにより
前記超伝導トランジスタのスイッチングを行っている。
〔発明が解決しようとする課題〕
超伝導トランジスタは、スイッチング速度が早く、CP
Uの演算部分等への使用が期待されている。しかしなが
ら、前記従来例は、ウェハ1を3つの電極で挟み込む構
造をしており、ウェハIの裏側にゲート電極7を設けて
、前記ゲート電極7の電圧を変化させてスイッチングを
行う構造なので、ゲート電極7と超伝導電極6間の距離
Hを短く (1μm以下)する必要がある。このため、
船釣に使用されているウェハ(通常、厚さ0.5〜1m
m)では、厚すぎてそのまま使用できない。また、この
厚いウェハを裏から削って超伝導トランジスタに使用す
る部分のみ薄<シてプレーナ型MO3FET等とウェハ
を共有することもできるが、ウェハを削る、ウェハの裏
側に電極を形成する等、手間がかかり、半導体装置の生
産性を著しく低下させ、さらにコストもかかる等の問題
があった。
このため、例えば、CPUの演算部分に超伝導トランジ
スタを用い、その回りの部分にMOSFETを使用する
等、超伝導トランジスタとプレーナ型MO3FET等と
の併用が事実上できないという課題があった。
本発明は、他の半導体素子と併用して使用できる超伝導
トランジスタの製造方法を従供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するために本発明は、半導体基板に選択
的に不純物を導入しゲート電極を形成する工程と、前記
半導体基板表面にゲート酸化膜を形成する工程と、前記
ゲート酸化膜上に半導体を成長する工程と、当該半導体
に不純物を導入する工程と、当該不純物を導入した半導
体上に超伝導体からなる電極を形成する工程と、を有す
る超伝導トランジスタの製造方法であることを特徴とす
るものである。
〔作用〕
この発明に係わる超伝導トランジスタの製造方法によれ
ば、半導体基板(ウェハ)に選択的に不純物を導入する
工程を有することで、ゲートが形成される。そして、こ
の上にゲート酸化膜を形成する工程と7前記ゲート酸化
膜上に半導体を成長する工程を有することで、ウェハの
厚さに関係なく所望の厚さの半導体を得ることができる
。そして、前記半導体に不純物を導入する工程と、前記
不純物を導入した半導体上に超伝導体からなる電極を形
成する工程と、を有することで、ゲート電極と超伝導電
極はウェハの同一面に形成される。
このため、他の半導体素子が実装されたウェハをそのま
ま用いて超伝導トランジスタを形成することができる。
[実施例] 次に本発明の実施例について、図面に基づいて説明する
第1図は、本発明に係る超伝導トランジスタの製造工程
断面図を示す。
第1図(1)の工程では、ウェハ1上のゲート(拡散層
)となる領域以外を選択的にフォトマスク2でマスクし
、マスク領域以外に不純物としてAsをI X 101
5〜I X 10”Cm−”の濃度で、エネルギー50
〜200KeVでイオン注入する。
次に、第1図(2)の工程では、第1図(1)の工程で
得たウェハ1を900〜1000°Cで処理して、As
イオンを拡散し、N゛拡散層3を形成する。
次いで、第1図(3)の工程では、第1図(2)で得た
ウェハ1の表面に800〜1000″Cの02雰囲気で
10〜100分間熱酸化して、50〜300人の厚さに
絶縁膜4を形成する。
次に、第1図(4)の工程では、第1図(3)の工程で
得た絶縁膜4を選択的にバターニングする。
次に、第1図(5)の工程では、第1図(4)の工程で
得たウェハ1上に半導体としてSi単結晶膜5を5iH
Cj!:+を用イテ、1ooo〜12oo″cでエピタ
キシャル成長させ、0.5〜1μm程度の厚さに成長さ
せる。この時、Si単結晶膜5を薄く成長させるには、
処理時間を管理する又は、エツチングにより行う。その
後、Si単結晶膜5に不純物としてBを1×10′2〜
1×10I4CII+−2の濃度で、エネルギー20〜
100KeVで+’オン注入する。
次いで、第1図(6)の工程では、第1図(5)の工程
で得た、Bがイオン注入されたSi単結晶膜(P型5i
)ioを選択的にバターニングする。
次に、第1図(7)の工程では、第1図(6)の工程で
得たウェハ1の表面に絶縁膜4をCVD法により形成す
る。その後、選択的にバターニングする。
次に、第1図(8)の工程では、第1図(7)の工程で
得たウェハ1表面に超伝導体6としてPbをCVD法に
より1μmの厚さに形成する。
次いで、第1図(9)の工程では、第1図(8)の工程
で得た超伝導体6を電子ビーム法により、0.1〜0.
5μmのクリアランスで切断し、2つの超伝導体6から
成る超伝導電極を得る。
このようにして、ウェハの同一面のみを使用して、プレ
ーナ型MO3FET等他の半導体素子と併用可能な超伝
導トランジスタを得た。
以上の製造方法で得た超伝導トランジスタは、例えば、
MOSFETのドレイン領域をそのままゲートとして用
いて超伝導トランジスタを形成することもできる。従っ
て、他の半導体素子と併用する際、高集積化も可能とな
る。
本実施例では、第1図(1)の工程でN型の拡散層を形
成するために、不純物としてAsを用いたが、p、sb
等を用いても良(、また、P型の拡散層を形成する時は
、B、BF2.In等を用いることができる。
第1図(3)の工程では、絶縁膜4の形成方法として熱
酸化を用いたが、この他、CVD法等により形成しても
良い。
第1図(5)の工程で半導体として、Si単結晶膜を成
長させたが、Ge単結晶膜等他の半導体を成長させても
良い。また、成長方法として、薄膜の成長に適している
エピタキシャル成長を用いたが、CVD法等を用いても
良い。
そして、Si単結晶膜を成長させるために5iHC1z
 を用いたが、コノ他、5xCj24等を用いても良い
。そして、Si単結晶膜に導入する不純物としてBを用
いたが、BFz、In等を用いても良い。
また、不純物の導入方法として、イオン注入の他、拡散
法等を用いても良い。
第1図(8)の工程で超伝導体としてPbを用いたが、
Sn等の低温超伝導体、 Y−B−C−0等の高温超伝
導体を用いても良い。また、超伝導体の形成方法として
CVD法を用いたがスパッタ法等を用いても良い。
第1図(9)の工程で超伝導体を電子ビームにより切断
したが、選択的にバターニングしてマスクする等の方法
により切断しても良い。
また、超伝導体間の距離は、任意に決めて良い。
(発明の効果〕 以上説明したように本発明に係わる超伝導トランジスタ
の製造方法によれば、ゲート電極と超伝導電極をウェハ
の同一面に形成することができる。
このため、超伝導トランジスタのウェハを薄くする必要
がなく、他の素子が実装されているウェハをそのまま用
いて超伝導トランジスタを形成することができる。この
結果、他の半導体素子と超伝導トランジスタとを併用す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例に係る超伝導トランジスタの製造工程
断面図、第2図は従来の超伝導トランジスタの断面図を
示す。 図中、1はウェハ、2はフォトマスク、3はN゛拡散層
、4は絶縁膜、5はSi単結晶膜、6は超伝導電極、 7はゲート電極、 0はP型S iを示 す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板に選択的に不純物を導入してゲート電
    極を形成する工程と、前記半導体基板表面にゲート酸化
    膜を形成する工程と、前記ゲート酸化膜上に半導体を成
    長する工程と、当該半導体に不純物を導入する工程と、
    当該不純物を導入した半導体上に超伝導体からなる電極
    を形成する工程と、を有することを特徴とする超伝導ト
    ランジスタの製造方法。
JP2241456A 1990-09-12 1990-09-12 超伝導トランジスタの製造方法 Pending JPH04120779A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011086594A1 (de) 2010-11-22 2012-05-24 Denso Corporation Beschleunigungs- und winkelgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102011086594A1 (de) 2010-11-22 2012-05-24 Denso Corporation Beschleunigungs- und winkelgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung

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