JPH04299586A - 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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- JPH04299586A JPH04299586A JP3087712A JP8771291A JPH04299586A JP H04299586 A JPH04299586 A JP H04299586A JP 3087712 A JP3087712 A JP 3087712A JP 8771291 A JP8771291 A JP 8771291A JP H04299586 A JPH04299586 A JP H04299586A
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- tunnel barrier
- atmosphere
- film
- mgo
- josephson junction
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- Physical Vapour Deposition (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
【０００１】
【産業上の利用分野】近年、超伝導現象を利用した論理
回路は、低消費電力であり、高密度集積化に適し、しか
も、非常に高速の動作が期待されることから大変注目さ
れているところである。とりわけ、超伝導現象を利用し
た論理素子としてのジョセフソン接合は、超高速のコン
ピュ−タへの応用を目指して各所で研究が行なわれてい
る。またジョセフソン接合は、工業計測、医療などに用
いられる高感度な磁気センサ−への利用としても各所で
研究が行なわれている。本発明は、このような超伝導コ
ンピュ−タやセンサ−などに用いられるジョセフソン接
合の作製法に関し、特に、ジョセフソン接合を作製する
度にそれを持つジョセフソン臨界電流密度が同一に再現
することを目的とするものである。ジョセフソン接合を
作製する際に、基板交換などでスパッタタ−ゲットが大
気にさらされる時間を毎回一定に保持することにより、
ジョセフソン臨界電流密度に直接関係するトンネル障壁
の膜厚を高い再現性で得ることを特徴とするジョセフソ
ン接合の作製法を提供するものである。
回路は、低消費電力であり、高密度集積化に適し、しか
も、非常に高速の動作が期待されることから大変注目さ
れているところである。とりわけ、超伝導現象を利用し
た論理素子としてのジョセフソン接合は、超高速のコン
ピュ−タへの応用を目指して各所で研究が行なわれてい
る。またジョセフソン接合は、工業計測、医療などに用
いられる高感度な磁気センサ−への利用としても各所で
研究が行なわれている。本発明は、このような超伝導コ
ンピュ−タやセンサ−などに用いられるジョセフソン接
合の作製法に関し、特に、ジョセフソン接合を作製する
度にそれを持つジョセフソン臨界電流密度が同一に再現
することを目的とするものである。ジョセフソン接合を
作製する際に、基板交換などでスパッタタ−ゲットが大
気にさらされる時間を毎回一定に保持することにより、
ジョセフソン臨界電流密度に直接関係するトンネル障壁
の膜厚を高い再現性で得ることを特徴とするジョセフソ
ン接合の作製法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】トンネル障壁として、絶縁材料および半
導体材料を用いた場合の、従来のジョセフソン接合の作
製法（特公平２−５５９５５）を図４に基づき説明する
。（ａ）基板１上全面にスパッタ装置によって、連続的
に、順次、下部電極としてのＮｂＮ膜２、トンネル障壁
としてのＭｇＯ膜３、上部電極としてのＮｂＮ膜４を堆
積する。（ｂ）下部電極用のレジストパタ−ンを形成し
、ＣＦ４プラズマによりドライエッチングを行なう。 （ｃ）接合部用のレジストパタ−ンを形成し、ＣＦ４プ
ラズマによりドライエッチングを行なった後、絶縁膜５
を堆積し、リフトオフ法により、接合部の上面に開口を
設ける。（ｄ）配線用のＮｂ膜６をスパッタ装置により
堆積し、配線用のレジストパタ−ンを形成し、ＣＦ４プ
ラズマによりドライエッチングを行なう。このような、
従来のジョセフソン接合の作製法では、スパッタ装置を
用いてトンネル障壁を堆積する際に、シャッタ−の開閉
時間を調節することにより厚さを制御していた。
導体材料を用いた場合の、従来のジョセフソン接合の作
製法（特公平２−５５９５５）を図４に基づき説明する
。（ａ）基板１上全面にスパッタ装置によって、連続的
に、順次、下部電極としてのＮｂＮ膜２、トンネル障壁
としてのＭｇＯ膜３、上部電極としてのＮｂＮ膜４を堆
積する。（ｂ）下部電極用のレジストパタ−ンを形成し
、ＣＦ４プラズマによりドライエッチングを行なう。 （ｃ）接合部用のレジストパタ−ンを形成し、ＣＦ４プ
ラズマによりドライエッチングを行なった後、絶縁膜５
を堆積し、リフトオフ法により、接合部の上面に開口を
設ける。（ｄ）配線用のＮｂ膜６をスパッタ装置により
堆積し、配線用のレジストパタ−ンを形成し、ＣＦ４プ
ラズマによりドライエッチングを行なう。このような、
従来のジョセフソン接合の作製法では、スパッタ装置を
用いてトンネル障壁を堆積する際に、シャッタ−の開閉
時間を調節することにより厚さを制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来技術でスパッタ装置によりトンネル障壁とし
ての絶縁膜を堆積すると、絶縁膜の堆積速度が一定の値
を示さない問題があった。これは、基板交換時にスパッ
タタ−ゲットが大気中より吸着する水分や酸素等の量が
一定にならないことが原因である。本発明により、この
課題を解決することができ、トンネル障壁の膜厚の再現
性を向上させることができる。
ような従来技術でスパッタ装置によりトンネル障壁とし
ての絶縁膜を堆積すると、絶縁膜の堆積速度が一定の値
を示さない問題があった。これは、基板交換時にスパッ
タタ−ゲットが大気中より吸着する水分や酸素等の量が
一定にならないことが原因である。本発明により、この
課題を解決することができ、トンネル障壁の膜厚の再現
性を向上させることができる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め本発明においては、絶縁膜の堆積速度が一定の値を示
すように、基板交換に伴って、大気にさらされる絶縁膜
のスパッタタ−ゲットが大気中より吸着する水分や酸素
等の量を一定にするため絶縁膜のスパッタタ−ゲットが
大気にさらされる時間を一定にすることを実施するもの
である。
め本発明においては、絶縁膜の堆積速度が一定の値を示
すように、基板交換に伴って、大気にさらされる絶縁膜
のスパッタタ−ゲットが大気中より吸着する水分や酸素
等の量を一定にするため絶縁膜のスパッタタ−ゲットが
大気にさらされる時間を一定にすることを実施するもの
である。
【０００５】
【作用】本発明を用いれば、通常、スパッタ装置が設置
されるクリ−ンル−ムの温湿度一定の環境のなかでは、
基板交換に伴って大気にさらされるスパッタタ−ゲット
が大気中より吸着する水分や酸素等の量が一定となるた
め、絶縁膜の堆積速度が一定の値を示すようになる。し
たがって、堆積速度が一定であれば、シャッタ−の開閉
時間によってのみ厚さが決まるので、トンネル障壁の膜
厚の再現性は向上する。
されるクリ−ンル−ムの温湿度一定の環境のなかでは、
基板交換に伴って大気にさらされるスパッタタ−ゲット
が大気中より吸着する水分や酸素等の量が一定となるた
め、絶縁膜の堆積速度が一定の値を示すようになる。し
たがって、堆積速度が一定であれば、シャッタ−の開閉
時間によってのみ厚さが決まるので、トンネル障壁の膜
厚の再現性は向上する。
【０００６】
【実施例】本発明をＮｂＮ／ＭｇＯ／ＮｂＮ接合に対し
て用いた実施例について、図１に基づき説明する。図１
において、（ａ）スパッタ装置の真空槽を窒素ガスで大
気圧までリ−クを行なう。この時、排気バルブは閉であ
る。（ｂ）基板交換用の扉を開け、新しい基板を基板ホ
ルダ−に取り付ける。（ｃ）基板交換用の扉を閉じ、真
空槽の排気を開始する。この一連の作業においてトンネ
ル障壁用ＭｇＯタ−ゲットが大気にさらされている時間
が一定の値（例えば５分間）になるようにする。図２は
、本発明の方法によりトンネル障壁用ＭｇＯタ−ゲット
が大気にさらされている時間を５分間にした場合の、ト
ンネル障壁用ＭｇＯ膜の堆積速度の再現性を示す図であ
る。６回にわたるＭｇＯ膜の堆積速度の測定結果は，３
．１１±０．０９ｎｍ／ｍｉｎ（±３．０１％）であっ
た。 ここでの作製条件は、Ａｒガス圧力１０ｍＴｏｒｒ、高
周波電力２００Ｗ、６インチ径ＭｇＯタ−ゲット、プリ
スパッタ時間６０分であった。図３は、本発明の方法に
よりトンネル障壁用ＭｇＯタ−ゲットが大気にさらされ
ている時間を５分間にして、ＮｂＮ／ＭｇＯ／ＮｂＮジ
ョセフソン接合を作製した際のジョセフソン臨界電流密
度の再現性を示す図である。６回にわたる試作品のジョ
セフソン臨界電流密度の測定結果は、１６±３．２ＫＡ
／ｃｍ２ （±２０％）であった。
て用いた実施例について、図１に基づき説明する。図１
において、（ａ）スパッタ装置の真空槽を窒素ガスで大
気圧までリ−クを行なう。この時、排気バルブは閉であ
る。（ｂ）基板交換用の扉を開け、新しい基板を基板ホ
ルダ−に取り付ける。（ｃ）基板交換用の扉を閉じ、真
空槽の排気を開始する。この一連の作業においてトンネ
ル障壁用ＭｇＯタ−ゲットが大気にさらされている時間
が一定の値（例えば５分間）になるようにする。図２は
、本発明の方法によりトンネル障壁用ＭｇＯタ−ゲット
が大気にさらされている時間を５分間にした場合の、ト
ンネル障壁用ＭｇＯ膜の堆積速度の再現性を示す図であ
る。６回にわたるＭｇＯ膜の堆積速度の測定結果は，３
．１１±０．０９ｎｍ／ｍｉｎ（±３．０１％）であっ
た。 ここでの作製条件は、Ａｒガス圧力１０ｍＴｏｒｒ、高
周波電力２００Ｗ、６インチ径ＭｇＯタ−ゲット、プリ
スパッタ時間６０分であった。図３は、本発明の方法に
よりトンネル障壁用ＭｇＯタ−ゲットが大気にさらされ
ている時間を５分間にして、ＮｂＮ／ＭｇＯ／ＮｂＮジ
ョセフソン接合を作製した際のジョセフソン臨界電流密
度の再現性を示す図である。６回にわたる試作品のジョ
セフソン臨界電流密度の測定結果は、１６±３．２ＫＡ
／ｃｍ２ （±２０％）であった。
【０００７】
【発明の効果】本発明によればトンネル障壁としての絶
縁膜を堆積作製する際に、スパッタタ−ゲットが基板交
換に伴って大気中より吸着する水分や酸素等の量が一定
になるため、絶縁膜の堆積速度が一定の値を示すように
なり、トンネル障壁の厚さについて再現性を向上させる
ことができる。したがって、ジョセフソン臨界電流密度
が良好に再現性を得ることができる。これは、非常に高
価なロ−ドロック方式のスパッタ装置を用いなくとも、
それと同等の絶縁膜堆積速度の再現性を得ることができ
ることになる。
縁膜を堆積作製する際に、スパッタタ−ゲットが基板交
換に伴って大気中より吸着する水分や酸素等の量が一定
になるため、絶縁膜の堆積速度が一定の値を示すように
なり、トンネル障壁の厚さについて再現性を向上させる
ことができる。したがって、ジョセフソン臨界電流密度
が良好に再現性を得ることができる。これは、非常に高
価なロ−ドロック方式のスパッタ装置を用いなくとも、
それと同等の絶縁膜堆積速度の再現性を得ることができ
ることになる。
【図１】本発明をＮｂＮ／ＭｇＯ／ＮｂＮ接合に対して
用いた実施例である。
用いた実施例である。
【図２】本発明により、トンネル障壁用ＭｇＯタ−ゲッ
トが大気にさらされている時間を５分間にした場合の、
トンネル障壁用ＭｇＯ膜の堆積速度の再現性を示す図で
ある。
トが大気にさらされている時間を５分間にした場合の、
トンネル障壁用ＭｇＯ膜の堆積速度の再現性を示す図で
ある。
【図３】本発明によりトンネル障壁用ＭｇＯタ−ゲット
が大気にさらされている時間を５分間にしてＮｂＮ／Ｍ
ｇＯ／ＮｂＮジョセフソン接合を作製した際の、ジョセ
フソン臨界電流密度の再現性を示す図である。
が大気にさらされている時間を５分間にしてＮｂＮ／Ｍ
ｇＯ／ＮｂＮジョセフソン接合を作製した際の、ジョセ
フソン臨界電流密度の再現性を示す図である。
【図４】トンネル障壁として絶縁材料及び半導体材料を
用いた場合の、従来のジョセフソン接合の作製法を示す
図である。
用いた場合の、従来のジョセフソン接合の作製法を示す
図である。
１ 基板
２ ＮｂＮ膜
３ ＭｇＯ膜
４ ＮｂＮ膜
５ 絶縁膜
６ Ｎｂ膜
Claims (1)
- 【請求項１】 トンネル障壁として絶縁材料を用いた
ジョセフソン接合をスパッタ法により作製する際におい
て、基板交換に伴ってスパッタタ−ゲットが大気にさら
される時間を毎回一定に保持することにより、トンネル
障壁の膜厚の再現性を向上させるトンネル障壁の堆積方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3087712A JP2698484B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | ジョセフソン接合の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3087712A JP2698484B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | ジョセフソン接合の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04299586A true JPH04299586A (ja) | 1992-10-22 |
| JP2698484B2 JP2698484B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=13922521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3087712A Expired - Lifetime JP2698484B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | ジョセフソン接合の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2698484B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61220385A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-09-30 | Agency Of Ind Science & Technol | ジヨセフソン接合素子 |
| JPS63146707U (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-28 | ||
| JPH03235002A (ja) * | 1990-02-09 | 1991-10-21 | Aisan Ind Co Ltd | スロットルポジションセンサ |
| JPH03276014A (ja) * | 1990-03-27 | 1991-12-06 | Ckd Corp | 磁気式回転角度検出器 |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP3087712A patent/JP2698484B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61220385A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-09-30 | Agency Of Ind Science & Technol | ジヨセフソン接合素子 |
| JPS63146707U (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-28 | ||
| JPH03235002A (ja) * | 1990-02-09 | 1991-10-21 | Aisan Ind Co Ltd | スロットルポジションセンサ |
| JPH03276014A (ja) * | 1990-03-27 | 1991-12-06 | Ckd Corp | 磁気式回転角度検出器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2698484B2 (ja) | 1998-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |