JPH04302180A - 超電導接続構造 - Google Patents
超電導接続構造Info
- Publication number
- JPH04302180A JPH04302180A JP3066260A JP6626091A JPH04302180A JP H04302180 A JPH04302180 A JP H04302180A JP 3066260 A JP3066260 A JP 3066260A JP 6626091 A JP6626091 A JP 6626091A JP H04302180 A JPH04302180 A JP H04302180A
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- Japan
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- thin film
- superconducting
- nbn
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- superconductive
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- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は超電導接続構造に関
し、例えば生体磁場計測や微小磁気の検出等に用いられ
るＳＱＵＩＤ等において、Ｎｂ超電導体薄膜とＮｂ超電
導体製のリードとを接続する場合等に適用するのに適し
た超電導接続構造に関する。
し、例えば生体磁場計測や微小磁気の検出等に用いられ
るＳＱＵＩＤ等において、Ｎｂ超電導体薄膜とＮｂ超電
導体製のリードとを接続する場合等に適用するのに適し
た超電導接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】 ＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉素子）
磁束計を用いて生体磁場を計測する場合等において、薄
膜作製技術を用いてＮｂ超電導体薄膜製のＳＱＵＩＤ素
子本体と検出コイルや入力コイル等を１枚の基板上に集
積することで、高感度化を図る技術はすでに提案されて
いる（例えば電子情報通信学会論文誌 ’９０／７
Ｖｏｌ．Ｊ７３−Ｄ−ＩＩ Ｎｏ．７ ）。
磁束計を用いて生体磁場を計測する場合等において、薄
膜作製技術を用いてＮｂ超電導体薄膜製のＳＱＵＩＤ素
子本体と検出コイルや入力コイル等を１枚の基板上に集
積することで、高感度化を図る技術はすでに提案されて
いる（例えば電子情報通信学会論文誌 ’９０／７
Ｖｏｌ．Ｊ７３−Ｄ−ＩＩ Ｎｏ．７ ）。
【０００３】このような場合、Ｎｂ薄膜を用いた各種コ
イルとＳＱＵＩＤ素子本体等を絶縁膜を介して積層する
ことが行われるが、Ｎｂ薄膜製のコイルはスルーホール
によるリードを介して上層のＮｂ薄膜等と超電導接続し
ている。
イルとＳＱＵＩＤ素子本体等を絶縁膜を介して積層する
ことが行われるが、Ｎｂ薄膜製のコイルはスルーホール
によるリードを介して上層のＮｂ薄膜等と超電導接続し
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 ところで、Ｎｂは
表面酸化が著しく、上記のように接続用のスルーホール
作製時には、通常、下層のＮｂ薄膜表面に逆スパッタに
よるクリーニングを行った後に上層のＮｂ薄膜を製膜す
ることによって、上層のＮｂ薄膜との超電導コンタクト
を図っている。しかし、このときに下層のＮｂ薄膜の表
面にＮｂＯ が残ったり、あるいは不純物の付着等に起
因して、接続界面部分で超電導電流の流れを阻害し、こ
のことが歩留りの低下の原因となっている。
表面酸化が著しく、上記のように接続用のスルーホール
作製時には、通常、下層のＮｂ薄膜表面に逆スパッタに
よるクリーニングを行った後に上層のＮｂ薄膜を製膜す
ることによって、上層のＮｂ薄膜との超電導コンタクト
を図っている。しかし、このときに下層のＮｂ薄膜の表
面にＮｂＯ が残ったり、あるいは不純物の付着等に起
因して、接続界面部分で超電導電流の流れを阻害し、こ
のことが歩留りの低下の原因となっている。
【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、Ｎｂ超電導体間が確実に超電導接続され、もって
ＳＱＵＩＤ等の素子の歩留りを向上させることのできる
超電導接続構造の提供を目的としている。
ので、Ｎｂ超電導体間が確実に超電導接続され、もって
ＳＱＵＩＤ等の素子の歩留りを向上させることのできる
超電導接続構造の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成す
るため、本発明は、Ｎｂ超電導体とＮｂ超電導体が相互
に接続されてなる超電導接続部の接続界面近傍に、Ｎｂ
Ｎ が形成されていることによって特徴付けられる。
るため、本発明は、Ｎｂ超電導体とＮｂ超電導体が相互
に接続されてなる超電導接続部の接続界面近傍に、Ｎｂ
Ｎ が形成されていることによって特徴付けられる。
【０００７】
【作用】 ＮｂＮ は臨界温度が高く、安定した超電
導体であって、Ｎｂ超電導体間の接続界面部分にＮｂＮ
を形成することにより、安定した超電導接続が可能と
なる。ここで、Ｎｂ薄膜間の超電導接続を行う場合、従
来と同等の薄膜作製プロセスの後、表面から高エネルギ
でＮ２をイオン注入する等によって、接合界面近傍の不
安定なＮｂＯ ををＮｂＮ に置換する等の方法で上記
した本発明の超電導接続構造を得ることができる。
導体であって、Ｎｂ超電導体間の接続界面部分にＮｂＮ
を形成することにより、安定した超電導接続が可能と
なる。ここで、Ｎｂ薄膜間の超電導接続を行う場合、従
来と同等の薄膜作製プロセスの後、表面から高エネルギ
でＮ２をイオン注入する等によって、接合界面近傍の不
安定なＮｂＯ ををＮｂＮ に置換する等の方法で上記
した本発明の超電導接続構造を得ることができる。
【０００８】
【実施例】 図１は本発明実施例の模式的構造を示す
断面図である。基板１上に形成された下層のＮｂ超電導
薄膜２は、例えばＳＱＵＩＤの検出コイルを構成するも
ので、上層のＮｂ超電導薄膜３は、この検出コイルを他
と接続するための超電導リードである。下層のＮｂ超電
導薄膜２の周囲部分にはＳｉＯ 絶縁膜４で、また上方
部分はＳｉＯ２絶縁膜５で覆われており、上方部分のＳ
ｉＯ２絶縁膜５にはスルーホール６が形成されている。 そしてこのスルーホール６内に、上層のＮｂ超電導薄膜
３が入り込み、下層のＮｂ超電導薄膜２と相互に接続さ
れている。
断面図である。基板１上に形成された下層のＮｂ超電導
薄膜２は、例えばＳＱＵＩＤの検出コイルを構成するも
ので、上層のＮｂ超電導薄膜３は、この検出コイルを他
と接続するための超電導リードである。下層のＮｂ超電
導薄膜２の周囲部分にはＳｉＯ 絶縁膜４で、また上方
部分はＳｉＯ２絶縁膜５で覆われており、上方部分のＳ
ｉＯ２絶縁膜５にはスルーホール６が形成されている。 そしてこのスルーホール６内に、上層のＮｂ超電導薄膜
３が入り込み、下層のＮｂ超電導薄膜２と相互に接続さ
れている。
【０００９】スルーホール６内における下層と上層のＮ
ｂ超電導薄膜２と３の接合界面近傍はＮｂＮ 層７とな
っている。ＮｂＮ は安定した高い臨界温度を持つ超電
導体であって、以上の本発明実施例の構造によると、Ｎ
ｂＮ 層７の存在により、上層のＮｂ超電導薄膜３と下
層のＮｂ超電導薄膜２は確実に超電導接続されることに
なり、Ｎｂ薄膜の積層構造を持つＳＱＵＩＤ等の素子に
おいて、超電導接続を要する箇所に上記した構造を採用
することにって、素子の歩留りは向上する。
ｂ超電導薄膜２と３の接合界面近傍はＮｂＮ 層７とな
っている。ＮｂＮ は安定した高い臨界温度を持つ超電
導体であって、以上の本発明実施例の構造によると、Ｎ
ｂＮ 層７の存在により、上層のＮｂ超電導薄膜３と下
層のＮｂ超電導薄膜２は確実に超電導接続されることに
なり、Ｎｂ薄膜の積層構造を持つＳＱＵＩＤ等の素子に
おいて、超電導接続を要する箇所に上記した構造を採用
することにって、素子の歩留りは向上する。
【００１０】次に、以上の本発明実施例の製造方法につ
いて述べる。図２はその製造手順の説明図である。まず
、（Ａ）に示すように、基板１上にスパッタリング法に
よりＮｂ薄膜を形成した後、リアクティブイオンエッチ
ング等によって所望のパターニングを行い、下層のＮｂ
超電導薄膜２を形成するとともに、そのパターンの上に
フォトレジストを介してＳｉＯ を蒸着することにより
、Ｎｂ超電導薄膜２の周囲を埋めるＳｉＯ 絶縁膜４を
形成して表面を平坦化する。
いて述べる。図２はその製造手順の説明図である。まず
、（Ａ）に示すように、基板１上にスパッタリング法に
よりＮｂ薄膜を形成した後、リアクティブイオンエッチ
ング等によって所望のパターニングを行い、下層のＮｂ
超電導薄膜２を形成するとともに、そのパターンの上に
フォトレジストを介してＳｉＯ を蒸着することにより
、Ｎｂ超電導薄膜２の周囲を埋めるＳｉＯ 絶縁膜４を
形成して表面を平坦化する。
【００１１】次に（Ｂ）に示すように表面に一様にＳｉ
Ｏ２絶縁膜５を蒸着した後、このＳｉＯ２絶縁膜５の所
定部分にリアクティブイオンエッチングによってコンタ
クト用のスルーホール６を穿つ。その後、（Ｃ）に示す
ように表面からＡｒ＋ を照射して表面のクリーニング
を行った後、（Ｄ）に示すようにリード層となる上層の
Ｎｂ超電導薄膜３を製膜する。
Ｏ２絶縁膜５を蒸着した後、このＳｉＯ２絶縁膜５の所
定部分にリアクティブイオンエッチングによってコンタ
クト用のスルーホール６を穿つ。その後、（Ｃ）に示す
ように表面からＡｒ＋ を照射して表面のクリーニング
を行った後、（Ｄ）に示すようにリード層となる上層の
Ｎｂ超電導薄膜３を製膜する。
【００１２】最後に、（Ｅ）示すように表面から、下層
と上層のＮｂ超電導薄膜２と３の界面部分に飛程の中心
がくるように、例えばＭｅｖオーダー程度の高エネルギ
でＮ２をイオン注入する。これにより、図３に模式的拡
大断面図（Ａ）とそのＮｂＮ の作成割合を表すグラフ
（Ｂ）を示すように、Ｎ２のイオンはＮｂと反応して、
下層と上層のＮｂ超電導薄膜２と３の界面ｂを挟む領域
に臨界温度の高い安定したＮｂＮ 層７が形成され、Ｎ
ｂ超電導薄膜２と３は確実に超電導接続される。
と上層のＮｂ超電導薄膜２と３の界面部分に飛程の中心
がくるように、例えばＭｅｖオーダー程度の高エネルギ
でＮ２をイオン注入する。これにより、図３に模式的拡
大断面図（Ａ）とそのＮｂＮ の作成割合を表すグラフ
（Ｂ）を示すように、Ｎ２のイオンはＮｂと反応して、
下層と上層のＮｂ超電導薄膜２と３の界面ｂを挟む領域
に臨界温度の高い安定したＮｂＮ 層７が形成され、Ｎ
ｂ超電導薄膜２と３は確実に超電導接続される。
【００１３】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、Ｎｂ−Ｎｂ超電導接続部の接続界面近傍に臨界温度
が高く安定した化合物であるＮｂＮ を形成しているの
で、表面クリーニング等によっても界面部分に多少のＮ
ｂＯ等が残っていても、両者は確実に超電導接続される
ことになり、積層構造を持つＳＱＵＩＤ等の素子に本発
明を適用することにより、その歩留りを向上させること
が可能となる。
ば、Ｎｂ−Ｎｂ超電導接続部の接続界面近傍に臨界温度
が高く安定した化合物であるＮｂＮ を形成しているの
で、表面クリーニング等によっても界面部分に多少のＮ
ｂＯ等が残っていても、両者は確実に超電導接続される
ことになり、積層構造を持つＳＱＵＩＤ等の素子に本発
明を適用することにより、その歩留りを向上させること
が可能となる。
【図１】 本発明実施例の模式的構造を示す断面図
【
図２】 本発明実施例の製造手順の例の説明図
図２】 本発明実施例の製造手順の例の説明図
【図３
】 図２（Ｅ）の界面近傍の模式的拡大断面図（Ａ）
とそのＮｂＮ の作成割合を示すグラフ
】 図２（Ｅ）の界面近傍の模式的拡大断面図（Ａ）
とそのＮｂＮ の作成割合を示すグラフ
１・・・・基板
２・・・・下層のＮｂ超電導薄膜
３・・・・上層のＮｂ超電導薄膜
４・・・・ＳｉＯ 絶縁膜
５・・・・ＳｉＯ２絶縁膜
６・・・・スルーホール
７・・・・ＮｂＮ 層
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｎｂ超電導体とＮｂ超電導体が相互に
接続されてなる超電導接続箇所において、接続界面近傍
にＮｂＮ が形成されていることを特徴とする超電導接
続構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3066260A JPH04302180A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 超電導接続構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3066260A JPH04302180A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 超電導接続構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04302180A true JPH04302180A (ja) | 1992-10-26 |
Family
ID=13310714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3066260A Pending JPH04302180A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 超電導接続構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04302180A (ja) |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3066260A patent/JPH04302180A/ja active Pending
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