JPH05206531A - 超伝導デバイスの製造方法 - Google Patents

超伝導デバイスの製造方法

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JPH05206531A
JPH05206531A JP3345939A JP34593991A JPH05206531A JP H05206531 A JPH05206531 A JP H05206531A JP 3345939 A JP3345939 A JP 3345939A JP 34593991 A JP34593991 A JP 34593991A JP H05206531 A JPH05206531 A JP H05206531A
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JP
Japan
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srtio
underlayer
conductive layer
layer
superconducting device
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Withdrawn
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JP3345939A
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English (en)
Inventor
Akira Yoshida
晃 吉田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 SrTiO3 下地を用いた超伝導デバイスの
製造方法に関し,SrTiO3 下地とその上に堆積する
酸化物超伝導体や金属とのコンタクト抵抗の低減,およ
びSrTiO3 下地中への導電層や抵抗層の形成を可能
にする。 【構成】 SrTiO3 下地11上にレジスト12を塗
布した後,パターニングして開口部を形成する。表面に
イオンビームを照射して,開口部に露出したSrTiO
3 下地11の表面に表面導電層13を形成する。(1)
開口部内に,酸化物超伝導体や金属14を堆積して,こ
の堆積物14とSrTiO3 下地11とを電気的に接続
する。(2)表面にイオンビームを照射して,開口部に
露出したSrTiO3 下地11の表面に形成された表面
導電層13を半導体配線層または抵抗層として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,超伝導デバイスの製造
方法,特にSrTiO3 下地を用いた超伝導デバイスの
製造方法に関する。
【0002】超伝導体を用いた電子デバイスは,高速動
作が可能で,消費電力が小さいことから,盛んに研究開
発が行われている。
【0003】
【従来の技術】SrTiO3 は,不純物としてTa,N
b,Zrなどをドープしたり,高温でアニールして酸素
を抜くことにより,キャリアが生成されてn型の半導体
になる。
【0004】また,SrTiO3 は,酸化物超伝導体と
類似のペロブスカイト結晶構造を持ち,格子定数が近
い,酸化物超伝導体薄膜を堆積した時に相互拡散しにく
いことから,高温超伝導体とのヘテロ接合も形成しやす
い。
【0005】このような半導体あるいは絶縁体SrTi
3 を用いて,次のようなトランジスタが考えられてい
る。 (1)超伝導FET[図7(a)] これは,n−SrTiO3 基板41の表面に,互いに離
隔して超伝導体ソース電極43および超伝導体ドレイン
電極44を形成し,ソースおよびドレインの間に,ノン
ドープSrTiO3 層45を介して超伝導体ゲート電極
46を形成したものである。
【0006】超伝導体ソース電極43および超伝導体ド
レイン電極44と,n−SrTiO 3 基板41とのコン
タクトをとるために,超伝導体ソース電極43および超
伝導体ドレイン電極44の下部のn−SrTiO3 基板
41を高濃度にドープして,n+ −SrTiO3 領域4
2a,42bを形成している。
【0007】(2)誘電体ベーストランジスタ[図7
(b)] これは,ノンドープSrTiO3 基板51の表面に,低
誘電率絶縁層54を介して超伝導体エミッタ電極55を
形成し,このエミッタ電極55を囲むように,超伝導体
コレクタ電極53を形成し,ノンドープSrTiO3
板51の裏面に超伝導金属ベース電極56を形成したも
のである。
【0008】超伝導体コレクタ電極53とノンドープS
rTiO3 基板51とのコンタクトをとるために,超伝
導体コレクタ電極53の下部のノンドープSrTiO3
基板51を高濃度にドープして,n+ −SrTiO3
域52a,52bを形成している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のSrTiO3
用いた超伝導デバイスは,超伝導体ソース電極,超伝導
体ドレイン電極,および超伝導体コレクタ電極と,Sr
TiO3 基板とのコンタクトを良好にするために,超伝
導体ソース電極,超伝導体ドレイン電極,および超伝導
体コレクタ電極の下部のSrTiO3 基板を高濃度にド
ープしていた。
【0010】しかし,SrTiO3 基板を選択的に高濃
度にドープしてコンタクト領域を形成することは,極め
て難しく,また形成されたコンタクト領域のコンタクト
抵抗は,要求を満たすほど低くない,という問題があっ
た。
【0011】本発明は,上記の問題点を解決して,Sr
TiO3 下地とその上に堆積する酸化物超伝導体や金属
とのコンタクト抵抗の低減,およびSrTiO3 下地中
への導電層や抵抗層の形成を可能にする超伝導デバイス
の製造方法,特にSrTiO 3 下地を用いた超伝導デバ
イスの製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに,本発明に係る超伝導デバイスの製造方法は,次の
ように構成する。
【0013】(1)SrTiO3 下地上に,電気的に接
続された酸化物超伝導体や金属を堆積する超伝導デバイ
スの製造方法であって,SrTiO3 下地の表面にイオ
ンビームを選択的に照射して,該SrTiO3 下地の表
面に表面導電層を形成する工程と,該表面導電層上に酸
化物超伝導体や金属を堆積して,該堆積物とSrTiO
3 下地とを電気的に接続する工程とを含むように構成す
る。
【0014】(2)SrTiO3 下地中に導電層や抵抗
層を形成する超伝導デバイスの製造方法であって,Sr
TiO3 下地の表面にイオンビームを選択的に照射し
て,SrTiO3 下地の表面に表面導電層を形成する工
程を含むように構成する。
【0015】
【作用】SrTiO3 は,アルゴン(Ar)イオンビー
ムなどの高速イオン粒子を表面に照射すると,表面に導
電層が形成される。表面導電層の面抵抗は,イオンビー
ム照射の強さおよび時間によって変化する。イオンビー
ムの加速電圧を200〜1000V,イオン電流密度を
0.2〜1mA/cm2 として,1〜20分間のアルゴ
ン(Ar)イオンビーム照射を行うと,SrTiO3
面の面抵抗は,2MΩ〜100Ωまで変化する。
【0016】SrTiO3 の表面が導電体になる原因と
して,次のことが考えられる。 表面に結晶のダメージが入り,表面電荷層が生成さ
れる。 イオンビームによって,SrTiO3 表面の酸素が
抜けて酸素欠損の結晶ができ,内部でキャリアが生成さ
れる。
【0017】以上述べた方法を用いて,SrTiO3
表面だけを選択的に高ドープ状態にし,その上に形成さ
れる酸化物超伝導体や金属とのコンタクト抵抗を下げる
ことが可能になる。また,選択的にドープすることによ
り,絶縁体SrTiO3 中に半導体配線層や抵抗層を形
成することが可能になる。
【0018】以下,図1を用いて具体的に説明する。 (1)コンタクト抵抗の低減 図(a)に示すように,SrTiO3 下地11上にレジ
スト12を塗布した後,堆積物の形状の開口部を形成す
るように,レジストをパターニングし,表面にイオンビ
ームを照射して,開口部に露出したSrTiO3 下地1
1の表面に表面導電層13を形成する。
【0019】次いで,図(b−1)に示すように,表面
導電層13上に,酸化物超伝導体や金属14を堆積し
て,この堆積物14とSrTiO3 下地11とを電気的
に接続する。
【0020】(2)絶縁体SrTiO3 中への半導体配
線層や抵抗層の形成 図(a)に示すように,SrTiO3 下地11上にレジ
スト12を塗布した後,導電層や抵抗層の形状の開口部
を形成するように,レジストをパターニングし,表面に
イオンビームを照射して,開口部に露出したSrTiO
3 下地11の表面に表面導電層13を形成する。この表
面導電層13を,図(b−2)に示すように,半導体配
線層や抵抗層として用いる。
【0021】
【実施例】図2〜図6は,本発明を誘電体ベーストラン
ジスタの製造に適用した例の各工程を示す図である。以
下,工程順に説明する。
【0022】[工程1,図2]SrTiO3 基板21上
に,エミッタ電極材料として,SiO2 (22)および
Nb(23)を,スパッタ法により,それぞれ2nm,
100nmの厚さに堆積する。
【0023】表面に第1レジスト24を塗布した後,エ
ミッタ電極の形状にパターニングする。 [工程2,図2,図3]第1レジスト24をマスクとし
て,RIEによりNb(23)およびSiO2 (22)
をエッチングしてエミッタ電極25を形成する。
【0024】第1レジスト24を剥離した後,全面に第
2レジスト26を塗布する。第2レジスト26を,コレ
クタ電極を形成すべき部分が開口するように,パターニ
ングする。
【0025】表面に,アルゴン(Ar)イオンビームを
照射し,開口部に露出したSrTiO3 基板21の表面
に表面電荷層を生成して,コレクタコンタクト層27
a,27bを形成する。イオンビームの加速電圧は50
0V,イオン電流密度は1mA/cm2 で,5分間の照
射を行った。
【0026】[工程3,図3,図4]第2レジスト26
を剥離した後,スパッタ法により,全面にNb(28)
を堆積する。
【0027】全面に第3レジスト29を塗布した後,コ
レクタ電極の形状にパターニングする。 [工程4,図4,図5]第3レジスト29a,29bを
マスクとし,RIEによりNb(28)をエッチングし
て,コレクタ電極30a,30bを形成する。
【0028】全面に第4レジスト31を塗布した後,エ
ミッタ電極上およびコレクタ電極上のみに残るようにパ
ターニングする。スパッタ法により,全面にSiO
2 (32)を堆積する。
【0029】[工程5,図5,図6]エミッタ電極25
およびコレクタ電極30a,30b上の第4レジスト3
1a,31b,31cおよびSiO2 (32b,32
d,32f)をリフトオフして,エミッタコンタクト孔
およびコレクタコンタクト孔を開口する。
【0030】基板の表面および裏面にNb(33)をス
パッタ法により堆積した後,パターニングしてエミッタ
電極33b,コレクタ電極33a,33c,およびベー
ス電極33dを形成する。
【0031】以上の各工程を経て,本発明を適用した誘
電体ベーストランジスタが完成する。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば,SrTiO3 下地を用
いた超伝導デバイスの製造方法において,SrTiO3
下地とその上に堆積する酸化物超伝導体や金属とのコン
タクト抵抗の低減,およびSrTiO3 下地中への導電
層や抵抗層の形成が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示す図である。
【図2】実施例の一工程を示す図である。
【図3】実施例の一工程を示す図である。
【図4】実施例の一工程を示す図である。
【図5】実施例の一工程を示す図である。
【図6】実施例の一工程を示す図である。
【図7】従来例を示す図である。
【符号の説明】
11 SrTiO3 下地 12 レジスト 13 表面導電層 14 酸化物超伝導体または金属

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SrTiO3 下地上に,電気的に接続さ
    れた酸化物超伝導体や金属を堆積する超伝導デバイスの
    製造方法であって, SrTiO3 下地の表面にイオンビームを選択的に照射
    して,該SrTiO3 下地の表面に表面導電層を形成す
    る工程と, 該表面導電層上に酸化物超伝導体や金属を堆積して,該
    堆積物とSrTiO3 下地とを電気的に接続する工程と
    を含むことを特徴とする超伝導デバイスの製造方法。
  2. 【請求項2】 SrTiO3 下地中に導電層や抵抗層を
    形成する超伝導デバイスの製造方法であって, SrTiO3 下地の表面にイオンビームを選択的に照射
    して,SrTiO3 下地の表面に表面導電層を形成する
    工程を含むことを特徴とする超伝導デバイスの製造方
    法。
JP3345939A 1991-12-27 1991-12-27 超伝導デバイスの製造方法 Withdrawn JPH05206531A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012032690A (ja) * 2010-08-02 2012-02-16 Seiko Epson Corp 光学物品およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012032690A (ja) * 2010-08-02 2012-02-16 Seiko Epson Corp 光学物品およびその製造方法
US8789944B2 (en) 2010-08-02 2014-07-29 Hoya Lens Manufacturing Philippines Inc. Optical article and optical article production method

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