JPH0695581B2 - 超伝導回路装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は超伝導回路装置の抵抗素子と超伝導電極の電気
的接触部分の構造に関する。

（従来の技術） 従来の第１の技術はアイイーイーイートランザクション
オンマグネティクス（IEEE Transaction on Magnetic
s）MAG-21巻２号３月1985年102頁に見られるように超伝
導回路装置において抵抗素子と超伝導電極との電気的接
触部分を除いて該抵抗素子と該超伝導電極が同一下地面
上に配置され、該抵抗素子と該超伝導電極との電気的接
触部分では該超伝導電極が該抵抗素子上にのり上げる構
造であった。

又従来の第２の技術として第２図の断面構造図に示す如
く絶縁性基板21上に設けたグランドプレーン22及び第１
の層間絶縁膜23上において抵抗素子26の主表面と第２の
層間絶縁膜24の主表面が平坦性良く連続するように抵抗
素子26が第２の層間絶縁膜24間に埋め込まれて配置され
抵抗素子26の主表面及び第２の層間絶縁膜24の主表面上
に接して超伝導電極25が配置された構造を有する超伝導
回路装置が考えられる。

（発明が解決しようとする問題点） その結果第１の従来技術では平坦性の良好な下地上に抵
抗素子と超伝導電極が配置される場合超伝導電極は抵抗
素子に起因する凹凸を有する面上に配置されるため超伝
導電極表面にも該凹凸が反映し、超伝導電極の平坦化を
妨げていた。この事は電極の断線等を誘発しやすく超伝
導回路装置の信頼性劣化の原因となる。又第１の従来技
術では超伝導電極の断線を避けるため超伝導電極の厚さ
は抵抗素子の厚さより厚い必要があり、超伝導電極の最
小厚は抵抗素子の厚さで制約を受けていた。

又第２の従来技術では超伝導電極が第２層間絶縁膜の上
に配置されているため超伝導電極‐グランドプレーン間
の距離が第２層間絶縁膜の厚さだけ大きくなり、超伝導
電極のインダクタンス増大を招く。これは超伝導電極内
における信号の伝播速度の低下をもたらす。更に超伝導
電極が抵抗素子の主表面上に重なる構造では、抵抗素子
形成後に超伝導電極のパターニングを行う必要があるの
で、超伝導電極のパターニング工程が抵抗素子の特性を
変化させるという超伝導電極パターニング工程の抵抗素
子への悪影響は避けられない。抵抗素子がジョセフソン
（接合）素子の場合には、特開昭60-177689号公報にみ
られる如く、超伝導電極層がジョセフソン素子の主表面
上に重なっても、超伝導電極パターニング工程はジョセ
フソン素子の接合部に悪影響を与えない。なぜなら抵抗
素子の場合は抵抗素子全体でその機能を発揮しているの
に対し、ジョセフソン素子の場合は、接合部だけでその
機能が規定される。

すなわち、抵抗素子の場合は、その平坦化構造におい
て、超伝導電極を含む層を最上層にすると抵抗精度の確
保が困難になる。

本発明の目的は平坦性が良好で最小厚さが抵抗素子の厚
さで制約を受けない超伝導電極を有し、且つ下地からの
距離が短い位置に超伝導電極を配置する事が可能で、抵
抗精度が確保できる抵抗素子−超伝導電極構造を有する
超伝導回路装置を提供することにある。

（問題を解決するための手段） 本発明の超伝導回路装置は第１及び第２の超伝導電極の
主表面と層間絶縁膜の主表面が平坦性良く連続するよう
に第１及び第２の超伝導電極と層間絶縁膜が配置され、
該第１及び第２の超伝導電極間を電気的に連絡する抵抗
素子が該第１及び第２の超伝導電極の主表面上と該層間
絶縁膜の主表面上に接して配置されて構成される。

（作用） 平坦性の良好な下地を用いて抵抗素子と超伝導電極が配
置される場合、超伝導電極は下地面上に配置されるため
超伝導電極表面は平坦となり且つ下地との距離が短縮さ
れる。平坦な超伝導電極を用いることにより電極の断線
率低減により超伝導回路装置の信頼性向上が図れる。又
超伝導電極の最小厚は抵抗素子の厚さの制約を受けな
い。又超伝導電極パターニング後に抵抗素子のパターニ
ングが施される構造なので、抵抗素子の高精度化が達成
される。更に、下地の下に設けられたグランドプレーン
と超伝導電極間の距離が短縮され、超伝導電極部のイン
ダクタンス低減が図れる。この結果超伝導電極部におけ
る信号伝播速度の高速化が可能となる。

（実施例） 第１図は本発明の構造を明示するための超伝導回路装置
の断面図である。絶縁性基板１の上に例えばNbスパッタ
堆積膜を用いてグランドプレーン２が配置される。更に
例えばSiO蒸着膜を用いた第一の層間絶縁膜３を介して
例えばNbスパッタ膜を用いた超伝導電極４が配置され
る。超伝導電極のパターニングには湿式エッチング法、
乾式エッチング法等の従来から良く知られた微細加工技
術を用いる事ができる。又超伝導電極４が除去された第
１の層間絶縁膜上に例えばSiO蒸着膜で形成される第２
の層間絶縁膜５を配置し超伝導電極４間を埋め込み超伝
導電極４が第２の層間絶縁膜５の主表面を平坦化する。
その後例えばMoスパッタ膜を用いて抵抗素子６を形成す
る。Moスパッタ膜のパターニングには湿式エッチング
法、乾式エッチング法等の従来から良く知られた微細加
工技術を用いる事ができる。

更に超伝導回路装置の表面を平坦化するためにはエッチ
バック法、リフトオフ法等の従来から良く知られている
平坦化技術を用いて第３の層間絶縁膜７を形成し抵抗素
子６の周囲を埋め込む事ができる。又図には示していな
いが上述の構造の他にジョセフソン接合素子、容量素
子、インダクタンス素子等を同時に配置する事もでき
る。

（発明の効果） 以上述べたとおり抵抗素子‐超伝導電極結合部において
超伝導電極が平坦性の良好な下地面上に配置されるた
め、平坦性の良い超伝導電極が実現でき超伝導電極の断
線等による故障が低減し、信頼性の高い超伝導回路装置
が得られる。又超伝導電極の最小厚は抵抗素子の厚さと
無関係に決定できるので素子設計の制約が緩和された構
造が実現できる。又超伝導電極パターニング後に抵抗素
子のパターニングが施される構造により、抵抗値制御の
高精度化が図れる。更に超伝導電極と下地の距離が短縮
され、超伝導電極‐グランドプレーン間の距離が短縮さ
れる為超伝導電極におけるインダクタンスが低減し超伝
導電極における信号伝播の高速化に適した構造が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構造を明示するための超伝導回路装置
断面図である。第２図は従来の構造の一つを明示するた
めの超伝導回路装置断面図である。 1,21は絶縁性基板、2,22はグランドプレーン、 3,23は第１の層間絶縁膜、4,25は超伝導電極、 5,24は第２の層間絶縁膜、6,26は抵抗素子、 ７は第３の層間絶縁膜をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】抵抗素子と層間絶縁膜と少なくとも２つの
   超伝導電極を有する超伝導回路装置において、第１及び
   第２の超伝導電極の主表面と層間絶縁膜の主表面が平坦
   性良く連続するように第１及び第２の超伝導電極と層間
   絶縁膜が配置され、該第１及び第２の超伝導電極間を電
   気的に連絡する抵抗素子が該第１及び第２の超伝導電極
   の主表面上と該層間絶縁膜の主表面上に接して配置され
   た事を特徴とする超伝導回路装置。