JPS6047477A - ジヨセフソン集積回路 - Google Patents
ジヨセフソン集積回路Info
- Publication number
- JPS6047477A JPS6047477A JP58154843A JP15484383A JPS6047477A JP S6047477 A JPS6047477 A JP S6047477A JP 58154843 A JP58154843 A JP 58154843A JP 15484383 A JP15484383 A JP 15484383A JP S6047477 A JPS6047477 A JP S6047477A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mon
- film
- integrated circuit
- resistor
- josephson
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は極低温において動作するジョセフソン集積回路
に係シ、特に素子の特性が安定で、その再現性と作製時
の歩留シに優れているために、集積化に好適なジョセフ
ソン集積回路の材料および構造に関する。
に係シ、特に素子の特性が安定で、その再現性と作製時
の歩留シに優れているために、集積化に好適なジョセフ
ソン集積回路の材料および構造に関する。
従来のジョセフソン集積回路においては、ジョセフソン
接合を構成する超電導電極材料にｐｂ金合金はＮｂが主
として用いられていた。Ｐｂ合金を超電導電極に用いた
場合には、極低温と室温との温度サイクルによってｐｂ
金合金ヒルロック等が生じて素子の特性が劣化するとい
う問題があった。またＮｂを超電導電極に用いた場合に
は、抵抗体の材料として一般にはＮｂ以外の材料、つま
り主としてＭＯ系の材料が用いられるために、抵抗体と
超電導電極との接続部分の占める面積が製造上の重ね合
わせ精度の点から小さくできないという問題があった。
接合を構成する超電導電極材料にｐｂ金合金はＮｂが主
として用いられていた。Ｐｂ合金を超電導電極に用いた
場合には、極低温と室温との温度サイクルによってｐｂ
金合金ヒルロック等が生じて素子の特性が劣化するとい
う問題があった。またＮｂを超電導電極に用いた場合に
は、抵抗体の材料として一般にはＮｂ以外の材料、つま
り主としてＭＯ系の材料が用いられるために、抵抗体と
超電導電極との接続部分の占める面積が製造上の重ね合
わせ精度の点から小さくできないという問題があった。
本発明の目的は、従来技術の欠点を解決して、温度サイ
クルに対して特性が安定で、かつ高集積度のジョセフソ
ン集積回路の材料および構造を提供することにある。
クルに対して特性が安定で、かつ高集積度のジョセフソ
ン集積回路の材料および構造を提供することにある。
本発明のジョセフソン集積回路は、超電導電極の材料に
、機械的に安定で、温度サイクルによる材料の劣化がな
く、しかも超電導転移温度が約１２にと昼いために４．
２にで使用した際に温度ゆらぎに対して安定であるＭＯ
Ｎを使用し、しかも抵抗体の材料にもＭＯを主成分とす
る薄膜を使用して、集積回路の安定性と信頼性を向上さ
せたばかりでなく、回路の平坦化、高集積化を可能にし
た点に特徴がある。
、機械的に安定で、温度サイクルによる材料の劣化がな
く、しかも超電導転移温度が約１２にと昼いために４．
２にで使用した際に温度ゆらぎに対して安定であるＭＯ
Ｎを使用し、しかも抵抗体の材料にもＭＯを主成分とす
る薄膜を使用して、集積回路の安定性と信頼性を向上さ
せたばかりでなく、回路の平坦化、高集積化を可能にし
た点に特徴がある。
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。第１
図に示すように、約１１００Ｃの温度で純酸素により表
面を熱酸化したＳｉ基板１上に、スパッタリング法によ
って厚さ約４００ａｍの下部電極２、および抵抗膜３と
なるＭＯＮ膜を形成した。この際の基板製置は１００〜
２００Ｃ，スパッタリング時の作業ガスの組成はＡｒ：
Ｎ２＝６０ ｍｏｉ％： ４０ ｍｏ７％、ガス圧力は
１０〜５０ｍＴｏｒｒ とした。このＭＯＮ薄膜の超電
導転移温度は１０〜１２１Ｃであった。このＭＯＮ薄膜
をホトレジストをマスクとした硝酸による化学エツチン
グによって加工した。次にこのＭＯＮＭパターンのうち
、薄膜抵抗体が形成されるべき部分を除いて、試料全体
をホトレジストで覆い、これにＮイオンを打ち込んだ。
図に示すように、約１１００Ｃの温度で純酸素により表
面を熱酸化したＳｉ基板１上に、スパッタリング法によ
って厚さ約４００ａｍの下部電極２、および抵抗膜３と
なるＭＯＮ膜を形成した。この際の基板製置は１００〜
２００Ｃ，スパッタリング時の作業ガスの組成はＡｒ：
Ｎ２＝６０ ｍｏｉ％： ４０ ｍｏ７％、ガス圧力は
１０〜５０ｍＴｏｒｒ とした。このＭＯＮ薄膜の超電
導転移温度は１０〜１２１Ｃであった。このＭＯＮ薄膜
をホトレジストをマスクとした硝酸による化学エツチン
グによって加工した。次にこのＭＯＮＭパターンのうち
、薄膜抵抗体が形成されるべき部分を除いて、試料全体
をホトレジストで覆い、これにＮイオンを打ち込んだ。
これによシイオンが打チ込まれた部分のＭＯＮ薄膜は、
Ｎ濃度の上昇及び格子欠陥の発生によって、超電導転移
温度が４．２に以下に低下するため、実用上はシート抵
抗値が０．２５〜１Ωの薄膜抵抗体３として用いること
ができた。
Ｎ濃度の上昇及び格子欠陥の発生によって、超電導転移
温度が４．２に以下に低下するため、実用上はシート抵
抗値が０．２５〜１Ωの薄膜抵抗体３として用いること
ができた。
次に厚さ約５００ ｎｍのＳｉ膜膜よ）成る絶縁膜４を
形成した。次に下部電極２の表面をＡｒイオンのスパッ
タエツチングによって清浄化したのち、約１（１ｍのＳ
ｉ膜よシ成るトンネル障壁５をスパッタリング法により
形成し、続いて真空をのマスクを用いて、Ａｒイオンエ
ツチング法によシ加工し上部電極６とする。
形成した。次に下部電極２の表面をＡｒイオンのスパッ
タエツチングによって清浄化したのち、約１（１ｍのＳ
ｉ膜よシ成るトンネル障壁５をスパッタリング法により
形成し、続いて真空をのマスクを用いて、Ａｒイオンエ
ツチング法によシ加工し上部電極６とする。
以上によって本発明のジョセフソン集積回路を作製する
ことができた。このようにして作製されたジョセフソン
集積回路は超電導転移温度が約１２にと高いＭＯＮ薄膜
を用いたために、４．２にで使用したときの動作安定性
に浸れ、抵抗体と超だ４蹴極とが同一平面上に形成でき
、しかも抵抗体と超電導体との接続に関してＣ作製のだ
めのマスク合わせ余裕、あるいは接続部分を形成するた
めに占有する面積がゼロにできる。従って高集積化１回
路素子の微小化が可能となシ、このジョセフソン集積回
路を用いて論理回路あるいは記憶回路を作製したところ
、従来に比べて高集積度の回路を高い歩留シで作製し、
安定に動作させることができた。
ことができた。このようにして作製されたジョセフソン
集積回路は超電導転移温度が約１２にと高いＭＯＮ薄膜
を用いたために、４．２にで使用したときの動作安定性
に浸れ、抵抗体と超だ４蹴極とが同一平面上に形成でき
、しかも抵抗体と超電導体との接続に関してＣ作製のだ
めのマスク合わせ余裕、あるいは接続部分を形成するた
めに占有する面積がゼロにできる。従って高集積化１回
路素子の微小化が可能となシ、このジョセフソン集積回
路を用いて論理回路あるいは記憶回路を作製したところ
、従来に比べて高集積度の回路を高い歩留シで作製し、
安定に動作させることができた。
なお、抵抗体を形成するために打ち込むイオン種として
Ｎを用いたが、Ｓｉを用いても同様の効果を得ることが
できた。
Ｎを用いたが、Ｓｉを用いても同様の効果を得ることが
できた。
以上述べたように本発明によれば、液体Ｈｅ温度で動作
するジョセフソン集積回路において、熱的なゆらぎに対
する安定性に溌れ、しかも、抵抗体と超電導配線とを同
一平面上に形成することも可能であるため、従来技術の
欠点を解決して、高集積度の回路を高い歩留力で作製し
、安定な動作を得ることができる効果がある。
するジョセフソン集積回路において、熱的なゆらぎに対
する安定性に溌れ、しかも、抵抗体と超電導配線とを同
一平面上に形成することも可能であるため、従来技術の
欠点を解決して、高集積度の回路を高い歩留力で作製し
、安定な動作を得ることができる効果がある。
第１図は本発明の一実施例におけるジョセフソン集積回
路の一部を示す−ｒ面図、第２図は本発明の一実施例に
おけるジョセフソン集積回路の一部を示す平面図である
。
路の一部を示す−ｒ面図、第２図は本発明の一実施例に
おけるジョセフソン集積回路の一部を示す平面図である
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、超電導体よ構成る第１および第２の超電導電極がト
ンネル障壁層を介して結合された構成を有するジョセフ
ソン接合素子と抵抗体とから成るジョセフソン論理回路
あるいは記憶回路を集積化したジョセフソン集積回路に
おいて、第１および第２の超電導電極の少なくとも一方
はＭＯＮを材料として用いて成ることを特徴とするジョ
セフソン集積回路。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のジョセフソン集積回
路において、前記抵抗体はＭＯ又はＭＯにＮあるいはＳ
ｉの一方又は両方を添加した材料を用いて成ることを特
徴とするジョセフソン集積回路。 ３、％許請求の範囲第１項もしくは第２項に記載のジョ
セフソン集積回路において、前記抵抗体は、超電導電極
形成時に形成されたるＭｏＮ薄膜に、Ｎ又はＳｉの一方
又は両方をイオン打ち込み法によって添加して形成した
ことを特徴とするジョセフソン集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154843A JPS6047477A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | ジヨセフソン集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154843A JPS6047477A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | ジヨセフソン集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6047477A true JPS6047477A (ja) | 1985-03-14 |
Family
ID=15593104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58154843A Pending JPS6047477A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | ジヨセフソン集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047477A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111969100A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-20 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 基于TaN的约瑟夫森结及其制备方法 |
-
1983
- 1983-08-26 JP JP58154843A patent/JPS6047477A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111969100A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-20 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 基于TaN的约瑟夫森结及其制备方法 |
| CN111969100B (zh) * | 2020-08-26 | 2022-05-17 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 基于TaN的约瑟夫森结及其制备方法 |
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