JPS6047478A - ジヨセフソン接合素子 - Google Patents
ジヨセフソン接合素子Info
- Publication number
- JPS6047478A JPS6047478A JP58154844A JP15484483A JPS6047478A JP S6047478 A JPS6047478 A JP S6047478A JP 58154844 A JP58154844 A JP 58154844A JP 15484483 A JP15484483 A JP 15484483A JP S6047478 A JPS6047478 A JP S6047478A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- josephson junction
- nitride
- junction element
- tunnel barrier
- barrier layer
- 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、論理回路あるいは記憶回路を構成するスイッ
チング素子などに用いられるジョセフソン接合素子の構
造に関するものである。
チング素子などに用いられるジョセフソン接合素子の構
造に関するものである。
ジョセフソン接合素子のトンネル障壁層の材料としては
、これまで超′亀尋電極の材料自材の酸化Ｗａｈるいは
アモルファスｓｉ、ｈｔ等の酸化物が用いられてきた３
、特に超電導亀惚の材料がＮｂである場合、°Ｎｂの酸
化物、アモルファスＳｉやＡＡの酸化物をトンネル障壁
層とする素子は、トンネル障壁層中の酸素がＮｂ中へ拡
散してＮｂの酸化物を形成するため、ジョセフソン嵌合
素子の特性が変化するという欠点がめった。
、これまで超′亀尋電極の材料自材の酸化Ｗａｈるいは
アモルファスｓｉ、ｈｔ等の酸化物が用いられてきた３
、特に超電導亀惚の材料がＮｂである場合、°Ｎｂの酸
化物、アモルファスＳｉやＡＡの酸化物をトンネル障壁
層とする素子は、トンネル障壁層中の酸素がＮｂ中へ拡
散してＮｂの酸化物を形成するため、ジョセフソン嵌合
素子の特性が変化するという欠点がめった。
従来、ジョセフソン接合素子の２つの超Ｔ（ｌ導′電極
間の絶縁層用材料としては、ＳｉＯ又は８ ｉｃｈなど
のシリコンの酸化物が用いられていた。従って絶縁層中
の酸素の影響で３ジョセフソン接合素子の特性が変化す
るために、再現性と均一性の良い特性をＭするジョセフ
ソン接合素子を作線することが離しいという欠点があっ
た。
間の絶縁層用材料としては、ＳｉＯ又は８ ｉｃｈなど
のシリコンの酸化物が用いられていた。従って絶縁層中
の酸素の影響で３ジョセフソン接合素子の特性が変化す
るために、再現性と均一性の良い特性をＭするジョセフ
ソン接合素子を作線することが離しいという欠点があっ
た。
本発明の目的は絶縁物およびトンネル障壁層の材料に酸
化物を用いないことによシ、ジョセフソン接合の特性変
化を除去し、再現性と均一性の良い特性を有するジョセ
フソン接合素子を提供することにある。
化物を用いないことによシ、ジョセフソン接合の特性変
化を除去し、再現性と均一性の良い特性を有するジョセ
フソン接合素子を提供することにある。
本発明においては、トンネル障壁層および絶縁物層の材
料として、電気的な絶縁性が良く、シかも防電率がＮ
ｂ ２０ ｓに比べて小さいＡＡの窒化物を用いること
によシ、酸素の拡散によるジョセフソン接合素子の特性
変化を防止し、しかも素子の電気Ｗｉを減少させること
によってスイッチング速高を向上させて、再現性及び均
一性に渡れた特性を有し、しかも高速動作に適したジョ
セフソン接合素子の作製を可能にした点に特徴がある。
料として、電気的な絶縁性が良く、シかも防電率がＮ
ｂ ２０ ｓに比べて小さいＡＡの窒化物を用いること
によシ、酸素の拡散によるジョセフソン接合素子の特性
変化を防止し、しかも素子の電気Ｗｉを減少させること
によってスイッチング速高を向上させて、再現性及び均
一性に渡れた特性を有し、しかも高速動作に適したジョ
セフソン接合素子の作製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。Ｍ１
図に示したように温度１１００ｃで純酸素によシ熱酸化
し７’ｃＳｉ基板１上に第１の超電導電極の材料である
Ｎｂを約３ＱＱｎｍの厚さに高周波スパッタリング法に
よって成膜する。このＮｂ膜をホトレジストをマスクと
したＡｒイオンビームエツチング法によって加工し第１
の超電導電極２とする。次にＡｔの窒化物を反応性高周
波スパッタリング法によって約４００ｎｍＯ薄Ｊ漠とし
て形成し、これを同様にＡｒイオンビームエツチングに
よって加工し絶縁物層３とする。下部′１極２の底面を
Ａｒイオンのスパッタリングによってクリーニングした
後、Ｐ３縁物層３と同様の手ｊ胆でＡＡの窒化物？厚さ
約１〜１０ｎｍの薄膜として成膜しトンネル障壁層４と
する。続いて真空を破ることなく同゛−の装置でＮｂよ
９成る厚さ約６００ｎｍの薄膜を形成しＡｒイオンビー
ムエツチング法によって加工し上部電極５とした。以上
によって本発明のジョセフソン接合素子を作製すること
ができた。このジョセフソン接合素子を用いて論理回路
あるいは記憶回路を作製したところ、素子の特性変化が
ほとんど無く、シかもスイッチング速度が向上している
ため、歩留υ、信頼性を向上させ、さらに回路の動作速
度を改善して、超高速のジョセフノン集積回路を実現す
ることができた。
図に示したように温度１１００ｃで純酸素によシ熱酸化
し７’ｃＳｉ基板１上に第１の超電導電極の材料である
Ｎｂを約３ＱＱｎｍの厚さに高周波スパッタリング法に
よって成膜する。このＮｂ膜をホトレジストをマスクと
したＡｒイオンビームエツチング法によって加工し第１
の超電導電極２とする。次にＡｔの窒化物を反応性高周
波スパッタリング法によって約４００ｎｍＯ薄Ｊ漠とし
て形成し、これを同様にＡｒイオンビームエツチングに
よって加工し絶縁物層３とする。下部′１極２の底面を
Ａｒイオンのスパッタリングによってクリーニングした
後、Ｐ３縁物層３と同様の手ｊ胆でＡＡの窒化物？厚さ
約１〜１０ｎｍの薄膜として成膜しトンネル障壁層４と
する。続いて真空を破ることなく同゛−の装置でＮｂよ
９成る厚さ約６００ｎｍの薄膜を形成しＡｒイオンビー
ムエツチング法によって加工し上部電極５とした。以上
によって本発明のジョセフソン接合素子を作製すること
ができた。このジョセフソン接合素子を用いて論理回路
あるいは記憶回路を作製したところ、素子の特性変化が
ほとんど無く、シかもスイッチング速度が向上している
ため、歩留υ、信頼性を向上させ、さらに回路の動作速
度を改善して、超高速のジョセフノン集積回路を実現す
ることができた。
なお、本実施例では、２つの超電導電極の材料としてＮ
ｂを用いたが、Ｐｂあるいはｐｂ金合金さらにＮｂＮ等
を用いた場合でも同様の改善を得ることかできた。
ｂを用いたが、Ｐｂあるいはｐｂ金合金さらにＮｂＮ等
を用いた場合でも同様の改善を得ることかできた。
以上述べたように本発明によれば、トンネル障壁層の材
料として、熱的に安定で、しかも酸素の拡散源とならな
いＡＡＯ鷺化物を用いるので、熱サイクルや経時変化に
よる劣化が少なく、かつ電流電圧特性の再現性と均一性
を向上させ、しかもスイッチング速度を改善できるとい
う効果がある。
料として、熱的に安定で、しかも酸素の拡散源とならな
いＡＡＯ鷺化物を用いるので、熱サイクルや経時変化に
よる劣化が少なく、かつ電流電圧特性の再現性と均一性
を向上させ、しかもスイッチング速度を改善できるとい
う効果がある。
１・・・Ｓｉ基板、２・・・下部電極、３・・・絶縁物
層、４第 １ 図
層、４第 １ 図
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ｊ―を介して結合された構成を有スルジョセ
フソン接合素子において、該トンネル障壁層はＡ４の窒
化物を用いて成ることを特徴とするジョセフソン接合素
子。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のジョセフソン接合素
子において、前記第１および第２の超電導電極を電気的
に絶縁する目的で使用される絶縁膜の材料はＡｔの窒化
物を用いて成ることを特徴とするジョセフソン接合素子
。−
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154844A JPS6047478A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | ジヨセフソン接合素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154844A JPS6047478A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | ジヨセフソン接合素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6047478A true JPS6047478A (ja) | 1985-03-14 |
Family
ID=15593126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58154844A Pending JPS6047478A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | ジヨセフソン接合素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047478A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63209185A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-08-30 | Agency Of Ind Science & Technol | 超電導回路装置 |
| JPS63245975A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導体装置 |
| JPS63261769A (ja) * | 1987-04-18 | 1988-10-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 酸化物超電導材料の作製方法 |
| JPS63261771A (ja) * | 1987-04-18 | 1988-10-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | ジヨセフソン型装置の作製方法 |
| JPS63261770A (ja) * | 1987-04-18 | 1988-10-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 酸化物超電導材料の作製方法 |
| US10542667B2 (en) | 2017-01-02 | 2020-01-28 | Lg Electronics Inc. | Lawn mower robot |
-
1983
- 1983-08-26 JP JP58154844A patent/JPS6047478A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63209185A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-08-30 | Agency Of Ind Science & Technol | 超電導回路装置 |
| JPS63245975A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 超電導体装置 |
| JPS63261769A (ja) * | 1987-04-18 | 1988-10-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 酸化物超電導材料の作製方法 |
| JPS63261771A (ja) * | 1987-04-18 | 1988-10-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | ジヨセフソン型装置の作製方法 |
| JPS63261770A (ja) * | 1987-04-18 | 1988-10-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 酸化物超電導材料の作製方法 |
| US10542667B2 (en) | 2017-01-02 | 2020-01-28 | Lg Electronics Inc. | Lawn mower robot |
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