JPS6060782A - 超伝導回路装置 - Google Patents
超伝導回路装置Info
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- JPS6060782A JPS6060782A JP58169765A JP16976583A JPS6060782A JP S6060782 A JPS6060782 A JP S6060782A JP 58169765 A JP58169765 A JP 58169765A JP 16976583 A JP16976583 A JP 16976583A JP S6060782 A JPS6060782 A JP S6060782A
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- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 claims description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
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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】
本発明は超伝導回路装置に関し、更に詳しくは超伝導ト
ンネル障壁を有する超伝導回路装置に関するものである
。
ンネル障壁を有する超伝導回路装置に関するものである
。
超伝導トンネル障壁を有する超伝導回路装置は例えば文
献ブｐシーデインクオブザアイイーイーイー誌（Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｊｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ）Ｖｏｌ、
５５ｊＶ＆１２Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９６７ ＰＰ、１
７２−１８０又はＵ８Ｐ４３３４１５８に示されている
如くよく知られている。
献ブｐシーデインクオブザアイイーイーイー誌（Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｊｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ）Ｖｏｌ、
５５ｊＶ＆１２Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９６７ ＰＰ、１
７２−１８０又はＵ８Ｐ４３３４１５８に示されている
如くよく知られている。
第１図（ａ） 、 （ｂｌは超伝導回路装置の従来例の
一つを説明するための図である。第１図（ａ）では基板
１．−ＪＨに超伝導基部電極２を形成し、その表面に絶
縁層３を用いてトンネル障壁４の領域を規定し、該トン
ネル障壁４に接しておおう部分に超伝導対向電極５を形
成している。第１図（ｂｌでは基板６上に第１の超伝４
電極７全形成し、その表面に絶縁層９を用いて第１のト
ンネル障壁８の領・域を規定し該第１のトンネル障壁８
Ｖｃ＠ しておおう部分に第２の超伝導電極ＩＯを形
成し更に該第２の超伝導電極ｌＯの表向に絶縁層１２を
用いて第２のトンネル障壁１１を規定し、該第２のトン
ネル障壁１１に接しておおう部分に第３の超伝導電極１
３を形成している。
一つを説明するための図である。第１図（ａ）では基板
１．−ＪＨに超伝導基部電極２を形成し、その表面に絶
縁層３を用いてトンネル障壁４の領域を規定し、該トン
ネル障壁４に接しておおう部分に超伝導対向電極５を形
成している。第１図（ｂｌでは基板６上に第１の超伝４
電極７全形成し、その表面に絶縁層９を用いて第１のト
ンネル障壁８の領・域を規定し該第１のトンネル障壁８
Ｖｃ＠ しておおう部分に第２の超伝導電極ＩＯを形
成し更に該第２の超伝導電極ｌＯの表向に絶縁層１２を
用いて第２のトンネル障壁１１を規定し、該第２のトン
ネル障壁１１に接しておおう部分に第３の超伝導電極１
３を形成している。
上記２例で示した如く、トンネル障壁を用いた従来の超
伝導回路装置では第１の超云導電＆２及び７を除いた各
超伝導電極反ひ絶縁層がそれぞれの下地に生じた段差部
分を越えて形成される構造である為、上記股差部で、上
記各超伝導％７Ｌ極及び絶縁層の不連続性が生じ易く、
装置の歩留及び信頼性の低下を招き易い構造であった。
伝導回路装置では第１の超云導電＆２及び７を除いた各
超伝導電極反ひ絶縁層がそれぞれの下地に生じた段差部
分を越えて形成される構造である為、上記股差部で、上
記各超伝導％７Ｌ極及び絶縁層の不連続性が生じ易く、
装置の歩留及び信頼性の低下を招き易い構造であった。
又、上記段差部での上記各超伝導電極あるいは絶縁層の
連続性を確保する為に、それぞれの膜厚はそれ等が越え
るべき段差部よりも厚くしなければならないという装置
製作上の制限があった。更には室温と４．２°に間の熱
サイクル経過時に、基板と超伝導電極間の熱膨張系数の
違いにより、超伝導電極内の基板と平行な方向に圧縮応
力又は引っばり応力が生じ、その結果トンネル障壁をつ
きゃふるいわゆるヒロックが発生し、トンネル障壁の劣
化を招く事が例えば文献アイイーイーイートランサクシ
ョ７ オニ／ ｚ レフト１２’／デバ４フ誌（ＩＥＥ
Ｅ ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｏｎＥＩｅｃ＋ｒｏｎ Ｄ
ｅｖｉｃｅ ）ＥＤ−２７ｌＶ＆１１０ ＰＰ、１９７
９−１９８７１９８０年により報告されている。
連続性を確保する為に、それぞれの膜厚はそれ等が越え
るべき段差部よりも厚くしなければならないという装置
製作上の制限があった。更には室温と４．２°に間の熱
サイクル経過時に、基板と超伝導電極間の熱膨張系数の
違いにより、超伝導電極内の基板と平行な方向に圧縮応
力又は引っばり応力が生じ、その結果トンネル障壁をつ
きゃふるいわゆるヒロックが発生し、トンネル障壁の劣
化を招く事が例えば文献アイイーイーイートランサクシ
ョ７ オニ／ ｚ レフト１２’／デバ４フ誌（ＩＥＥ
Ｅ ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｏｎＥＩｅｃ＋ｒｏｎ Ｄ
ｅｖｉｃｅ ）ＥＤ−２７ｌＶ＆１１０ ＰＰ、１９７
９−１９８７１９８０年により報告されている。
第２図はＭＸ伝導回路装置の別の従来例の一つを枦、明
するための図である。第２図では基板１４上に超伝導基
部電極１５が設けられ、その側面を除いた主表面上に絶
縁層１６が設けられ、又、該超伝導基部電極１５の側面
にトンネル障壁１７が設けられ、該トンネル障壁１７に
接して対向電極１８が設けられている。
するための図である。第２図では基板１４上に超伝導基
部電極１５が設けられ、その側面を除いた主表面上に絶
縁層１６が設けられ、又、該超伝導基部電極１５の側面
にトンネル障壁１７が設けられ、該トンネル障壁１７に
接して対向電極１８が設けられている。
上記例で示したトンネル障壁を用いた従来の超伝導回路
装置では対向電極１８は−Ｆ地に生じた段差綿を越えて
形成されるため対向電槓１８は上記段差部で不連続性が
生じ易く装置の歩留及び信頼性の低下を招き易い構造で
あった。
装置では対向電極１８は−Ｆ地に生じた段差綿を越えて
形成されるため対向電槓１８は上記段差部で不連続性が
生じ易く装置の歩留及び信頼性の低下を招き易い構造で
あった。
本発明は上記構造上の欠点に鑑みてなされたものであり
、ｊ９「４にの基板上に少なくとも、第１の超伝導体と
第２の超伝導体とを備え、該６超伝導体がその側面に」
０いてＩ・ンネル障檗を介して接触し、かつ該６超伝導
体の側面に接して包囲するように絶縁層が設けられた平
面構造を特徴とする。
、ｊ９「４にの基板上に少なくとも、第１の超伝導体と
第２の超伝導体とを備え、該６超伝導体がその側面に」
０いてＩ・ンネル障檗を介して接触し、かつ該６超伝導
体の側面に接して包囲するように絶縁層が設けられた平
面構造を特徴とする。
以下図面に従って本発明を説明する。先ず第３図を用い
て本発明の詳細な説明する。第３図に示す如く本発明に
よる超伝導回路装置の基本楊造は所要の基板１９上に第
１の超伝導電極２０及び第２の超伝導電極２２及び絶縁
層２３が設けられ、第１の超伝導電極２０と第２の超伝
導電極２２の側面はトンネル＃壁２１を介して接触して
おり、第１の超伝導電極２０と第２の超伝導電極２２の
トンネル障壁に接触していない側面は絶縁層２３と接触
している平面構造となっている。この結果超伝導電極及
び絶縁層が越えなければならない段差部を解消する事が
可能な新規なる構造が舟られる。その為超伝導電極内び
絶縁層の連続性が向上する。又、絶縁層の厚さ及び第２
の超伝導電極の厚さは越える段差の高さに依存せず独立
に決定する事ができる。この場合配モθ部分の下地を平
担化する為に、絶縁層、第１の超伝導電極及び第２の超
伝導電極のそれぞれの厚さを等しくする事が好ましい、
更に室温と４６２°に間の熱サイクル経過時に、基板と
超ｔｉ：導電極の熱膨張系数の違いにより、超（云導電
極内の基板と平行な方向に圧縮応力又は引っばり応力が
生じても、トンネル障壁は上記力の方向に対してほぼ垂
直な面内に設けられているだめ、トンネル障壁をつきゃ
ふるいわゆるヒロックの発生ＶＣ起因するトンネル障壁
の劣化を防止することができる。
て本発明の詳細な説明する。第３図に示す如く本発明に
よる超伝導回路装置の基本楊造は所要の基板１９上に第
１の超伝導電極２０及び第２の超伝導電極２２及び絶縁
層２３が設けられ、第１の超伝導電極２０と第２の超伝
導電極２２の側面はトンネル＃壁２１を介して接触して
おり、第１の超伝導電極２０と第２の超伝導電極２２の
トンネル障壁に接触していない側面は絶縁層２３と接触
している平面構造となっている。この結果超伝導電極及
び絶縁層が越えなければならない段差部を解消する事が
可能な新規なる構造が舟られる。その為超伝導電極内び
絶縁層の連続性が向上する。又、絶縁層の厚さ及び第２
の超伝導電極の厚さは越える段差の高さに依存せず独立
に決定する事ができる。この場合配モθ部分の下地を平
担化する為に、絶縁層、第１の超伝導電極及び第２の超
伝導電極のそれぞれの厚さを等しくする事が好ましい、
更に室温と４６２°に間の熱サイクル経過時に、基板と
超ｔｉ：導電極の熱膨張系数の違いにより、超（云導電
極内の基板と平行な方向に圧縮応力又は引っばり応力が
生じても、トンネル障壁は上記力の方向に対してほぼ垂
直な面内に設けられているだめ、トンネル障壁をつきゃ
ふるいわゆるヒロックの発生ＶＣ起因するトンネル障壁
の劣化を防止することができる。
また、本発明はトンネル障壁を用いるＢ伝導回路装置に
おいて、高歩留及び高信頼性を実現すると共に多層構造
からなる装置を容易に実現することができる。
おいて、高歩留及び高信頼性を実現すると共に多層構造
からなる装置を容易に実現することができる。
次に本発明をより良く理解するだめに実施個分あげて説
明する。第４図に本発明の一実施例としてジョセフソン
素子回路の断面ｍ造を示す。同図において基板２４上（
例えばＮｌ）を用いてクランドプレーン層１２４が設け
られでいる。その上に例えばＳｉＯ又けＮｂ、０５ を
用いて絶縁層２２４が設けられている。１．記りランド
ブレーン鳩１２４及び上記絶縁層２２４け必すしも必要
としないが本実施例では適切なデバイスパラメータを実
現するだめにこれ等を用いた構造を示した。上記絶縁Ｎ
２２４上に接して例えばＮｂＴ第１のＵ（テ尋軍極２５
、第２の超ｆｉ：導［ｆ２７すび例えけＮｂ２ｏ、會用
いて絶縁層２８がほぼ同じ厚さで設けられている。第１
の超伝導電極２５と第２の超云堵電極２７けトンネル障
壁２６を介して基板に平行に配置でれており、その周囲
に接した絶縁層２８で包囲さｈている。各素子の速結は
速結線路２９Ｖ（よって行われる。この場合第１、第２
の超伝導電極及び絶縁層によって構成される主表面はほ
ぼ平担化されているため、連結線路２９の連続性は良効
である。第５図に本発１明の他の実施例としてｔｊｌ［
ｉ導トンネル障壁を２ヶ以−ヒ用いる素子を含む回路断
面構造を示す。同図において基板３０上Ｋ例えばＮｂを
用いてグランドプレーン層１３０が設けられている。そ
の−ヒに例えば８ｉ０又はＮｂ２０Ｗ を用いて絶縁層
２３０が設けられている。上記グランドプレーン層１３
０及び」−記絶縁層２３０は必ずしも８斐ないが、本実
施例では適切なデバイスパラメータを実現するためにこ
れ等を用いた構造を示した。上記絶縁層２３０上に接し
て例えばＮｂで第１の超伝導電極３１、第２の超伝導電
極３３、第３の超伝導電極３５及び例えばＮｂ、Ｏ，を
用いて絶縁層３６がほぼ同じ１ｙさで設けられている。
明する。第４図に本発明の一実施例としてジョセフソン
素子回路の断面ｍ造を示す。同図において基板２４上（
例えばＮｌ）を用いてクランドプレーン層１２４が設け
られでいる。その上に例えばＳｉＯ又けＮｂ、０５ を
用いて絶縁層２２４が設けられている。１．記りランド
ブレーン鳩１２４及び上記絶縁層２２４け必すしも必要
としないが本実施例では適切なデバイスパラメータを実
現するだめにこれ等を用いた構造を示した。上記絶縁Ｎ
２２４上に接して例えばＮｂＴ第１のＵ（テ尋軍極２５
、第２の超ｆｉ：導［ｆ２７すび例えけＮｂ２ｏ、會用
いて絶縁層２８がほぼ同じ厚さで設けられている。第１
の超伝導電極２５と第２の超云堵電極２７けトンネル障
壁２６を介して基板に平行に配置でれており、その周囲
に接した絶縁層２８で包囲さｈている。各素子の速結は
速結線路２９Ｖ（よって行われる。この場合第１、第２
の超伝導電極及び絶縁層によって構成される主表面はほ
ぼ平担化されているため、連結線路２９の連続性は良効
である。第５図に本発１明の他の実施例としてｔｊｌ［
ｉ導トンネル障壁を２ヶ以−ヒ用いる素子を含む回路断
面構造を示す。同図において基板３０上Ｋ例えばＮｂを
用いてグランドプレーン層１３０が設けられている。そ
の−ヒに例えば８ｉ０又はＮｂ２０Ｗ を用いて絶縁層
２３０が設けられている。上記グランドプレーン層１３
０及び」−記絶縁層２３０は必ずしも８斐ないが、本実
施例では適切なデバイスパラメータを実現するためにこ
れ等を用いた構造を示した。上記絶縁層２３０上に接し
て例えばＮｂで第１の超伝導電極３１、第２の超伝導電
極３３、第３の超伝導電極３５及び例えばＮｂ、Ｏ，を
用いて絶縁層３６がほぼ同じ１ｙさで設けられている。
第１の超伝導電極３１と第２の超伝導電極３３はトンネ
ル障壁３２を介して基板に平行に配置され、更に第２の
超伝導電極３３と第３の超伝導電極３５はトンネル障壁
３４を介して基板に平行に配置され、第１、第２及び第
３の超伝導電極のトンネル障壁に接触していない側面は
絶縁層３６に接１．て包囲されている。各素子の連結は
連結線路３７によって行われる。この場合第１、第２、
第３の超伝導電極及び絶縁層によって構成される主表面
はほは平担化されているため連結線路３７の連続性は良
好である。
ル障壁３２を介して基板に平行に配置され、更に第２の
超伝導電極３３と第３の超伝導電極３５はトンネル障壁
３４を介して基板に平行に配置され、第１、第２及び第
３の超伝導電極のトンネル障壁に接触していない側面は
絶縁層３６に接１．て包囲されている。各素子の連結は
連結線路３７によって行われる。この場合第１、第２、
第３の超伝導電極及び絶縁層によって構成される主表面
はほは平担化されているため連結線路３７の連続性は良
好である。
以上実施例について説明したことから明らかなように本
発明の特徴はトンネル障壁を介して接触する超伝導電極
を基板上に接して基板に平行な方向に配置し、その超伝
導電極及びトンネル障壁の側面を絶縁層で包囲した平面
構造の超伝導回路装置にある、
発明の特徴はトンネル障壁を介して接触する超伝導電極
を基板上に接して基板に平行な方向に配置し、その超伝
導電極及びトンネル障壁の側面を絶縁層で包囲した平面
構造の超伝導回路装置にある、
第１図（ａ） 、 （ｂｌは従来の技術を説明するため
の超伝導回路装置の構造断面図である。 第２図は従来の技術を説明するだめの超伝導回路装置の
構造断面図である。 第３図は本発明の詳細な説明するだめの超伝導回路装置
の構造断面図である。 第４図は本発明の一実施例を説明するためのジっセフソ
ン素子回路の構造断面図である。 鎖５図は本発明の他の一実施例を説明するだめのｔ′ｉ
伝導トンネル障壁を２ヶ以上用いる素子を含む回路の構
造断面図である。 図１に於いて、！、６，１４，１９．２４及び３０は）
ん板、２，７，１５，２０．２５反び３１は第１の超伝
導電極、３，９，１２，１６，２３゜２８．３６は絶縁
層、４，８，１１．１？、２１゜２６．３２及び３４は
トンネル障壁５，１０゜］ ８．２２．２７及び３３は
第２の超伝導電極、１３及び３５は第３の超伝導電極、
１２４７ｉび１３０はグランドプレーン層、２２４及び
２３０は絶縁層、２９反び３７は連結線路である。 オ １ 図 （ａ） （ｂ） 第２図 ＋６ １５ １７ 第３図 第４図 ２′− ２７２８２７２８
の超伝導回路装置の構造断面図である。 第２図は従来の技術を説明するだめの超伝導回路装置の
構造断面図である。 第３図は本発明の詳細な説明するだめの超伝導回路装置
の構造断面図である。 第４図は本発明の一実施例を説明するためのジっセフソ
ン素子回路の構造断面図である。 鎖５図は本発明の他の一実施例を説明するだめのｔ′ｉ
伝導トンネル障壁を２ヶ以上用いる素子を含む回路の構
造断面図である。 図１に於いて、！、６，１４，１９．２４及び３０は）
ん板、２，７，１５，２０．２５反び３１は第１の超伝
導電極、３，９，１２，１６，２３゜２８．３６は絶縁
層、４，８，１１．１？、２１゜２６．３２及び３４は
トンネル障壁５，１０゜］ ８．２２．２７及び３３は
第２の超伝導電極、１３及び３５は第３の超伝導電極、
１２４７ｉび１３０はグランドプレーン層、２２４及び
２３０は絶縁層、２９反び３７は連結線路である。 オ １ 図 （ａ） （ｂ） 第２図 ＋６ １５ １７ 第３図 第４図 ２′− ２７２８２７２８
Claims (1)
- 所要の基板上に少なくとも、第１の超伝導体と、第２の
超伝導体とを備え、該各超伝導体がその側面において、
トンネル障壁を介して接触し、かつ該各超ｂ−導体の他
方の側面に接して包囲するように絶縁層が設けられた平
面構造を特徴とする超伝導回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58169765A JPH0652810B2 (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 超伝導回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58169765A JPH0652810B2 (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 超伝導回路装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6060782A true JPS6060782A (ja) | 1985-04-08 |
| JPH0652810B2 JPH0652810B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=15892436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58169765A Expired - Lifetime JPH0652810B2 (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 超伝導回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652810B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5471999A (en) * | 1977-11-19 | 1979-06-08 | Rikagaku Kenkyusho | Josephson effect element and method of fabricating same |
| JPS57122587A (en) * | 1981-01-22 | 1982-07-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Josephson element and manufacture thereof |
-
1983
- 1983-09-14 JP JP58169765A patent/JPH0652810B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5471999A (en) * | 1977-11-19 | 1979-06-08 | Rikagaku Kenkyusho | Josephson effect element and method of fabricating same |
| JPS57122587A (en) * | 1981-01-22 | 1982-07-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Josephson element and manufacture thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0652810B2 (ja) | 1994-07-06 |
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