JPS6216585A - 超伝導デバイス - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 本発明は、超伝導デバイスのコンタクト部において下層
の超伝導体層の厚さを局所的に厚くすることによって、
コンタクト部におけるノーマル転移を防止した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は超伝導デバイスに関し、特にそのコンタクト部
の構造に関する。

〔従来の技術〕

超伝導デバイスにおいて、２つの超伝導体層が絶縁物層
の窓を介して接触するコンタクト部が存在する〇 従来のコンタクト部の構造を第３図に示す〇本図はコン
タクト部の構造を示す断面図で、基板２１上にニオブ（
Ｎｂ）の第１（下側）電極２２が１０００〜３０００Ａ
の厚さに形成され、基板２１および第１電極２２上には
Ｓ　ｉ　０ｗ層２３が形成されているｏ８１偽層２３に
は第１電極２２上において窓部２３′が形成され、この
窓部２３′においてＳｉｎ！膚２３上２３上されたＮｂ
の第２（上側）電極２４が第１電極２２に接している。

第２電極２４の厚さは５０００〜１ｏｏｏｏλである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようなコンタクト部を持った超伝導デバイスにおい
て、高集積化な図るために素子の寸法のみならず配線幅
やコンタクト部の寸法が小さくなってきている。

例えば線幅を４ｘｎとすると、パターンの位置合せ余裕
を見込むとコンタクトホールの寸法は２鑞以下にしなけ
ればならない。このような寸法のコンタクトホールにお
いてコンタクト部の臨界電流（超伝導状態から常伝導状
態に転移する電流）は２０ｍＡ程度の小さい値であった
。

本発明は従来のこのような欠点を解決して、コンタクト
部の臨界電流値を大きくすることを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

本発明者は、このような微小コンタクト部において臨界
電流値が小さくなる原因を検討した結果、コンタクト部
における下側電極の厚さが上側電極の厚さのｌ／１０〜
１／２程度と薄いため、コンタクト部近傍の下側電極に
おける電流密度が高く常伝導状態へ転移し易いために臨
界電流が小さくなることに想到した。

そこで、本発明では下側電極をコンタクト部において局
所的に厚くした。

〔作　用〕

下側電極を厚くすることにより、窓部で電流が集中して
も窓部近傍の下側電極における電流密度が緩和され、常
伝導状態への転移を抑えることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す図で（ａ）は平面図、
（ｂ）は図（ａ）のＡ　−Ａ’線に沿った断面図である
。

基板１上に５００〜２０００Ａの厚さのＮｂ膜２がパタ
ーニング形成され、その上に１０００〜３０００Ａの厚
さのＮｂ膜からなる下側電極３が形成され、更に、その
上に８１０！膜゛４が形成されている。

ＳｉＯ＊膜４のＮｂ膜膜上上部分には＝ンタクト用の窓
４′が形成され、５ｉＯ１１１４の上側電極５（厚さ５
０００〜１００００　ＡのＮｂ膜）が窓４′において下
側電極３と接している。

第２図にその製造工程を示す。

（ａ）に示すように基板１上にＮｂ膜をスパッタ。

蒸着等により５００〜２０００Ａの厚さに成膜した後レ
ジストをパターニング形成し、ＣＦ４と５〜３〇−の０
！の混合ガス（ガス圧５０ｍ　Ｔｏｒｒ）’ｔ’用いた
反応性イオンエツチングによｐＮｂＮｂ膜？：形成する
。次いで（ｂ）に示すように、スパッタ、又は蒸着によ
シＮｂ１ｌを１０００〜３０００Ａ成膜した後、レジス
トをパターニング形成してＣＦ番と０．を用いた反応性
イオンエツチングにより下側電極３を形成する。次いで
（ｅ）に示すように、スパッタ、又は化学気相成長法に
より５ｉ０１膜４を形成した後、レジストタパターニノ
グ形成して、ＣＨＦＩと５−〇〇、の混合ガス（ガス圧
１５ｍ　Ｔｏｒｒ）を用いた反応性イオンエツチングに
より２μｍの窓４”＆形成する。窓４ｂ形成にはリフト
オフ法を用いることもできる。次いで真空槽内でＡｒガ
ス（ガス圧ｌＱｍＴｏｒｒ）を用いスパッタクリーニン
グ（陰極の自己バイアス電圧１００〜３００Ｖ）を約５
分間行う。これにより不要な配化膜等を除去した後、（
ｄ）に示すようにＮｂ膜をスパッタや蒸着により５００
０〜１００００　＾の厚さに成膜し、レジストをバター
二／グ形成後、同様にＣＦ４と０！ガスを用いた反応性
イオンエツチングにより上側電極５１に形成するＯ 以上の実施例ではＮｂ膜２１下側電極２の下に設けたが
、下側電極２の上に設けてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、コンタクト部の下側電極
を厚くしたので、電流密度が緩和されて常伝導状態への
転移が抑えられ、コンタクト部の臨界電流を大きくする
ことができる。

本発明者の測定によると、従来のコンタクト部における
臨界電流が２０ｍＡ程度だったのに対し、上記実施例で
は４０ｍＡ程度になることが確認された０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、 第２図は第１図に示す構造を製造するだめの工程順断面
図、 第３図は従来例を示す図である。 図において、２はＮｂ膜、３は下側電極（第１超伝導体
）、４はＳ　ｉ　Ｏｓ層、４′は窓部、５は上側電極（
第２超伝導体）である。 特許出願人　工業技術院長　　等々力　連子面図 ＃山国 （ｂ） 木窒明ｊ−＊　ｆｔ４グ１を元す図 茅　１　図 ＜ａ） （ｂ） （Ｃ） （ｄ） 昶遣工掘１元寸断伽回 茅２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　基体（１）上に形成された第１の超伝導体層（３）と
   、該第１の超伝導体層（３）上に形成され、窓部（４）
   を有する絶縁物層（４）と、 該絶縁物層（４）上に形成され、かつ該窓部（４′）に
   おいて該第１の超伝導体層（３）と接する第２の超伝導
   体層（５）とを備え、 該第１の超伝導体層（３）は、該窓部（４′）下におい
   て局所的に厚く形成されてなることを特徴とする超伝導
   デバイス。