JP2732513B2 - Oxide superconducting three-terminal element - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は酸化物超電導体と半導体との接合構造を含む
酸化物超電導三端子素子に関する。The present invention relates to an oxide superconducting three-terminal device including a junction structure between an oxide superconductor and a semiconductor.

【従来の技術】[Prior art]

従来,SrTiO₃基板上に形成した酸化物超電導体につい
ては，ジャパニーズ ジャーナル オブ アップライド
フィズィックス 26 （1987年）第L1248頁から第L12
50頁（Jpn.J.Appl.Phys.26（1987）ppL1248−L1250）に
おいて論じられている。 またSi基板上に形成した酸化物超電導体については，
ジャパニーズ ジャーナル オブ アップライド フィ
ズィックス 28 （1989年）第L635頁から第L638頁Jpn.
J.Appl.Phys.28（1989）ppL635−L638において論じられ
ている。 またNbをドープしたSrTiO₃については，フィズィカル
レビュー 148（1966年）第280頁から第286頁（Phys.
Rev.148（1966）pp280−286）において論じられてい
る。Conventionally, oxide superconductors formed on SrTiO ₃ substrates are described in Japanese Journal of Applied Physics 26 (1987), pages L1248 to L12.
50 (Jpn. J. Appl. Phys. 26 (1987) ppL1248-L1250). For oxide superconductors formed on Si substrates,
Japanese Journal of Applied Physics 28 (1989) L635-L638 Jpn.
J. Appl. Phys. 28 (1989) ppL635-L638. Nb-doped SrTiO ₃ is described in Physical Review 148 (1966), pp. 280-286 (Phys.
Rev. 148 (1966) pp. 280-286).

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

超電導三端子素子として，たとえば,IEEE Electron D
evice Lett.EDL6（1985）pp297−299,に論じられている
素子，すなわちPbIn合金超電導薄膜をSi基板上に形成し
た素子では，半導体Siに不純物としてＢを濃度８×10¹⁹
（1/cm³）ドープし，これによりキャリアを生ぜしめ，
さらにこの上にPbIn合金超電導薄膜を形成することによ
りSi基板へ超電導波動函数をしみださせ，近接効果を利
用した超電導三端子素子を実現していた。 しかし我々の検討よれば、超電導体が酸化物超電導体
の場合には半導体としてSiを用いるのは適当ではない。
高温超電導酸化物はSi基板上では一般に超電導性を示さ
ないからであり，仮に超電導性が得られたとしても，そ
の超電導臨界温度は、同様の条件でSrTiO₃基板上に成膜
した場合に比べて低いからである。たとえば上記マイク
ロ波プラズマ反応性蒸着法により酸化物超電導体を形成
すると，基板温度510℃で超電導臨界温度63Kとなるが，
同様の条件でSrTiO₃上に形成した場合の87Kより低く，
十分な超電導性は得られない。さらにこの場合，酸化物
超電導体の膜質はSi基板では単結晶が得られないのに対
し,SrTiO₃基板では単結晶エピタキシャル膜が得られ
る。すなわち膜質は前者のほうが悪く，基板と酸化物超
電導体との接合界面にも前者には何らかの反応生成物，
たとえば酸化シリコンが存在すると考えられる。この反
応層のために超電導状態における酸化物超電導体側から
Si側へのクーパー対のしみだし，すなわち近接効果は極
めて起こりにくいと考えられる。したがってチャネルが
Si半導体から構成された酸化物超電導三端子素子を作製
することは極めて困難であり，接合特性の優れた，酸化
物超電導体と半導体とを結合させた酸化物超電導三端子
素子を実現するためにはSi基板は適当ではないと考えら
れる。 さらにまた我々の検討によれば、SrTiO₃等の特定の絶
縁体基板上に酸化物超電導体を形成すれば優れた接合特
性を得ることができるが,SrTiO₃は絶縁体，すなわちキ
ャリアが存在しないため，たとえ優れた接合界面特性で
あるとしてもこれを素子機能を有する酸化物超電導三端
子素子の構成要素として積極的に活用することはできな
いことが明らかになった。 また従来，上記,SrTiO₃にNbをドープした場合，キャ
リア濃度ｎ＝1.7×10²⁰（1/cm³），温度4.2Kにおいて移
動度μ＝600（cm²/V/sec）が得られた。しかし,Nbをド
ープしたSrTiO₃について，これらの特性は知られていた
ものの，このNbをドープしたSrTiO₃を用いて酸化物超電
導三端子素子を構成した場合の特性については全く知ら
れていなかった。 本発明の目的は、酸化物超電導体／半導体接合を含む
三端子型の酸化物超電導素子を提供することにある。 本発明の他の目的は以下の記述から明らかになるであ
ろう。As a superconducting three-terminal element, for example, IEEE Electron D
evice Lett. EDL6 (1985) pp. 297-299, that is, a device in which a PbIn alloy superconducting thin film is formed on a Si substrate, has a concentration of 8 × 10 ¹⁹ as an impurity in semiconductor Si.
(1 / cm ³ ) doping, which generates carriers,
Furthermore, by forming a superconducting PbIn alloy thin film on this, the superconducting waveguide function was extruded onto the Si substrate, and a superconducting three-terminal device utilizing the proximity effect was realized. However, according to our study, it is not appropriate to use Si as the semiconductor when the superconductor is an oxide superconductor.
This is because high-temperature superconducting oxide generally does not exhibit superconductivity on a Si substrate, and even if superconductivity is obtained, its superconducting critical temperature is lower than that of a film formed on a SrTiO ₃ substrate under similar conditions. Because it is low. For example, when an oxide superconductor is formed by the microwave plasma reactive deposition method, the superconducting critical temperature is 63K at a substrate temperature of 510 ° C.
It is lower than 87K when formed on SrTiO ₃ under similar conditions.
Sufficient superconductivity cannot be obtained. Further, in this case, a single crystal of the oxide superconductor cannot be obtained on the Si substrate, whereas a single crystal epitaxial film can be obtained on the SrTiO ₃ substrate. In other words, the film quality of the former is worse, and some reaction products are also present at the bonding interface between the substrate and the oxide superconductor.
For example, it is considered that silicon oxide exists. For this reaction layer, from the oxide superconductor side in the superconducting state
It is considered that the Cooper pair seeps into the Si side, that is, the proximity effect is extremely unlikely to occur. So the channel
It is extremely difficult to fabricate an oxide superconducting three-terminal device composed of a Si semiconductor. To realize an oxide superconducting three-terminal device that combines an oxide superconductor and a semiconductor with excellent bonding characteristics It is considered that the Si substrate is not suitable. According Further to our study, it is possible to obtain excellent bonding characteristics by forming an oxide superconductor on the particular insulator substrate such as SrTiO _3, SrTiO ₃ is not an insulator, i.e. carriers exist Therefore, it has been clarified that even if it has excellent junction interface characteristics, it cannot be positively utilized as a component of an oxide superconducting three-terminal device having a device function. Conventionally, when Nb was doped into SrTiO ₃ , mobility μ = 600 (cm ² / V / sec) was obtained at a carrier concentration of n = 1.7 × 10 ²⁰ (1 / cm ³ ) and a temperature of 4.2 K. . However, the SrTiO ₃ doped with Nb, although these characteristics were known, has not been known at all characteristics when the oxide superconducting three terminal element using a SrTiO ₃ doped with this Nb . An object of the present invention is to provide a three-terminal oxide superconducting element including an oxide superconductor / semiconductor junction. Other objects of the present invention will become clear from the following description.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記の目的を達成するために本発明の酸化物超電導三
端子素子は，互いに隔てられて設けられた酸化物超電導
体からなるソース，ドレイン電極と，これらに接する半
導体と，半導体のチャネル部を流れるキャリアを制御す
る手段を含み，上記半導体として，上記酸化物超電導体
が接合したときに超電導性を示し得る絶縁体にキャリア
を生ぜしめたもの，より具体的には絶縁体に不純物ドー
プしたものとすることを特徴とするものである。特に上
記酸化物超電導体が接合したときに超電導性を示し得る
絶縁体として，ペロブスカイト型結晶構造またはペロブ
スカイト型類似結晶構造を有する絶縁体，より具体的に
は,SrTiO₃を用い，また上記ドープする不純物としてNb
を用いるのが好ましい。また素子の高速動作の観点から
は、上記絶縁体として誘電率の小さい希土類ガリウム酸
化物，より具体的には,LaGaO₃,NdGaO₃を用いるのが好ま
しい。 本発明のより好ましい形態としては，さらに上記酸化
物超電導体と上記半導体との接合界面に緩衝膜を挿入す
る。 さらに本発明のより好ましい形態としては、上記半導
体の室温におけるキャリア濃度を１×10²¹（1/cm³）以
下とする。In order to achieve the above object, an oxide superconducting three-terminal device according to the present invention comprises a source and a drain electrode made of an oxide superconductor provided separately from each other, a semiconductor in contact with these, and a flow through a channel portion of the semiconductor. Including means for controlling carriers, wherein the semiconductor is obtained by producing carriers in an insulator capable of exhibiting superconductivity when the oxide superconductor is joined, more specifically, an insulator doped with impurities. It is characterized by doing. In particular, an insulator having a perovskite-type crystal structure or a perovskite-type similar crystal structure, more specifically, SrTiO ₃ is used as the insulator which can exhibit superconductivity when the above-described oxide superconductor is joined. Nb as impurity
It is preferable to use From the viewpoint of high-speed operation of the device, it is preferable to use rare earth gallium oxide having a small dielectric constant, more specifically, LaGaO ₃ or NdGaO ₃ as the insulator. In a more preferred embodiment of the present invention, a buffer film is further inserted at a joint interface between the oxide superconductor and the semiconductor. In a more preferred embodiment of the present invention, the carrier concentration of the semiconductor at room temperature is 1 × 10 ²¹ (1 / cm ³ ) or less.

【作用】[Action]

酸化物超電導体が超電導性を示し得る絶縁体に不純物
をドープし，これと酸化物超電導体とを接合させると，
酸化物超電導体とこの絶縁体との接合界面特性及び酸化
物超電導体の超電導特性は，不純物のドープ量が少なけ
れば，元の絶縁体を用いた時とほぼ同様である。すなわ
ち，接合界面の反応層の厚さや形成した酸化物超電導体
の超電導臨界温度はほぼ同様となる。この時，絶縁体は
不純物のドープにより導電性を得る，すなわちキャリア
が生じるので，これにより酸化物超電導体と，その超電
導性を示し得る。キャリアの存在する半導体とを結合さ
せることができる。 また電界効果については絶縁体への不純物のドープ量
を適当に選択し，キャリア濃度を調節することにより所
望の電界効果が得られる。一般に，不純物のドープ量が
少ないほど電界効果は大きい。より具体的にはキャリア
濃度が１×10²²（1/cm³）以下，より望ましくは１×10
²¹（1/cm³）以下がよい。これよりキャリアを生じしめ
た絶縁体が酸化物超電導三端子素子のチャネルを構成す
る半導体として有用であることがわかる。 不純物をドープする絶縁体としては,SrTiO₃の他，最
近，酸化物超電導体がその基板上で十分な超電導特性を
示し得ることが判明した希土類ガリウム酸化物,LaGaO₃,
NdGaO₃或いはまたLaAlO₃,AlGaO₃,KTaO₃,LiNbO₃も適当で
ある。 さらにまた絶縁体にドープする不純物元素としては、
ドープにより接合する酸化物超電導体の超電導特性に有
用な元の絶縁体の結晶学的性質が損なわれないこと，す
なわち，ドープする不純物元素のイオン半径，配位数，
等の条件がドープにより置換される絶縁体の元素と一致
することもしくはそれに近いことが望ましい。従ってこ
れらの条件を満足する不純物元素を選択することにより
酸化物超電導体と不純物をドープした絶縁体または半導
体との接合界面特性が優れた酸化物超電導三端子素子が
実現できる。 酸化物超電導体とキャリアを生ぜしめた絶縁体との間
には酸化物超電導体の成膜またはその後の熱処理によっ
て反応層が生成する。キャリアが容易にトンネルできる
程この反応層が薄い場合には接合界面特性に与える反応
層の影響は無視できる。しかし成膜温度，熱処理温度を
低温化し，反応を抑制したとしてもこれら接合界面には
異種材料を接合したことによりショットキー障壁が生じ
る。ショットキー障壁はオーミックコンタクトを得たい
場合には適当ではないが,MESFET（Metal−Ｓemiconduct
or Ｆield Ｅffect Ｔransistor）のゲート電極部には
積極的に利用される。つまり，キャリアを生ぜしめた絶
縁体上に酸化物超電導体を形成してソース，ドレイン電
極とし，このソース，ドレイン電極間に，チャネルを流
れるキャリアを制御するMESゲートを設けることにより,
MES型の酸化物超電導三端子素子が実現できる。 酸化物超電導体とキャリアを生ぜしめた絶縁体との間
に緩衝膜を設けることは，酸化物超電導体とキャリアを
生ぜしめた絶縁体との反応を抑制する意味と，上記ショ
ットキー障壁の高さを調節する意味をもつ。緩衝膜とし
ては酸化物超電導体や半導体と反応しにくい材料，具体
的にはAu,Ag,Pt,Pdがよい。さらにまた，特にソース，
ドレイン超電導電極／半導体接合に有用なオーミックコ
ンタクトを得る場合には，緩衝膜と半導体の接合を形成
した後，特に熱処理を行い，緩衝膜と半導体の接合抵抗
を低めることが有効である。 上記熱処理の温度は300〜600℃，より好ましくは400
〜550℃とする。また熱処理の時間は１〜２時間程度と
するのが好ましい。When an oxide superconductor is doped with impurities into an insulator that can exhibit superconductivity, and this is bonded to the oxide superconductor,
The bonding interface characteristics between the oxide superconductor and the insulator and the superconducting characteristics of the oxide superconductor are almost the same as those when the original insulator is used, if the doping amount of the impurities is small. That is, the thickness of the reaction layer at the bonding interface and the superconducting critical temperature of the formed oxide superconductor are substantially the same. At this time, the insulator obtains conductivity due to doping of impurities, that is, generates carriers, so that the oxide superconductor and its superconductivity can be exhibited. A semiconductor with a carrier can be bonded. Regarding the electric field effect, a desired electric field effect can be obtained by appropriately selecting the doping amount of the impurity into the insulator and adjusting the carrier concentration. Generally, the smaller the doping amount of the impurity, the greater the electric field effect. More specifically, the carrier concentration is 1 × 10 ²² (1 / cm ³ ) or less, more preferably 1 × 10 ²² (1 / cm ³ ).
²¹ (1 / cm ³ ) or less is good. This shows that the insulator in which carriers are generated is useful as a semiconductor constituting a channel of the oxide superconducting three-terminal element. As insulators to be doped with impurities, in addition to SrTiO ₃ , rare-earth gallium oxide, LaGaO ₃ , which has recently been found to show sufficient superconducting properties on its substrate
NdGaO ₃ or alternatively LaAlO ₃ , AlGaO ₃ , KTaO ₃ , LiNbO ₃ are also suitable. Furthermore, as an impurity element doped into the insulator,
The crystallographic properties of the original insulator, which are useful for the superconducting properties of the oxide superconductor joined by doping, are not impaired, that is, the ionic radius, coordination number,
It is desirable that the conditions such as these match or be close to those of the insulator element to be replaced by doping. Therefore, by selecting an impurity element that satisfies these conditions, an oxide superconducting three-terminal element having excellent junction interface characteristics between the oxide superconductor and the insulator or semiconductor doped with the impurity can be realized. A reaction layer is formed between the oxide superconductor and the insulator that has generated the carrier by film formation of the oxide superconductor or subsequent heat treatment. If the reaction layer is so thin that carriers can be easily tunneled, the effect of the reaction layer on the junction interface characteristics can be neglected. However, even if the film formation temperature and the heat treatment temperature are lowered to suppress the reaction, a Schottky barrier is generated at these bonding interfaces due to the bonding of different materials. Schottky barrier is not suitable if you want to obtain an ohmic contact, MESFET (Me tal- S emiconduct
or the gate electrode of the F ield E ffect T ransistor) is actively used. In other words, an oxide superconductor is formed on an insulator on which carriers are generated to form source and drain electrodes, and an MES gate for controlling carriers flowing through a channel is provided between the source and drain electrodes.
An MES type oxide superconducting three-terminal device can be realized. Providing a buffer film between the oxide superconductor and the insulator that generates the carrier means that the reaction between the oxide superconductor and the insulator that generates the carrier is suppressed, and the height of the Schottky barrier is increased. It has the meaning of adjusting the length. As the buffer film, a material that does not easily react with an oxide superconductor or a semiconductor, specifically, Au, Ag, Pt, or Pd is preferable. Furthermore, especially the source,
In order to obtain a useful ohmic contact for the drain superconducting electrode / semiconductor junction, it is effective to form a junction between the buffer film and the semiconductor and then perform a heat treatment to lower the junction resistance between the buffer film and the semiconductor. The temperature of the above heat treatment is 300-600 ° C, more preferably 400
~ 550 ° C. The heat treatment time is preferably about 1 to 2 hours.

【実施例】【Example】

以下，本発明を実施例を参照して詳細に説明する。 まず第１図及び第２図を用いて本発明の第１の実施例
を説明する。 出発原料中にNb₂O₅を混入させ，不純物としてNbをド
ープしたSrTiO₃単結晶を育成した。Nbのドープ量は0.05
wt％である。次にこのNbをドープしたSrTiO₃単結晶をウ
エハ状に切り出し，表面を鏡面研磨した。さらに,100℃
の熱リン酸に７分間浸すことにより，表面をエッチング
し，表面の汚染，及び結晶欠陥，歪，等を除去し，キャ
リアを生ぜしめた絶縁体（半導体）１を形成した。次
に，基板温度約730℃で高周波マグネトロンスパッタリ
ング法により酸化物超電導体Er−Ba−Cu−Ｏを成膜し
た。レジスト塗布後，電子ビームリソグラフィ法,Arイ
オンエッチング法を用いて加工し，幅約５μm,間隙約0.
2μｍでソース超電導電極2,ドレイン超電導電極３を形
成した。次に化学的気相成長法によりSiOxを約50Å形成
し，ゲート絶縁膜４とした。次に化学的気相成長法によ
りPSG（Ｐhoｓphosilicate ｇlass）を約1000Å形成
し，ゲート電極５とした。このようにして得られた超電
導三端子素子のドレイン電流I_D−ドレイン電圧V_D特性の
ゲート電圧V_G依存性を第２図に示す。V_G＝０ではソース
超電導電極2,ドレイン超電導電極３間には超電導電流は
流れず，スーパー−ショットキー特性を示している。V_G
＝−2Vではソース超電導電極2,ドレイン超電導電極３間
には最大超電導電流Imの超電導電流が流れることを示し
ている。 また，本実施例ではソース超電導電極2,ドレイン超電
導電極３の間隙を約0.2μｍとした。素子特性，たとえ
ば増幅率を最適化するこの間隙は不純物のドープ量，種
類などに依存するが，製造容易にするためにはたとえば
0.2μｍ以上，好ましくは１μｍ以上とし，超電導波動
函数のしみだし量を増加させるためには,0.2μｍ以下，
好ましくは0.1μｍ以下，好ましくは0.05μｍ以下とす
る。 また，本実施例ではソース超電導電極2,ドレイン超電
導電極３の幅を約５μｍとした。最大超電導電流Imを増
加させるためにはこの幅を５μｍ以上，減少させるため
にはこの幅を５μｍ以下とすればよいことは言うまでも
ない。 尚，本実施例では絶縁体SrTiO₃に不純物としてNbをド
ープした,SrTiO₃にドープするこれ以外の不純物は次の
ようにして選択した。絶縁体にドープする不純物元素の
原子価については，一般に，ドープにより置換される元
の絶縁体または半導体の元素の原子価とドープする不純
物元素の原子価との差異が増加するとキャリア濃度は増
加するが，この絶縁体の結晶性は低下し，酸化物超電導
体との整合性は劣化する傾向を示す。従ってキャリア濃
度を増加させることはこの原子価の差異を増加させるこ
とにより，また，超電導特性，界面接合特性を良好に
し，キャリア濃度を減少させることはこの原子価の差異
を減少させることにより実現できる。さらにまた絶縁体
にドープする不純物のドープ量については，一般にこれ
を増加させるとキャリア濃度は増加するが，この絶縁体
の結晶性は低下し，酸化物超電導体との整合性は劣化す
る傾向を示す。従ってキャリア濃度を増加させることは
不純物のドープ量を増加させることにより，また，超電
導特性，界面接合特性を良好にし，キャリア濃度を減少
させることは不純物のドープ量を減少させることによ
り，実現できる。 たとえば以下の如くドープする不純物元素を選択する
ことができる。SrTiO₃の構成元素に関して化学便覧基礎
編II改訂３版（日本化学会編,1984年，丸善株式会社）
によるとTiは原子価４をとり,Ti⁴⁺はイオン半径0.75
Å，配位数６をとる。従って，ドープによりSrTiO₃のTi
サイトを置換する不純物としてはイオン半径0.76Å，配
位数６に近いものが望ましい。たとえば原子価３のもの
では， イオン半径0.88Å，配位数６であるSc, イオン半径0.68Å，配位数６であるAl, イオン半径0.76Å，配位数６であるGa, イオン半径0.94Å，配位数６であるIn, イオン半径0.58Å，配位数６であるP,からなる元素群か
ら選ばれた少なくとも一者，原子価５のものでは， イオン半径0.68Å，配位数６であるV, イオン半径0.78Å，配位数６であるTa, イオン半径0.75Å，配位数６であるMo, イオン半径0.76Å，配位数６であるW, イオン半径0.60Å，配位数６であるAs, イオン半径0.74Å，配位数６であるSb, イオン半径0.90Å，配位数６であるBi,からなる元素群
から選ばれた少なくとも一者，或いはまたSrは原子価２
でありイオン半径1.32Åであるので， 原子価３でありイオン半径1.17ÅであるLa, 原子価３でありイオン半径1.15ÅであるCe,同様にして,
Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luからなる元素
群から選ばれた少なくとも一者，或いはまた酸素を置換
するものとしてF,Cl等のハロゲンから選ばれた少なくと
も一者，とすればこれらのイオン半径，配位数は置換さ
れる原子のそれと差異が小さいので望ましく,SrTiO₃に
ドープする不純物として好適である。 次に第３図を用いて本発明の第２の実施例を説明す
る。本実施例は参加物超電導体/NbをドープしたSrTiO₃
接合をMESゲートとして用いたMESFETの実施例である。
ノンドープのSrTiO₃（110）基板６上にNbをドープしたS
rTiO₃をスパッタリング法を用いて500Å成膜し，キャリ
アを生ぜしめた絶縁体１を形成した。ターゲットはNbを
ドープしたSrTiO₃焼結体を用いた。次にホトリソグラフ
ィを用いてリフトオフ法により部分的にAuを200Å成膜
し緩衝膜７とした。次にこの上に酸化物超電導体Er−Ba
−Cu−Ｏを基板温度600℃の条件下でスパッタリング法
を用いて成膜し，さらにホトリソグラフィを用いて加工
し，ソース超電導電極2,ドレイン超電導電極3,ゲート電
極５を形成した。 尚，本実施例ではNbをドープしたSrTiO₃を用いたが，
キャリア濃度が10²¹（1/cm³）以下であれば，これ以外
のキャリアを生ぜしめた絶縁体も適することは言うまで
もない。 次に第４図を用いて本発明の第３の実施例を説明す
る。基板６として（100）SrTiO₃基板を用い，この上にN
bとSrTiO₃をターゲットとしたスパッタリング法によりN
bをドープしたSrTiO₃薄膜を100Å形成し，キャリアを生
ぜしめた絶縁体１とした。次に大気に曝すことなくスパ
ッタリング法により基板温度600℃の下で酸化物超電導
薄膜Ｙ−Ba−Cu−Ｏを約2000Å連続成膜した。次に電子
ビームリソグラフィ法によりパターニングし，ドライエ
ッチングを用いてソース超電導電極2,ドレイン超電導電
極３を形成した。次にCVD法によりSiO₂を200Å成膜しゲ
ート絶縁膜４を形成し，さらにCVD法により多結晶シリ
コンを形成し，ゲート電極５とした。これによりキャリ
アを生ぜしめた絶縁体１を通してソース超電導電極2,ド
レイン超電導電極３間に超電導電流が流れるが，その大
きさをゲート電極５に印加するゲート電圧により制御で
きる。 次に第５図および第６図を用いて本発明の第４の実施
例を説明する。 本発明の第１の実施例では（100）面方位SrTiO₃基板
を用いた。この時，酸化物超電導体はｃ軸配向する。さ
らに，酸化物超電導体のコヒーレンス長はｃ軸方向が短
く,a軸,b軸方向が長い。また超電導三端子素子は超電導
波動函数の超電導体側から半導体側へのしみだし量を制
御することにより動作させる。従って，キャリアを生ぜ
しめた絶縁体と酸化物超電導体の（110）面を接合さ
せ，超電導波動函数のしみだし量を増加させることによ
り，増幅率の大きい超電導三端子素子が実現できる。 本発明の第１の実施例と同様にNbを0.05wt％ドープし
たSrTiO₃単結晶を育成し，基板面方位（110）面に切断
し，キャリアを生ぜしめた絶縁体１を形成した。表面を
鏡面研磨した後，レジスト10を塗布，電子ビームリソグ
ラフィを用い，第５図（ａ）を得た。次にArイオンミリ
ングエッチング法を用い，第５図（ｂ）を得た。次に，
基板温度約650℃で高周波マグネトロンスパッタリング
法により酸化物超電導体Er−Ba−Cu−Ｏを成膜した（第
５図（ｃ））。レジスト11塗布後（第５図（ｄ））,ECR
エッチング法を用いて加工し，ソース超電導電極2,ドレ
イン超電導電極３を形成した（第５図（ｅ））。次に化
学的気相成長法によりSiOxを約50Å形成し，ゲート絶縁
膜４とした。次に化学的気相成長法によりPSGを約1000
Å形成し，ゲート電極５とした（第５図（ｆ））。 キャリアを生ぜしめた絶縁体１と接合するソース超電
導電極2,ドレイン超電導電極３の接合面はいずれも（11
0）面であるのでこれら超電導電極2,3からキャリアを生
ぜしめた絶縁体１にしみだす超電導波動関数は接合面が
（100）面である場合より大きく，増幅率の大きい超電
導三端子素子が実現できる。 尚，本実施例ではNbをドープしたSrTiO₃単結晶を基板
面方位（110）面に切断したが，基板面方位（100）面に
切断し，第６図の如く構成しても，酸化物超電導電極2,
3からキャリアを生ぜしめた絶縁体１にしみだす超電導
波動関数は大きく，増幅率の大きい酸化物超電導三端子
素子が得られることは言うまでもない。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Nb ₂ O ₅ was mixed in the starting material to grow a single crystal of SrTiO ₃ doped with Nb as an impurity. The doping amount of Nb is 0.05
wt%. Next, this Nb-doped SrTiO ₃ single crystal was cut into a wafer, and the surface was mirror-polished. 100 ° C
The surface was etched by immersion in hot phosphoric acid for 7 minutes to remove surface contamination, crystal defects, distortion, and the like, thereby forming an insulator (semiconductor) 1 having carriers. Next, an oxide superconductor Er—Ba—Cu—O was formed at a substrate temperature of about 730 ° C. by a high-frequency magnetron sputtering method. After applying the resist, it is processed using electron beam lithography and Ar ion etching, and has a width of about 5 μm and a gap of about 0.
A source superconducting electrode 2 and a drain superconducting electrode 3 were formed at 2 μm. Next, about 50 ° of SiOx was formed by chemical vapor deposition to form a gate insulating film 4. Then PSG and (P ho s phosilicate g lass) about 1000Å is formed by chemical vapor deposition, and a gate electrode 5. Showing the gate voltage V _G dependence of the drain voltage V _D characteristic in Figure 2 - drain current I _D of the thus obtained superconducting three terminal device. When V _G = 0, no superconducting current flows between the source superconducting electrode 2 and the drain superconducting electrode 3, indicating super-Schottky characteristics. V _G
= −2 V indicates that a superconducting current of the maximum superconducting current Im flows between the source superconducting electrode 2 and the drain superconducting electrode 3. In this embodiment, the gap between the source superconducting electrode 2 and the drain superconducting electrode 3 is set to about 0.2 μm. The gap for optimizing the device characteristics, for example, the amplification factor, depends on the doping amount and type of impurities.
0.2 μm or more, preferably 1 μm or more. In order to increase the amount of exudation of the superconducting waveguide function, 0.2 μm or less,
Preferably it is 0.1 μm or less, preferably 0.05 μm or less. In this embodiment, the width of the source superconducting electrode 2 and the drain superconducting electrode 3 is set to about 5 μm. Needless to say, the width should be 5 μm or more in order to increase the maximum superconducting current Im, and it should be 5 μm or less in order to decrease it. In this example, Nb was doped as an impurity into the insulator SrTiO _3, and other impurities to be doped into SrTiO ₃ were selected as follows. Regarding the valence of the impurity element to be doped into the insulator, generally, the carrier concentration increases as the difference between the valence of the element of the original insulator or semiconductor replaced by the doping and the valence of the impurity element to be doped increases. However, the crystallinity of the insulator tends to decrease, and the compatibility with the oxide superconductor tends to deteriorate. Therefore, increasing the carrier concentration can be realized by increasing this difference in valence, and improving the superconducting characteristics and interface junction characteristics and reducing the carrier concentration can be realized by reducing this difference in valence. . Furthermore, as for the doping amount of the impurity to be doped into the insulator, generally, when the doping amount is increased, the carrier concentration increases, but the crystallinity of the insulator decreases, and the matching with the oxide superconductor tends to deteriorate. Show. Therefore, increasing the carrier concentration can be realized by increasing the doping amount of the impurity, and improving the superconducting characteristics and the interface junction characteristics, and decreasing the carrier concentration can be realized by decreasing the doping amount of the impurity. For example, an impurity element to be doped can be selected as follows. Constituent elements of SrTiO ₃ Basic Handbook of Chemistry II, 3rd revised edition (Chemical Society of Japan, 1984, Maruzen Co., Ltd.)
According to the results, Ti has a valence of 4, Ti ⁴⁺ has an ionic radius of 0.75
Å, take the coordination number 6. Therefore, the doping of SrTiO ₃ Ti
It is desirable that the impurity to replace the site has an ionic radius of 0.76 ° and a coordination number close to 6. For example, with a valence of 3, an ion radius of 0.88Å, a coordination number of 6 Sc, an ion radius of 0.68Å, an coordination number of 6 Al, an ion radius of 0.76Å, a coordination number of 6 Ga, and an ion radius of 0.94 In, In with a coordination number of 6, at least one element selected from the group consisting of In, an ionic radius of 0.58Å, and P with a coordination number of 6, and with a valence of 5, an ionic radius of 0.68Å and a coordination number of V being 6, ionic radius 0.78Å, coordination number 6 Ta, ionic radius 0.75Å, coordination number 6 Mo, ionic radius 0.76Å, coordination number 6 W, ionic radius 0.60Å, distribution At least one element selected from the group consisting of As having an order of 6, Asium having an ionic radius of 0.74 °, Sb having a coordinating number of 6, and Bi having an ionic radius of 0.90 °, or Sr is an atom. Price 2
And the ionic radius is 1.32Å, so La is valence 3 and has an ionic radius of 1.17Å, Ce is valence 3 and has an ionic radius of 1.15Å, and similarly,
At least one element selected from the group consisting of Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, or F, Cl, etc. to replace oxygen If at least one selected from halogens, these ionic radii and coordination numbers are desirably small in difference from those of the atoms to be replaced, and are suitable as impurities to be doped into SrTiO ₃ . Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This example is a participant superconductor / Nb-doped SrTiO ₃
5 is an embodiment of a MESFET using a junction as a MES gate.
Nb-doped S on non-doped SrTiO ₃ (110) substrate 6
rTiO ₃ was formed to a film thickness of 500 ° by a sputtering method to form an insulator 1 having carriers. The target used was an Nb-doped SrTiO ₃ sintered body. Next, Au was partially deposited to a thickness of 200 ° by a lift-off method using photolithography to form a buffer film 7. Next, an oxide superconductor Er-Ba
A film of -Cu-O was formed by sputtering at a substrate temperature of 600 ° C, and further processed by photolithography to form a source superconducting electrode 2, a drain superconducting electrode 3, and a gate electrode 5. In this example, SrTiO ₃ doped with Nb was used.
If the carrier concentration is 10 ²¹ (1 / cm ³ ) or less, it is needless to say that an insulator having other carriers is also suitable. Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A (100) SrTiO ₃ substrate was used as the substrate 6, and N
b and Nd by sputtering with SrTiO ₃ as target
An SrTiO ₃ thin film doped with b was formed to a thickness of 100 ° to obtain an insulator 1 having carriers. Then, an oxide superconducting thin film Y-Ba-Cu-O was continuously formed at a substrate temperature of 600 ° C. for about 2000 ° by a sputtering method without being exposed to the air. Next, patterning was performed by an electron beam lithography method, and a source superconducting electrode 2 and a drain superconducting electrode 3 were formed by dry etching. Next, a gate insulating film 4 was formed by depositing 200 nm of SiO ₂ by a CVD method, and polycrystalline silicon was further formed by a CVD method to obtain a gate electrode 5. As a result, a superconducting current flows between the source superconducting electrode 2 and the drain superconducting electrode 3 through the insulator 1 in which carriers are generated, and the magnitude thereof can be controlled by the gate voltage applied to the gate electrode 5. Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment of the present invention, a (100) oriented SrTiO ₃ substrate was used. At this time, the oxide superconductor is c-axis oriented. Furthermore, the coherence length of the oxide superconductor is short in the c-axis direction and long in the a-axis and b-axis directions. The superconducting three-terminal element is operated by controlling the amount of the superconducting waveguide function that leaks from the superconductor side to the semiconductor side. Accordingly, a superconducting three-terminal element having a large amplification factor can be realized by joining the insulator having generated carriers and the (110) plane of the oxide superconductor and increasing the amount of exudation of the superconducting waveguide function. As in the first embodiment of the present invention, an SrTiO ₃ single crystal doped with 0.05% by weight of Nb was grown and cut into the (110) plane of the substrate to form an insulator 1 in which carriers were generated. After mirror-polishing the surface, a resist 10 was applied, and electron beam lithography was used to obtain FIG. 5 (a). Next, FIG. 5B was obtained by using an Ar ion milling etching method. next,
At a substrate temperature of about 650 ° C., an oxide superconductor Er—Ba—Cu—O was formed by a high-frequency magnetron sputtering method (FIG. 5C). After applying resist 11 (Fig. 5 (d)), ECR
Processing was performed using an etching method to form a source superconducting electrode 2 and a drain superconducting electrode 3 (FIG. 5 (e)). Next, about 50 ° of SiOx was formed by chemical vapor deposition to form a gate insulating film 4. Next, PSG was reduced to about 1000 by chemical vapor deposition.
Å was formed to form a gate electrode 5 (FIG. 5 (f)). Both the junction surfaces of the source superconducting electrode 2 and the drain superconducting electrode 3 which are joined to the insulator 1 where carriers are generated (11
Since it is a 0) plane, the superconducting waveguide function that permeates the insulator 1 in which carriers are generated from these superconducting poles 2 and 3 is larger than that when the junction plane is a (100) plane, and a superconducting three-terminal element with a large amplification factor is realized. it can. In this embodiment, the Nb-doped SrTiO ₃ single crystal was cut to the substrate plane (110) plane, but it was cut to the substrate plane (100) plane, and even if it was configured as shown in FIG. Superconducting electrode 2,
Needless to say, a superconducting waveguide function that seeps into the insulator 1 in which carriers are generated from 3 and has a large amplification factor and a large amplification factor is obtained.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上説明したように，本発明によれば，酸化物超電導
体が超電導性を示し得る絶縁体にキャリアが生じるの
で，酸化物超電導体とキャリアの存在する半導体とを結
合させた酸化物超電導三端子素子が実現できる。As described above, according to the present invention, carriers are generated in an insulator in which an oxide superconductor can exhibit superconductivity. Therefore, an oxide superconducting three-terminal in which an oxide superconductor and a semiconductor in which a carrier exists is bonded. An element can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の第１の実施例の素子の断面図，第２図
は本発明の第１の実施例の素子の電流−電圧特性図，第
３図は本発明の第２の実施例の素子の断面図，第４図は
本発明の第３の実施例の素子の断面図，第５図は本発明
の第４の実施例の素子の製造工程を示した断面図，第６
図は本発明の第４の実施例の素子断面図である。 符号の説明 １……キャリアを生ぜしめた絶縁体（半導体）,2……ソ
ース超電導電極,3……ドレイン超電導電極,4……ゲート
絶縁膜,5……ゲート電極,6……基板,7……緩衝膜。FIG. 1 is a sectional view of a device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a current-voltage characteristic diagram of the device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the device according to the fourth embodiment of the present invention.
The figure is a sectional view of an element according to a fourth embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Insulator (semiconductor) generating carriers, 2... Source superconducting electrode, 3... Drain superconducting electrode, 4... Gate insulating film, 5... Gate electrode, 6. ...... Buffer membrane.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−86574（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−78585（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−318176（ＪＰ，Ａ) ＩＥＥＥ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＤＥＶ ＩＣＥ ＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖｏｌ．ＥＤ Ｌ−６，Ｎｏ．６，６．ＪＵＮＥ．1985 ｐｐ297〜298 ────────────────────────────────────────────────── (5) References JP-A-64-86574 (JP, A) JP-A-59-78585 (JP, A) JP-A-63-318176 (JP, A) IEEE ELECTRON DEVICE ICE LETTERS , Vol. ED L-6, no. 6,6. JUNE. 1985 pp297-298

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】互いに隔てられて設けられた酸化物超電導
体からなるソースおよびドレイン電極と、上記ソースお
よびドレイン電極に接する半導体と、上記半導体のチャ
ネルを流れるキャリアを制御する手段とから少なくとも
構成され、かつ上記半導体は、絶縁体に不純物をドープ
することによりキャリアを生ぜしめた固体材料からな
り、該固体材料のキャリア濃度が温度300Kにおいて１×
10²¹（1/cm³）以下であることを特徴とする酸化物超電
導三端子素子。1. A semiconductor device comprising at least a source and a drain electrode made of an oxide superconductor provided separately from each other, a semiconductor in contact with the source and the drain electrode, and means for controlling carriers flowing through a channel of the semiconductor. And the semiconductor is made of a solid material in which carriers are generated by doping an insulator with an impurity, and the carrier concentration of the solid material is 1 × at a temperature of 300 K.
An oxide superconducting three-terminal element having a density of 10 ²¹ (1 / cm ³ ) or less. 【請求項２】請求項１に記載の酸化物超電導三端子素子
において、上記キャリアを生ぜしめた固体材料の移動度
が温度4.2Kにおいて1000（cm²/V・sec）以上であること
を特徴とする酸化物超電導三端子素子。2. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 1, wherein the mobility of the solid material generating the carrier is 1000 (cm ² / V · sec) or more at a temperature of 4.2K. Oxide superconducting three-terminal element. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の酸化物超
電導三端子素子において、上記ソースまたはドレイン電
極と上記キャリアを生ぜしめた固体材料との間に緩衝膜
が存在することを特徴とする酸化物超電導三端子素子。3. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 1, wherein a buffer film exists between the source or drain electrode and the solid material that has generated the carrier. Oxide superconducting three-terminal element. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれか１項に
記載の酸化物超電導三端子素子において、上記固体材料
の結晶構造がペロブスカイト型結晶構造またはペロブス
カイト型類似結晶構造であることを特徴とする酸化物超
電導三端子素子。4. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 1, wherein the crystal structure of the solid material is a perovskite crystal structure or a perovskite-like crystal structure. Oxide superconducting three-terminal element. 【請求項５】請求項４に記載の酸化物超電導三端子素子
において、上記キャリアを生ぜしめた固体材料と接合す
る上記ソース電極及びドレイン電極酸化物超電導体の接
合面方位が（110）面であることを特徴とする酸化物超
電導三端子素子。5. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 4, wherein the junction plane orientation of the oxide superconductor of the source electrode and the drain electrode to be joined to the solid material generating the carrier is a (110) plane. An oxide superconducting three-terminal element, characterized in that: 【請求項６】請求項４または請求項５に記載の酸化物超
電導三端子素子において、上記ペロブスカイト型結晶構
造またはペロブスカイト型類似結晶構造のＢサイトを構
成するイオンが、Ti、Ga、Ta、Nb、Alの元素群から選ば
れた少なくとも１種の元素イオンであることを特徴とす
る酸化物超電導三端子素子。6. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 4, wherein the ions constituting the B site of the perovskite-type crystal structure or the perovskite-type similar crystal structure are Ti, Ga, Ta, and Nb. And an at least one element ion selected from the group consisting of Al and Al. 【請求項７】請求項４または請求項５に記載の酸化物超
電導三端子素子において、上記絶縁体はSrTiO₃であるこ
とを特徴とする酸化物超電導三端子素子。7. An oxide superconducting three-terminal device according to claim 4, wherein said insulator is SrTiO ₃ . 【請求項８】請求項４または請求項５に記載の酸化物超
電導三端子素子において、上記絶縁体は希土類ガリウム
酸化物であることを特徴とする酸化物超電導三端子素
子。8. The three-terminal oxide superconducting element according to claim 4, wherein said insulator is a rare earth gallium oxide. 【請求項９】請求項８に記載の酸化物超電導三端子素子
において、上記希土類ガリウム酸化物がLaGaO₃またはNd
GaO₃であることを特徴とする酸化物超電導三端子素子。9. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 8, wherein said rare earth gallium oxide is LaGaO ₃ or Nd.
An oxide superconducting three-terminal element characterized by being GaO ₃ . 【請求項１０】請求項４または請求項５に記載の酸化物
超電導三端子素子において、上記絶縁体はLaAlO₃、AlGa
O₃の化合物群から選ばれた少なくとも１種であることを
特徴とする酸化物超電導三端子素子。10. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 4, wherein the insulator is LaAlO ₃ , AlGa
An oxide superconducting three-terminal element, which is at least one selected from the group consisting of O ₃ compounds. 【請求項１１】請求項４または請求項５に記載の酸化物
超電導三端子素子において、上記絶縁体はKTaO₃、LiNbO
₃の化合物群から選ばれた少なくとも１種であることを
特徴とする酸化物超電導三端子素子。11. The oxide superconducting three-terminal element according to claim 4, wherein said insulator is made of KTaO ₃ , LiNbO ₃ .
_3. An oxide superconducting three-terminal element, which is at least one selected from the group consisting of: 【請求項１２】請求項７に記載の酸化物超電導三端子素
子において、上記半導体が絶縁体SrTiO₃に不純物をドー
プしたものであり、かつ上記不純物がＶ、Nb、Ta、Mo、
Ｗ、As、Sb、Biの元素群から選ばれた少なくとも１種で
あることを特徴とする酸化物超電導三端子素子。12. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 7, wherein the semiconductor is obtained by doping impurities into an insulator SrTiO ₃ , and the impurities are V, Nb, Ta, Mo,
An oxide superconducting three-terminal element, which is at least one element selected from the group consisting of W, As, Sb, and Bi. 【請求項１３】請求項７に記載の酸化物超電導三端子素
子において、上記半導体が絶縁体SrTiO₃に不純物をドー
プしたものであり、かつ上記不純物がSc、Al、Ga、In、
Ｐの元素群から選ばれた少なくとも１種であることを特
徴とする酸化物超電導三端子素子。13. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 7, wherein said semiconductor is obtained by doping impurities into an insulator SrTiO ₃ , and said impurities are Sc, Al, Ga, In,
An oxide superconducting three-terminal element, which is at least one element selected from the group consisting of P elements. 【請求項１４】請求項７に記載の酸化物超電導三端子素
子において、上記半導体が絶縁体SrTiO₃に不純物をドー
プしたものであり、かつ上記不純物が希土類元素群から
選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする酸化物
超電導三端子素子。14. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 7, wherein said semiconductor is obtained by doping impurities into an insulator SrTiO ₃ , and said impurities are at least one selected from the group consisting of rare earth elements. An oxide superconducting three-terminal element, characterized in that: 【請求項１５】請求項８ないし請求項10のいずれか１項
に記載の酸化物超電導三端子素子において、上記絶縁体
にキャリアを生ぜしめる手段が上記絶縁体に不純物をド
ープすることであり、かつ上記不純物がCo、Cu、Mn、Ni
の元素群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴
とする酸化物超電導三端子素子。15. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 8, wherein the means for generating carriers in the insulator comprises doping the insulator with impurities. And the above impurities are Co, Cu, Mn, Ni
An oxide superconducting three-terminal element, which is at least one element selected from the group consisting of: 【請求項１６】請求項８ないし請求項10のいずれか１項
に記載の酸化物超電導三端子素子において、上記絶縁体
にキャリアを生ぜしめる手段が上記絶縁体に不純物をド
ープすることであり、かつ上記不純物がIr、Ge、Nb、R
u、Ti、Pb、Biの元素群から選ばれた少なくとも１種で
あることを特徴とする酸化物超電導三端子素子。16. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 8, wherein the means for generating carriers in the insulator comprises doping the insulator with impurities. And the impurities are Ir, Ge, Nb, R
An oxide superconducting three-terminal element, which is at least one element selected from the group consisting of u, Ti, Pb, and Bi. 【請求項１７】請求項８ないし請求項10のいずれか１項
に記載の酸化物超電導三端子素子において、上記絶縁体
にキャリアを生ぜしめる手段が上記絶縁体に不純物をド
ープすることであり、かつ上記不純物がMg、Ca、Sr、Ba
の元素群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴
とする酸化物超電導三端子素子。17. The oxide superconducting three-terminal element according to claim 8, wherein the means for generating carriers in the insulator is to dope the insulator with impurities. And the above impurities are Mg, Ca, Sr, Ba
An oxide superconducting three-terminal element, which is at least one element selected from the group consisting of: 【請求項１８】請求項３に記載の酸化物超電導三端子素
子において、上記絶縁体がSrTiO₃であり、かつ上記緩衝
膜がAu、Ag、Pt、Pdの元素群から選ばれた少なくとも１
種からなることを特徴とする酸化物超電導三端子素子。18. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 3, wherein said insulator is SrTiO ₃ , and said buffer film is at least one selected from the group consisting of Au, Ag, Pt, and Pd.
An oxide superconducting three-terminal element comprising a seed. 【請求項１９】請求項３に記載の酸化物超電導三端子素
子において、上記絶縁体がLaGaO₃、NdGaO₃、LaAlO₃、Al
GaO₃、KTaO₃、LiNbO₃の化合物群から選ばれた少なくと
も１種からなり、かつ上記緩衝膜がAu、Ag、Pt、Pdの元
素群から選ばれた少なくとも１種からなることを特徴と
する酸化物超電導三端子素子。19. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 3, wherein said insulator is LaGaO ₃ , NdGaO ₃ , LaAlO ₃ , Al
GaO ₃ , KTaO ₃ , and LiNbO ₃ are at least one selected from the group of compounds, and the buffer film is made of at least one selected from the group consisting of Au, Ag, Pt, and Pd. Oxide superconducting three-terminal element. 【請求項２０】請求項１ないし請求項19のいずれか１項
に記載の酸化物超電導三端子素子において、上記酸化物
超電導体が、（La_1-xM_x）₂CuO_４−δ（０≦ｘ≦１、δ
≦０、Ｍ＝Ca,Sr,Ba）、LnBa₂Cu₃O_７−δ（δ≧０、Ln
＝Y,La,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu）、 Bi−Sr−（Ca_1-yY_y）−Cu−Ｏ（ｙ≧０）、 Tl−Ba−Ca−Cu−Ｏ、および（Ln,Ce）₂CuO_４−δ（δ
≧０、Ln＝Pr,Nd,Sm）のうちから選ばれる少なくと１種
の酸化物超電導体であることを特徴とする酸化物超電導
三端子素子。20. The oxide superconducting three-terminal device according to claim 1, wherein the oxide superconductor comprises (La ₁ -xM _x ) ₂ CuO _4-δ (0 ≦ x ≦ 1, δ
≦ 0, M = Ca, Sr, Ba), LnBa ₂ Cu ₃ O _7−δ (δ ≧ 0, Ln
= Y, La, Nd, Sm , Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), Bi-Sr- (Ca 1-y Y y) -Cu-O (y ≧ 0), Tl- Ba-Ca-CuO, and _{(Ln, Ce) 2 CuO 4} -δ (δ
≧ 0, Ln = Pr, Nd, Sm). An oxide superconducting three-terminal element characterized in that it is at least one kind of oxide superconductor.