JPH0263315B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0263315B2 JPH0263315B2 JP56152682A JP15268281A JPH0263315B2 JP H0263315 B2 JPH0263315 B2 JP H0263315B2 JP 56152682 A JP56152682 A JP 56152682A JP 15268281 A JP15268281 A JP 15268281A JP H0263315 B2 JPH0263315 B2 JP H0263315B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- control line
- josephson junction
- dielectric layer
- superconducting material
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 13
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 13
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 7
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 5
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 5
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000009291 secondary effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N69/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one superconducting element covered by group H10N60/00
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はジヨセフソン集積回路の改良に関す
る。特に、ジヨセフソン接合素子の複数が積層さ
れてなる多層ジヨセフソン集積回路の感度を向上
する改良に関する。
る。特に、ジヨセフソン接合素子の複数が積層さ
れてなる多層ジヨセフソン集積回路の感度を向上
する改良に関する。
ジヨセフソン集積回路とはジヨセフソン接合素
子を含む集積回路をいうが、ジヨセフソン接合素
子とは、超伝導材料よりなる2個の電極(ベース
電極とカウンタ電極)を極めて薄いトンネル絶縁
膜を介して接合させておき、別に設けられたコン
トロール線路にコントロール電流を流して上記の
超伝導材料よりなる2個の電極(ベース電極とカ
ウンタ電極)間のジヨセフソン接合の臨界電流を
制御して、このジヨセフソン接合を超伝導状態ま
たは非超伝導状態にもたらし、この状態変化を利
用してスイツチング機能を発揮させる素子をい
う。
子を含む集積回路をいうが、ジヨセフソン接合素
子とは、超伝導材料よりなる2個の電極(ベース
電極とカウンタ電極)を極めて薄いトンネル絶縁
膜を介して接合させておき、別に設けられたコン
トロール線路にコントロール電流を流して上記の
超伝導材料よりなる2個の電極(ベース電極とカ
ウンタ電極)間のジヨセフソン接合の臨界電流を
制御して、このジヨセフソン接合を超伝導状態ま
たは非超伝導状態にもたらし、この状態変化を利
用してスイツチング機能を発揮させる素子をい
う。
従来技術におけるジヨセフソン集積回路の1例
の断面図を第1図に示す。図において、1はシリ
コン等よりなる基板である。2はグランドプレー
ンであり、ニオブ、鉛合金等の超伝導材料を基板
1の表面全面に3000Å程度の厚さに蒸着して形成
する。グランドプレーンの第1の機能は、その上
に配線される線でストリツプ線路を構成し、高速
に信号を伝送することである。また、グランドプ
レーンの第2の機能は、コントロール電流によつ
て作られる磁場をグランドプレーンとコントロー
ル線路との間に集中させることにより素子の感度
を上げることである。3は誘電体層であり、一酸
化シリコン等の誘電体よりなる層をグランドプレ
ーン2の表面全面に2000Å程度の厚さに蒸着して
形成する。4はベース電極であり、上記と同様の
超伝導材料を3000Å程度の厚さに蒸着した後線状
にパターニングして形成する。線状パターニング
工程はフオトリソグラフイー法やリフトオフ法等
を使用してなすことができる。5はトンネル絶縁
膜でありベース電極4の材料の酸化物をもつて数
10Åの厚さに形成する。形成される領域は図示す
るように、ベース電極4とカウンタ電極6との接
触面であり、これを形成するには、この領域を選
択的に酸化すればよい。カウンタ電極6は、上記
と同様の超伝導材料を4000Å程度の厚さに蒸着し
た後線状にパターニングして形成する。パターニ
ング方法はベース電極4の場合と同様である。な
お、これらのベース電極4とトンネル絶縁膜5と
カウンタ電極6とをもつて第1層のジヨセフソン
接合素子Aが構成される。7は誘電体層であり、
一酸化シリコン等の誘電体よりなる層を誘電体層
3の表面全面に6000Å程度の厚さに蒸着して形成
する。8はコントロール線路であり、上記と同様
の超伝導材料を4000Å程度の厚さに蒸着した後パ
ターニングして形成する。ベース電極4、カウン
タ電極6とコントロール線路8との間の誘電体層
7の厚さが他の誘電体層3に比して厚い理由、お
よび、コントロール線路8の厚さが他の電極に比
して厚い理由は、段差状に形成されるジヨセフソ
ン接合素子Aの存在にもとづく断線を防ぐためで
ある。
の断面図を第1図に示す。図において、1はシリ
コン等よりなる基板である。2はグランドプレー
ンであり、ニオブ、鉛合金等の超伝導材料を基板
1の表面全面に3000Å程度の厚さに蒸着して形成
する。グランドプレーンの第1の機能は、その上
に配線される線でストリツプ線路を構成し、高速
に信号を伝送することである。また、グランドプ
レーンの第2の機能は、コントロール電流によつ
て作られる磁場をグランドプレーンとコントロー
ル線路との間に集中させることにより素子の感度
を上げることである。3は誘電体層であり、一酸
化シリコン等の誘電体よりなる層をグランドプレ
ーン2の表面全面に2000Å程度の厚さに蒸着して
形成する。4はベース電極であり、上記と同様の
超伝導材料を3000Å程度の厚さに蒸着した後線状
にパターニングして形成する。線状パターニング
工程はフオトリソグラフイー法やリフトオフ法等
を使用してなすことができる。5はトンネル絶縁
膜でありベース電極4の材料の酸化物をもつて数
10Åの厚さに形成する。形成される領域は図示す
るように、ベース電極4とカウンタ電極6との接
触面であり、これを形成するには、この領域を選
択的に酸化すればよい。カウンタ電極6は、上記
と同様の超伝導材料を4000Å程度の厚さに蒸着し
た後線状にパターニングして形成する。パターニ
ング方法はベース電極4の場合と同様である。な
お、これらのベース電極4とトンネル絶縁膜5と
カウンタ電極6とをもつて第1層のジヨセフソン
接合素子Aが構成される。7は誘電体層であり、
一酸化シリコン等の誘電体よりなる層を誘電体層
3の表面全面に6000Å程度の厚さに蒸着して形成
する。8はコントロール線路であり、上記と同様
の超伝導材料を4000Å程度の厚さに蒸着した後パ
ターニングして形成する。ベース電極4、カウン
タ電極6とコントロール線路8との間の誘電体層
7の厚さが他の誘電体層3に比して厚い理由、お
よび、コントロール線路8の厚さが他の電極に比
して厚い理由は、段差状に形成されるジヨセフソ
ン接合素子Aの存在にもとづく断線を防ぐためで
ある。
かかる構造を有するジヨセフソン集積回路を複
数個積層して集積度を向上した多層構造のジヨセ
フソン集積回路が知られている。この多層構造の
ジヨセフソン集積回路を製造するには、従来技術
においては、第2図に示すごとく、第1層のジヨ
セフソン接合素子Aを有する第1層のジヨセフソ
ン集積回路の上に、誘電体層7の全面に比較的厚
い誘電体層9を形成する。誘電体層9の表面は平
坦である方が多層化に有利であるから、この誘電
体層9には高分子樹脂等の塗布被膜を用いると有
利である。次に、第2層のジヨセフソン集積回路
のグランドプレーン10をなす超伝導体層を誘電
体層9の表面全面に形成し、第1層のジヨセフソ
ン集積回路の場合と同様に、誘電体層13と、ベ
ース電極14・トンネル絶縁膜15・カウンタ電
極16よりなる第2層のジヨセフソン接合素子B
と、誘電体層17と、コントロール線路18とを
形成して、第2層のジヨセフソン集積回路を形成
する。
数個積層して集積度を向上した多層構造のジヨセ
フソン集積回路が知られている。この多層構造の
ジヨセフソン集積回路を製造するには、従来技術
においては、第2図に示すごとく、第1層のジヨ
セフソン接合素子Aを有する第1層のジヨセフソ
ン集積回路の上に、誘電体層7の全面に比較的厚
い誘電体層9を形成する。誘電体層9の表面は平
坦である方が多層化に有利であるから、この誘電
体層9には高分子樹脂等の塗布被膜を用いると有
利である。次に、第2層のジヨセフソン集積回路
のグランドプレーン10をなす超伝導体層を誘電
体層9の表面全面に形成し、第1層のジヨセフソ
ン集積回路の場合と同様に、誘電体層13と、ベ
ース電極14・トンネル絶縁膜15・カウンタ電
極16よりなる第2層のジヨセフソン接合素子B
と、誘電体層17と、コントロール線路18とを
形成して、第2層のジヨセフソン集積回路を形成
する。
ところが、上記の如き、多層構造のジヨセフソ
ン接合素子においては、第1層のジヨセフソン接
合素子Aが第1層のグランドプレーン2と第2層
のグランドプレーン10とに挟まれているため、
第1層のジヨセフソン接合素子Aの臨界電流を制
御するコントロール線路8に流れる電流IHが、第
2図に矢印をもつて示すように、コントロール線
路8の上面と下面とに分流するため、第1層のジ
ヨセフソン接合素子Aの臨界電流の制御に直接寄
与する電流量が減少し、第1層のジヨセフソン接
合素子Aは満足すべき大きさの感度が得られず、
一方、第2層のジヨセフソン接合素子Bの臨界電
流を制御するコントロール線路18に流れる電流
IHは第2図に矢印をもつて示すように、コントロ
ール線路18の下面のみに流れて、第2層のジヨ
セフソン接合素子Bは十分満足すべき大きさの感
度が得られることゝはなるが、その結果第1層の
ジヨセフソン接合素子Aの感度と第2層のジヨセ
フソン接合素子Bの感度とが同一にならなくなる
という欠点がある。
ン接合素子においては、第1層のジヨセフソン接
合素子Aが第1層のグランドプレーン2と第2層
のグランドプレーン10とに挟まれているため、
第1層のジヨセフソン接合素子Aの臨界電流を制
御するコントロール線路8に流れる電流IHが、第
2図に矢印をもつて示すように、コントロール線
路8の上面と下面とに分流するため、第1層のジ
ヨセフソン接合素子Aの臨界電流の制御に直接寄
与する電流量が減少し、第1層のジヨセフソン接
合素子Aは満足すべき大きさの感度が得られず、
一方、第2層のジヨセフソン接合素子Bの臨界電
流を制御するコントロール線路18に流れる電流
IHは第2図に矢印をもつて示すように、コントロ
ール線路18の下面のみに流れて、第2層のジヨ
セフソン接合素子Bは十分満足すべき大きさの感
度が得られることゝはなるが、その結果第1層の
ジヨセフソン接合素子Aの感度と第2層のジヨセ
フソン接合素子Bの感度とが同一にならなくなる
という欠点がある。
なお、超伝導体中を流れる電流の性質として、
コントロール線路とベース電極・カウンタ電極の
ように誘電体層を介して配設される2個の超伝導
体層が対をなす場合、一方(コントロール線路)
に流れる電流に応答して他方(ベース電極・カウ
ンタ電極)に流れるイメージ電流の幅は上記の一
方(コントロール線路)に流れる電流の幅と同一
となるに反し、1個の超伝導体の表面に流れる電
流に応答してその裏面に流れるもどり電流の幅
は、その超伝導体の幅によつて規定され、表面に
流れる電流の幅には拘束されないことは周知であ
り、また、この性質があるため、ジヨセフソン接
合素子にあつては、感度を向上するため、コント
ロール線路の幅をベース電極・カウンタ電極の幅
より細くすることも周知である。
コントロール線路とベース電極・カウンタ電極の
ように誘電体層を介して配設される2個の超伝導
体層が対をなす場合、一方(コントロール線路)
に流れる電流に応答して他方(ベース電極・カウ
ンタ電極)に流れるイメージ電流の幅は上記の一
方(コントロール線路)に流れる電流の幅と同一
となるに反し、1個の超伝導体の表面に流れる電
流に応答してその裏面に流れるもどり電流の幅
は、その超伝導体の幅によつて規定され、表面に
流れる電流の幅には拘束されないことは周知であ
り、また、この性質があるため、ジヨセフソン接
合素子にあつては、感度を向上するため、コント
ロール線路の幅をベース電極・カウンタ電極の幅
より細くすることも周知である。
本発明の目的は、2層構造のジヨセフソン集積
回路において、ジヨセフソン接合素子の臨界電流
の制御のためのコントロール線路の電流に対し感
度を良好になしうる構造のジヨセフソン集積回路
を提供することにある。
回路において、ジヨセフソン接合素子の臨界電流
の制御のためのコントロール線路の電流に対し感
度を良好になしうる構造のジヨセフソン集積回路
を提供することにある。
上記の目的は、基板1上に形成され、超伝導材
料よりなる第1層コントロール線路28と、この
第1層コントロール線路28の上に誘電体層27
を介して形成され、超伝導材料よりなる第1層ベ
ース電極4と、この第1層ベース電極4上に第1
層トンネル絶縁膜5を介して形成される超伝導材
料よりなる第1層カウンタ電極6とよりなる第1
層ジヨセフソン接合素子Aと、この第1層ジヨセ
フソン接合素子A上に誘電体層23を介して形成
され、超伝導材料よりなるグランドプレーン32
と、このグランドプレーン32上に誘電体層33
を介して形成され、超伝導材料よりなる第2層ベ
ース電極14と、この第2層ベース電極14上に
第2層トンネル絶縁膜15を介して形成される超
伝導材料よりなる第2層カウンタ電極16とより
なる第2層ジヨセフソン接合素子Bと、この第2
層ジヨセフソン接合素子B上に誘電体層37を介
して形成され、超伝導材料よりなる第2層コント
ロール線路38とを有するジヨセフソン集積回路
によつて達成される。
料よりなる第1層コントロール線路28と、この
第1層コントロール線路28の上に誘電体層27
を介して形成され、超伝導材料よりなる第1層ベ
ース電極4と、この第1層ベース電極4上に第1
層トンネル絶縁膜5を介して形成される超伝導材
料よりなる第1層カウンタ電極6とよりなる第1
層ジヨセフソン接合素子Aと、この第1層ジヨセ
フソン接合素子A上に誘電体層23を介して形成
され、超伝導材料よりなるグランドプレーン32
と、このグランドプレーン32上に誘電体層33
を介して形成され、超伝導材料よりなる第2層ベ
ース電極14と、この第2層ベース電極14上に
第2層トンネル絶縁膜15を介して形成される超
伝導材料よりなる第2層カウンタ電極16とより
なる第2層ジヨセフソン接合素子Bと、この第2
層ジヨセフソン接合素子B上に誘電体層37を介
して形成され、超伝導材料よりなる第2層コント
ロール線路38とを有するジヨセフソン集積回路
によつて達成される。
換言すれば、第1層のジヨセフソン接合素子A
のグランドプレーン2とコントロール線路8との
配設位置を逆転して、コントロール線路8をグラ
ンドプレーン2の位置に設けてコントロール線路
28とし、グランドプレーン2をコントロール線
路8の位置に設けてグランドプレーン32とし、
このグランドプレーン32をもつて第2層のジヨ
セフソン接合素子Bのグランドプレーンをも兼ね
させ、第2層のジヨセフソン接合素子Bは従来技
術におけると同様、コントロール線路を上層とす
ることにある。この層構造においては、第1層の
ジヨセフソン接合素子Aも、第2層のジヨセフソ
ン接合素子Bもそのコントロール線路28,38
がグランドプレーンに挟まれることがないため、
それぞれのコントロール線路28,38には、電
流IHがそれぞれのジヨセフソン接合素子A,Bに
対接する面のみに流れるので、感度が向上し、ま
た、第1層のジヨセフソン接合素子Aの感度と第
2層のジヨセフソン接合素子Bの感度とは同一に
なる。
のグランドプレーン2とコントロール線路8との
配設位置を逆転して、コントロール線路8をグラ
ンドプレーン2の位置に設けてコントロール線路
28とし、グランドプレーン2をコントロール線
路8の位置に設けてグランドプレーン32とし、
このグランドプレーン32をもつて第2層のジヨ
セフソン接合素子Bのグランドプレーンをも兼ね
させ、第2層のジヨセフソン接合素子Bは従来技
術におけると同様、コントロール線路を上層とす
ることにある。この層構造においては、第1層の
ジヨセフソン接合素子Aも、第2層のジヨセフソ
ン接合素子Bもそのコントロール線路28,38
がグランドプレーンに挟まれることがないため、
それぞれのコントロール線路28,38には、電
流IHがそれぞれのジヨセフソン接合素子A,Bに
対接する面のみに流れるので、感度が向上し、ま
た、第1層のジヨセフソン接合素子Aの感度と第
2層のジヨセフソン接合素子Bの感度とは同一に
なる。
以下、図面を参照しつゝ、本発明の実施例に係
る2層構造のジヨセフソン集積回路について説明
し、本発明の構成とその特有の効果とを明らかに
する。
る2層構造のジヨセフソン集積回路について説明
し、本発明の構成とその特有の効果とを明らかに
する。
第3図参照
図は本発明の実施例に係る2層構造のジヨセフ
ソン集積回路の断面図である。図において、1は
シリコン等よりなる基板であり、28はコントロ
ール線路であり、ニオブ、鉛合金等の超伝導材料
を基板1の上に4000Å程度の厚さに蒸着した後こ
れをパターニングして形成する。27は誘電体層
であり、一酸化シリコン等の誘電体よりなる層を
基板1の表面全面に6000Å程度の厚さに蒸着して
形成する。この誘電体層27は平坦化層としても
機能も望まれるので、高分子樹脂等の塗布被膜を
使用してもよいことは従来技術の場合と同様であ
る。4はベース電極であり、上記と同様の超伝導
材料を3000Å程度の厚さに蒸着した後線状にパタ
ーニングして形成する。線状パターニング工程は
フオトリソグラフイー法やリフトオフ法等を使用
してなすことができる。5はトンネル絶縁膜であ
りベース電極4の材料の酸化物をもつて数10Åの
厚さに形成する。形成される領域は図示するよう
に、ベース電極4とカウンタ電極6との接触面で
あり、これを形成するには、この領域を選択的に
酸化すればよい。カウンタ電極6は、上記と同様
の超伝導材料を4000Å程度の厚さに蒸着した後線
状にパターニングして形成する。パターニング方
法はベース電極4の場合と同様である。なお、こ
れらのベース電極4とトンネル絶縁膜5とカウン
タ電極6とをもつて第1層のジヨセフソン接合素
子Aが構成される。23は誘電体層であり、一酸
化シリコン等の誘電体よりなる層を誘電体層3の
表面全面に6000Å程度の厚さに蒸着して形成す
る。この誘電体層3も平坦化層としての機能が望
まれるので、上記同様高分子樹脂等の塗布被膜を
使用してもよい。32はグランドプレーンであ
り、上記と同様の超伝導材料を誘電体層23の表
面全面に3000Å程度の厚さに蒸着して形成する。
グランドプレーンの機能は、従来技術の項に述べ
たとおりである。33は誘電体層であり、一酸化
シリコン等の誘電体よりなる層をグランドプレー
ン32の表面全面に蒸着して形成する。その上に
形成される14,15,16は、第2層のジヨセ
フソン接合素子Bであり、4,5,6よりな第1
層のジヨセフソン接合素子Aと同様である。37
は誘電体層であり、一酸化シリコン等の誘電体よ
りなる層を誘電体層23の表面全面に6000Å程度
の厚さに蒸着して形成する。この誘電体層23も
平坦化層としての機能が望まれるので、上記同様
高分子樹脂等の塗布被膜を使用してもよい。38
はコントロール線路であり、上記と同様の超伝導
材料を6000Å程度の厚さに蒸着した後パターニン
グして形成する。
ソン集積回路の断面図である。図において、1は
シリコン等よりなる基板であり、28はコントロ
ール線路であり、ニオブ、鉛合金等の超伝導材料
を基板1の上に4000Å程度の厚さに蒸着した後こ
れをパターニングして形成する。27は誘電体層
であり、一酸化シリコン等の誘電体よりなる層を
基板1の表面全面に6000Å程度の厚さに蒸着して
形成する。この誘電体層27は平坦化層としても
機能も望まれるので、高分子樹脂等の塗布被膜を
使用してもよいことは従来技術の場合と同様であ
る。4はベース電極であり、上記と同様の超伝導
材料を3000Å程度の厚さに蒸着した後線状にパタ
ーニングして形成する。線状パターニング工程は
フオトリソグラフイー法やリフトオフ法等を使用
してなすことができる。5はトンネル絶縁膜であ
りベース電極4の材料の酸化物をもつて数10Åの
厚さに形成する。形成される領域は図示するよう
に、ベース電極4とカウンタ電極6との接触面で
あり、これを形成するには、この領域を選択的に
酸化すればよい。カウンタ電極6は、上記と同様
の超伝導材料を4000Å程度の厚さに蒸着した後線
状にパターニングして形成する。パターニング方
法はベース電極4の場合と同様である。なお、こ
れらのベース電極4とトンネル絶縁膜5とカウン
タ電極6とをもつて第1層のジヨセフソン接合素
子Aが構成される。23は誘電体層であり、一酸
化シリコン等の誘電体よりなる層を誘電体層3の
表面全面に6000Å程度の厚さに蒸着して形成す
る。この誘電体層3も平坦化層としての機能が望
まれるので、上記同様高分子樹脂等の塗布被膜を
使用してもよい。32はグランドプレーンであ
り、上記と同様の超伝導材料を誘電体層23の表
面全面に3000Å程度の厚さに蒸着して形成する。
グランドプレーンの機能は、従来技術の項に述べ
たとおりである。33は誘電体層であり、一酸化
シリコン等の誘電体よりなる層をグランドプレー
ン32の表面全面に蒸着して形成する。その上に
形成される14,15,16は、第2層のジヨセ
フソン接合素子Bであり、4,5,6よりな第1
層のジヨセフソン接合素子Aと同様である。37
は誘電体層であり、一酸化シリコン等の誘電体よ
りなる層を誘電体層23の表面全面に6000Å程度
の厚さに蒸着して形成する。この誘電体層23も
平坦化層としての機能が望まれるので、上記同様
高分子樹脂等の塗布被膜を使用してもよい。38
はコントロール線路であり、上記と同様の超伝導
材料を6000Å程度の厚さに蒸着した後パターニン
グして形成する。
以上のようにして形成された本発明に係るジヨ
セフソン集積回路においては、グランドプレーン
32は、2個のジヨセフソン接合素子A,Bに対
して共通に機能する。そして、コントロール線路
28,38は、第1層のジヨセフソン集積回路に
おいても、第2層のジヨセフソン集積回路におい
ても、他の超伝導体層と対接することがないの
で、コントロール電流IHは、矢印をもつて図示す
るように、コントロール線路28にあつてはその
上面のみに、コントロール線路38にあつてはそ
の下面のみに、それぞれ流れ、コントロール電流
がコントロール回路の両面に分流することはな
い。そのため、いづれのジヨセフソン接合素子
A,Bにおいても、同程度に十分な高感度が実現
する。
セフソン集積回路においては、グランドプレーン
32は、2個のジヨセフソン接合素子A,Bに対
して共通に機能する。そして、コントロール線路
28,38は、第1層のジヨセフソン集積回路に
おいても、第2層のジヨセフソン集積回路におい
ても、他の超伝導体層と対接することがないの
で、コントロール電流IHは、矢印をもつて図示す
るように、コントロール線路28にあつてはその
上面のみに、コントロール線路38にあつてはそ
の下面のみに、それぞれ流れ、コントロール電流
がコントロール回路の両面に分流することはな
い。そのため、いづれのジヨセフソン接合素子
A,Bにおいても、同程度に十分な高感度が実現
する。
以上説明せるとおり、本発明に係る2層構造の
ジヨセフソン集積回路においては、グランドプレ
ーンを中心として、2個のジヨセフソン接合素子
がそれぞれ逆方向に形成されており、それぞれの
ジヨセフソン接合素子を制御するコントロール線
路は、それぞれ最上層と最下層とを構成するこ
とゝなり、それぞれのコントロール線路は他の超
伝導体層と対接することがないので、それぞれの
コントロール線路に流れる電流は、それぞれ対応
するジヨセフソン接合素子のみに対面して流れる
ことになる。そのため、コントロール線路に流れ
る電流は100%ジヨセフソン接合素子の制御に寄
与することになり、感度良好な2層構造のジヨセ
フソン集積回路が実現する。
ジヨセフソン集積回路においては、グランドプレ
ーンを中心として、2個のジヨセフソン接合素子
がそれぞれ逆方向に形成されており、それぞれの
ジヨセフソン接合素子を制御するコントロール線
路は、それぞれ最上層と最下層とを構成するこ
とゝなり、それぞれのコントロール線路は他の超
伝導体層と対接することがないので、それぞれの
コントロール線路に流れる電流は、それぞれ対応
するジヨセフソン接合素子のみに対面して流れる
ことになる。そのため、コントロール線路に流れ
る電流は100%ジヨセフソン接合素子の制御に寄
与することになり、感度良好な2層構造のジヨセ
フソン集積回路が実現する。
なお、コントロール線路は幅が狭いため断線の
おそれが大きく、ジヨセフソン集積回路において
断線発生の可能性のある個所は事実上コントロー
ル線路に限られることは周知であるが、本発明に
係る2層構造のジヨセフソン集積回路において
は、従来技術に係る2層構造のジヨセフソン集積
回路に比して、段差が少ないため、断線発生の可
能性を減少する副次的効果もある。この副次的効
果は誘電体層に高分子樹脂等を使用して誘電体層
に平坦化層としての機能を与えればさらにエンハ
ンスされることは云うまでもない。
おそれが大きく、ジヨセフソン集積回路において
断線発生の可能性のある個所は事実上コントロー
ル線路に限られることは周知であるが、本発明に
係る2層構造のジヨセフソン集積回路において
は、従来技術に係る2層構造のジヨセフソン集積
回路に比して、段差が少ないため、断線発生の可
能性を減少する副次的効果もある。この副次的効
果は誘電体層に高分子樹脂等を使用して誘電体層
に平坦化層としての機能を与えればさらにエンハ
ンスされることは云うまでもない。
なお、超伝導材料としては、ニオブ、鉛合金を
はじめ如何なる超伝導材料も使用可能であること
は勿論であり、また、誘電体材料も一酸化シリコ
ンに限定されることも云うまでもない。また、実
施例に示した各層の厚さも単なる1例であり、特
に制限的意義は有さない。
はじめ如何なる超伝導材料も使用可能であること
は勿論であり、また、誘電体材料も一酸化シリコ
ンに限定されることも云うまでもない。また、実
施例に示した各層の厚さも単なる1例であり、特
に制限的意義は有さない。
第1図は、従来技術に係るジヨセフソン集積回
路の断面図である。第2図は、従来技術に係る多
層構造(図においては2層構造)のジヨセフソン
集積回路の断面図である。第3図は、本発明の一
実施例に係る2層構造のジヨセフソン集積回路の
断面図である。 1……基板、2……第1層のグランドプレー
ン、3……誘電体層、4……第1層ベース電極、
5……第1層トンネル絶縁膜、6……第1層カウ
ンタ電極、A……第1層のジヨセフソン接合素
子、7……誘電体層、8……第1層コントロール
線路、9……誘電体層、10……第2層のグラン
ドプレーン、13……誘電体層、14……第2層
ベース電極、15……第2層トンネル絶縁膜、1
6……第2層カウンタ電極、B……第2層のジヨ
セフソン接合素子、17……誘電体層、18……
第2層コントロール線路、28……本発明の要旨
に係る第1層コントロール線路、27……誘電体
層、23……誘電体層、32……第1層・第2層
のジヨセフソン接合素子に共用されるグランドプ
レーン、33……誘電体層、37……誘電体層、
38……本発明の要旨に係る第2層コントロール
線路。
路の断面図である。第2図は、従来技術に係る多
層構造(図においては2層構造)のジヨセフソン
集積回路の断面図である。第3図は、本発明の一
実施例に係る2層構造のジヨセフソン集積回路の
断面図である。 1……基板、2……第1層のグランドプレー
ン、3……誘電体層、4……第1層ベース電極、
5……第1層トンネル絶縁膜、6……第1層カウ
ンタ電極、A……第1層のジヨセフソン接合素
子、7……誘電体層、8……第1層コントロール
線路、9……誘電体層、10……第2層のグラン
ドプレーン、13……誘電体層、14……第2層
ベース電極、15……第2層トンネル絶縁膜、1
6……第2層カウンタ電極、B……第2層のジヨ
セフソン接合素子、17……誘電体層、18……
第2層コントロール線路、28……本発明の要旨
に係る第1層コントロール線路、27……誘電体
層、23……誘電体層、32……第1層・第2層
のジヨセフソン接合素子に共用されるグランドプ
レーン、33……誘電体層、37……誘電体層、
38……本発明の要旨に係る第2層コントロール
線路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 基板1上に形成され、超伝導材料よりなる第
1層コントロール線路28と、 該第1層コントロール線路28の上に誘電体層
27を介して形成され、超伝導材料よりなる第1
層ベース電極4と、該第1層ベース電極4上に第
1層トンネル絶縁膜5を介して形成される超伝導
材料よりなる第1層カウンタ電極6とよりなる第
1層ジヨセフソン接合素子Aと、 該第1層ジヨセフソン接合素子A上に誘電体層
23を介して形成され、超伝導材料よりなるグラ
ンドプレーン32と、 該グランドプレーン32上に誘電体層33を介
して形成され、超伝導材料よりなる第2層ベース
電極14と、該第2層ベース電極14上に第2層
トンネル絶縁膜15を介して形成される超伝導材
料よりなる第2層カウンタ電極16とよりなる第
2層ジヨセフソン接合素子Bと、 該第2層ジヨセフソン接合素子B上に誘電体層
37を介して形成され、超伝導材料よりなる第2
層コントロール線路38と を有することを特徴とするジヨセフソン集積回
路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56152682A JPS5853874A (ja) | 1981-09-26 | 1981-09-26 | ジヨセフソン集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56152682A JPS5853874A (ja) | 1981-09-26 | 1981-09-26 | ジヨセフソン集積回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5853874A JPS5853874A (ja) | 1983-03-30 |
JPH0263315B2 true JPH0263315B2 (ja) | 1990-12-27 |
Family
ID=15545804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56152682A Granted JPS5853874A (ja) | 1981-09-26 | 1981-09-26 | ジヨセフソン集積回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5853874A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5889878A (ja) * | 1981-11-21 | 1983-05-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導回路装置 |
JPS5889877A (ja) * | 1981-11-21 | 1983-05-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導回路装置 |
JPS61281563A (ja) * | 1985-06-07 | 1986-12-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 超伝導回路装置 |
JP2586604B2 (ja) * | 1988-10-07 | 1997-03-05 | 日本電気株式会社 | 個体識別装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5350986A (en) * | 1976-10-20 | 1978-05-09 | Fujitsu Ltd | Josephson integrated circuit by multilayer structure |
-
1981
- 1981-09-26 JP JP56152682A patent/JPS5853874A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5350986A (en) * | 1976-10-20 | 1978-05-09 | Fujitsu Ltd | Josephson integrated circuit by multilayer structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5853874A (ja) | 1983-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6329961A (ja) | 薄膜受動回路の製造方法とその方法によって製造される薄膜受動回路 | |
JPH0263315B2 (ja) | ||
JPS60140885A (ja) | 超電導素子集積回路 | |
JPH0217943B2 (ja) | ||
JP2504498B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPS61251162A (ja) | 半導体抵抗素子の構造 | |
JP2623610B2 (ja) | ジョセフソン接合素子 | |
JP2867956B2 (ja) | 超電導トランジスタ | |
JPH04186828A (ja) | 半導体装置 | |
JPS5889875A (ja) | ジヨセフソン集積回路 | |
JP2647391B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPH03156983A (ja) | 超電導素子 | |
JPS61196552A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
JP2869978B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPH03171683A (ja) | 超電導電極 | |
JP2932824B2 (ja) | 磁気抵抗センサ | |
JPH03265140A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JPS589382A (ja) | ジヨセフソン素子 | |
JPH0223674A (ja) | 配線の接続方法 | |
JPS60250652A (ja) | 半導体装置 | |
JPH03179779A (ja) | 絶縁ゲート型半導体装置 | |
JPS62104179A (ja) | 超伝導回路装置 | |
JPS61137362A (ja) | 半導体装置 | |
JPS59119779A (ja) | ジヨセフソン集積回路装置 | |
JPS63200578A (ja) | 超伝導回路装置 |