JPH06112539A - 超電導素子 - Google Patents
超電導素子Info
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- JPH06112539A JPH06112539A JP4261669A JP26166992A JPH06112539A JP H06112539 A JPH06112539 A JP H06112539A JP 4261669 A JP4261669 A JP 4261669A JP 26166992 A JP26166992 A JP 26166992A JP H06112539 A JPH06112539 A JP H06112539A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】耐電圧に優れる超電導トランジスタを得る。
【構成】基板1上に第二の導電型の酸化物超電導体3で
あるソース領域とドレイン領域、さらに第一の導電型の
酸化物超電導体2と第二の導電型の酸化物超電導体3が
積層された接合領域を設け、この接合領域上にゲート電
圧の印加される絶縁層4を積層する。
あるソース領域とドレイン領域、さらに第一の導電型の
酸化物超電導体2と第二の導電型の酸化物超電導体3が
積層された接合領域を設け、この接合領域上にゲート電
圧の印加される絶縁層4を積層する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は超電導素子にかかり、
特に酸化物高温超電導体を用いた電界効果トランジスタ
に関する。
特に酸化物高温超電導体を用いた電界効果トランジスタ
に関する。
【0002】
【従来の技術】超電導現象は電気抵抗がゼロになること
から、これを利用した高速かつ低消費電力の超電導トラ
ンジスタの開発が期待され、いくつかの構造が提案され
ている。その中で、電圧駆動形の超電導トランジスタ
は、入力インピーダンスが大きいために駆動しやすく、
また、入力ロスも少ないため、その開発が期待されてい
る。
から、これを利用した高速かつ低消費電力の超電導トラ
ンジスタの開発が期待され、いくつかの構造が提案され
ている。その中で、電圧駆動形の超電導トランジスタ
は、入力インピーダンスが大きいために駆動しやすく、
また、入力ロスも少ないため、その開発が期待されてい
る。
【0003】図4は従来の電圧駆動形の超電導トランジ
スタを示す断面図である。図示するように、この超電導
トランジスタはSi単結晶基板14上に設けられた砒素
イオン打ち込み部15を介して、超電導電極であるソー
ス11とドレイン12を設け、ソースとドレイン間にゲ
ート酸化膜18によって絶縁されたゲート13を設けた
構造を有し、ゲートは側面絶縁膜17とオーバーハング
16によって被覆されている。ここで、例えば上記ソー
スとドレインはNbから形成され、ゲート13は多結晶
Siから形成され、オーバーハング16と側面絶縁膜1
7はSi3 N4から形成され、ゲート酸化膜18はSi
O2 から形成される。
スタを示す断面図である。図示するように、この超電導
トランジスタはSi単結晶基板14上に設けられた砒素
イオン打ち込み部15を介して、超電導電極であるソー
ス11とドレイン12を設け、ソースとドレイン間にゲ
ート酸化膜18によって絶縁されたゲート13を設けた
構造を有し、ゲートは側面絶縁膜17とオーバーハング
16によって被覆されている。ここで、例えば上記ソー
スとドレインはNbから形成され、ゲート13は多結晶
Siから形成され、オーバーハング16と側面絶縁膜1
7はSi3 N4から形成され、ゲート酸化膜18はSi
O2 から形成される。
【0004】上述の従来の超電導トランジスタにおいて
は、ソースとドレインからコヒーレント長程度クーパー
対が染みだし、上記コヒーレント長をゲートに印加する
電圧の大きさによって変調し、ソースとドレインの間を
クーパー対でつなごうとするものである。コヒーレント
長は、従来の超電導体では、数10nm程度であるた
め、従来の超電導トランジスタでは、ゲートとドレイン
の間隔Lを0.1μm程度に近接させる必要があった。
は、ソースとドレインからコヒーレント長程度クーパー
対が染みだし、上記コヒーレント長をゲートに印加する
電圧の大きさによって変調し、ソースとドレインの間を
クーパー対でつなごうとするものである。コヒーレント
長は、従来の超電導体では、数10nm程度であるた
め、従来の超電導トランジスタでは、ゲートとドレイン
の間隔Lを0.1μm程度に近接させる必要があった。
【0005】図5は従来の超電導トランジスタの電流−
電圧特性を示す線図である。横軸はソース−ドレイン間
電圧であり、縦軸はソース−ドレイン間電流であり、ゲ
ート電圧を0.5V, 1V, 2Vと変化させた場合の電流
−電圧特性が示されている。上記した電圧駆動形の超電
導トランジスタの他に、電流注入形の超電導トランジス
タも提案されているが、電流注入形の超電導トランジス
タは電流注入による発熱や電流利得が小さいなどの問題
があり、これまでに良好な特性が得られたという報告は
ない。
電圧特性を示す線図である。横軸はソース−ドレイン間
電圧であり、縦軸はソース−ドレイン間電流であり、ゲ
ート電圧を0.5V, 1V, 2Vと変化させた場合の電流
−電圧特性が示されている。上記した電圧駆動形の超電
導トランジスタの他に、電流注入形の超電導トランジス
タも提案されているが、電流注入形の超電導トランジス
タは電流注入による発熱や電流利得が小さいなどの問題
があり、これまでに良好な特性が得られたという報告は
ない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
電圧駆動形の超電導トランジスタにおいては、コヒーレ
ント長が短いためにゲート長 (ソース−ドレイン間隔)
を0.1μm以下にする必要がある。また、超電導体に酸
化物を利用する超電導トランジスタにおいては、臨界温
度TC が40K以上の酸化物超電導体のコヒーレント長
λは数nm以下でありゲート長はさらに短くする必要が
ある。このような短いゲート長を持つデバイスを製造す
ることは極めて困難であり、さらにソース−ドレイン間
が非常に近接してしまうため、素子がオフ状態のソース
−ドレイン間耐電圧が非常に小さくなり従来の半導体素
子との結合が困難となっている。
電圧駆動形の超電導トランジスタにおいては、コヒーレ
ント長が短いためにゲート長 (ソース−ドレイン間隔)
を0.1μm以下にする必要がある。また、超電導体に酸
化物を利用する超電導トランジスタにおいては、臨界温
度TC が40K以上の酸化物超電導体のコヒーレント長
λは数nm以下でありゲート長はさらに短くする必要が
ある。このような短いゲート長を持つデバイスを製造す
ることは極めて困難であり、さらにソース−ドレイン間
が非常に近接してしまうため、素子がオフ状態のソース
−ドレイン間耐電圧が非常に小さくなり従来の半導体素
子との結合が困難となっている。
【0007】この発明は上述の点に鑑みなされ、その目
的はソース−ドレイン間に新規な絶縁体を用いることに
より、ソース−ドレイン間距離を大きくして耐電圧に優
れる超電導トランジスタを提供することにある。
的はソース−ドレイン間に新規な絶縁体を用いることに
より、ソース−ドレイン間距離を大きくして耐電圧に優
れる超電導トランジスタを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば、基板上にソース領域と、ドレイン領域と、接合
領域と、絶縁層と、ソース電極と、ドレイン電極と、ゲ
ート電極とを有し、ソース領域と、ドレイン領域と、接
合領域は基板上に直接的に積層され、接合領域はソース
領域とドレイン領域の間に配置され、絶縁層は前記接合
領域の上に積層され、ソース電極はソース領域に接続さ
れ、ドレイン電極はドレイン領域に接続され、ゲート電
極は絶縁層に接続され、接合領域は薄膜である第一の導
電型の酸化物超電導体と第二の導電型の酸化物超電導体
の積層されたものであり、ソース領域とドレイン領域は
同一の導電型の酸化物超電導体で、前記接合領域の同一
導電型の酸化物超電導体を介して相互に接続されるもの
であるとすることにより達成される。
よれば、基板上にソース領域と、ドレイン領域と、接合
領域と、絶縁層と、ソース電極と、ドレイン電極と、ゲ
ート電極とを有し、ソース領域と、ドレイン領域と、接
合領域は基板上に直接的に積層され、接合領域はソース
領域とドレイン領域の間に配置され、絶縁層は前記接合
領域の上に積層され、ソース電極はソース領域に接続さ
れ、ドレイン電極はドレイン領域に接続され、ゲート電
極は絶縁層に接続され、接合領域は薄膜である第一の導
電型の酸化物超電導体と第二の導電型の酸化物超電導体
の積層されたものであり、ソース領域とドレイン領域は
同一の導電型の酸化物超電導体で、前記接合領域の同一
導電型の酸化物超電導体を介して相互に接続されるもの
であるとすることにより達成される。
【0009】
【作用】CuO2 面を有し、かつペロブスカイト構造や
その類似の結晶構造を持つ酸化物高温超電導体にはLa
−Ba−Cu−O系, La−Sr−Cu−O系, Ln−
Ba−Cu−O (Ln=Y, La, Nd, Sm, Eu,
Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)
系, Bi−Sr−Ca−Cu−O系, Tl−Ba−Cu
−O系, Sr−Ca−Cu−O系, Nd−Ce−Cu−
O系など多数の種類がある。これらの酸化物高温超電導
体は単にTC が高いだけではなく、従来の超電導体に比
べ、 (1) p形超電導体, n形超電導体が存在する。
その類似の結晶構造を持つ酸化物高温超電導体にはLa
−Ba−Cu−O系, La−Sr−Cu−O系, Ln−
Ba−Cu−O (Ln=Y, La, Nd, Sm, Eu,
Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)
系, Bi−Sr−Ca−Cu−O系, Tl−Ba−Cu
−O系, Sr−Ca−Cu−O系, Nd−Ce−Cu−
O系など多数の種類がある。これらの酸化物高温超電導
体は単にTC が高いだけではなく、従来の超電導体に比
べ、 (1) p形超電導体, n形超電導体が存在する。
【0010】(2) キャリア濃度により超電導相−金属相
−半導体相−絶縁相への転移が起こる。 (3) キャリア濃度が低い。 (4) 超電導相と反強磁性絶縁相が隣接している。 などの特徴をもっている。
−半導体相−絶縁相への転移が起こる。 (3) キャリア濃度が低い。 (4) 超電導相と反強磁性絶縁相が隣接している。 などの特徴をもっている。
【0011】上記高温超電導体のうち、これまでNd−
Ce−Cu−O系 (Nd2-x CexCuO4 ) はn形超
電導体で、これ以外はp形超電導体であることが知られ
ている。p形超電導体はTC の違いを除くと多くの共通
性を持っており、その代表的な材料はLa−Sr−Cu
−O系 (La2-x Srx CuO4 ) である。Nd2-x C
ex CuO4 は、x=0, すなわちNd2 CuO4 で
は、反強磁性の絶縁体である。これに、4価の金属であ
るCeをドープすると自由電子濃度が増加し、x=0.1
5付近で金属的な伝導を持つようになり、この時低温に
すると電子がクーパー対を形成し、超電導状態となる
(n形超電導体) 。
Ce−Cu−O系 (Nd2-x CexCuO4 ) はn形超
電導体で、これ以外はp形超電導体であることが知られ
ている。p形超電導体はTC の違いを除くと多くの共通
性を持っており、その代表的な材料はLa−Sr−Cu
−O系 (La2-x Srx CuO4 ) である。Nd2-x C
ex CuO4 は、x=0, すなわちNd2 CuO4 で
は、反強磁性の絶縁体である。これに、4価の金属であ
るCeをドープすると自由電子濃度が増加し、x=0.1
5付近で金属的な伝導を持つようになり、この時低温に
すると電子がクーパー対を形成し、超電導状態となる
(n形超電導体) 。
【0012】一方、La2-x Srx CuO4 は、x=
0, すなわちLa2 CuO4 では、反強磁性の絶縁体で
ある。これに、2価の金属であるSrをドープすると自
由正孔(ホール) 濃度が増加し、x=0.15付近で金属
的な伝導を持つようになり、この時低温にすると正孔が
クーパー対を形成し、超電導状態となる (p形超電導
体) 。
0, すなわちLa2 CuO4 では、反強磁性の絶縁体で
ある。これに、2価の金属であるSrをドープすると自
由正孔(ホール) 濃度が増加し、x=0.15付近で金属
的な伝導を持つようになり、この時低温にすると正孔が
クーパー対を形成し、超電導状態となる (p形超電導
体) 。
【0013】図6はNd2-x Cex CuO4 , La2-x
Srx CuO4 におけるCeあるいはSrのドープ量と
超電導臨界温度TC または反強磁性臨界温度TN (ネー
ル温度) との関係を示す線図である。この発明は上記の
ような酸化物超電導の性質に着目したもので、非常に薄
いp形超電導膜とn形超電導膜を積層すると、接合領域
の電子と正孔が熱的に再結合し、キャリアの全くない空
乏層や、キャリアの少ない領域が形成される。x=0.1
5であるLa2-x Srx CuO4 とNd2-x Cex Cu
O4 は、単独では高いTC を有している。しかし、これ
らを積層するとその界面領域にはキャリアが全くない
か、あるいは非常に少ない領域が形成される。この領域
は超電導性を示さず絶縁性を示すようになる。したがっ
て、p形超電導膜とn形超電導膜が非常に薄ければ、そ
の積層膜は絶縁性を示す。このようなpn超電導接合を
持ち、絶縁性を示す領域とソース領域、ドレイン領域の
超電導体を結合させ、上記pn接合領域に絶縁層を介し
てゲート電極を設け、このゲート電極に電圧を加えるこ
とにより、ソース, ドレイン領域からキャリアを注入す
ることが可能となる。このようにすると、あるゲート電
圧でpn接合領域に注入されたキャリアが、一定の量を
越え、それによりソース−ドレイン間に超電導電流が流
れるようになる。これによって、電圧駆動形の超電導ト
ランジスタが形成される。
Srx CuO4 におけるCeあるいはSrのドープ量と
超電導臨界温度TC または反強磁性臨界温度TN (ネー
ル温度) との関係を示す線図である。この発明は上記の
ような酸化物超電導の性質に着目したもので、非常に薄
いp形超電導膜とn形超電導膜を積層すると、接合領域
の電子と正孔が熱的に再結合し、キャリアの全くない空
乏層や、キャリアの少ない領域が形成される。x=0.1
5であるLa2-x Srx CuO4 とNd2-x Cex Cu
O4 は、単独では高いTC を有している。しかし、これ
らを積層するとその界面領域にはキャリアが全くない
か、あるいは非常に少ない領域が形成される。この領域
は超電導性を示さず絶縁性を示すようになる。したがっ
て、p形超電導膜とn形超電導膜が非常に薄ければ、そ
の積層膜は絶縁性を示す。このようなpn超電導接合を
持ち、絶縁性を示す領域とソース領域、ドレイン領域の
超電導体を結合させ、上記pn接合領域に絶縁層を介し
てゲート電極を設け、このゲート電極に電圧を加えるこ
とにより、ソース, ドレイン領域からキャリアを注入す
ることが可能となる。このようにすると、あるゲート電
圧でpn接合領域に注入されたキャリアが、一定の量を
越え、それによりソース−ドレイン間に超電導電流が流
れるようになる。これによって、電圧駆動形の超電導ト
ランジスタが形成される。
【0014】もちろん、超電導トランジスタのゲート電
圧がオフ状態の時には、上記ソース領域とドレイン領域
の間に設けたpn接合領域は絶縁体となるため、完全な
絶縁が可能となる。また、ソース領域とドレイン領域間
の距離は、コヒーレント長などの物質固有の物性によっ
て制限されないため、ソース−ドレイン間の耐電圧を大
きくすることが可能となる。
圧がオフ状態の時には、上記ソース領域とドレイン領域
の間に設けたpn接合領域は絶縁体となるため、完全な
絶縁が可能となる。また、ソース領域とドレイン領域間
の距離は、コヒーレント長などの物質固有の物性によっ
て制限されないため、ソース−ドレイン間の耐電圧を大
きくすることが可能となる。
【0015】
【実施例】(実施例1)図1はこの発明の実施例に係る超
電導トランジスタを示す断面図である。基板としてSr
TiO3 を用い、この基板上にn形酸化物超電導体であ
るNd2-x Cex CuO4 (x=0.15) を成膜し、さ
らにこれにクロスするような形でp形酸化物超電導体で
あるLa2-x Srx CuO4 (x=0.15) を成膜し
た。p形酸化物超電導体3とn形酸化物超電導体2が積
層される領域上に絶縁層4としてSrTiO3 膜を形成
した。pn接合領域の外側にソース電極5, ドレイン電
極6を形成した。さらにゲート電極7が絶縁層4に接続
される。
電導トランジスタを示す断面図である。基板としてSr
TiO3 を用い、この基板上にn形酸化物超電導体であ
るNd2-x Cex CuO4 (x=0.15) を成膜し、さ
らにこれにクロスするような形でp形酸化物超電導体で
あるLa2-x Srx CuO4 (x=0.15) を成膜し
た。p形酸化物超電導体3とn形酸化物超電導体2が積
層される領域上に絶縁層4としてSrTiO3 膜を形成
した。pn接合領域の外側にソース電極5, ドレイン電
極6を形成した。さらにゲート電極7が絶縁層4に接続
される。
【0016】図2はこの発明の実施例に係る超電導トラ
ンジスタのソース−ドレイン間電圧(VDS) とソース−
ドレイン間電流 (IDS) の関係を示す線図である。ゲー
ト電圧 (VG ) をパラメータとする。この時、Nd2-x
Cex CuO4 の膜厚, La 2-x Srx CuO4 の膜厚
はそれぞれ5nmであった。図3は、この発明の実施例
に係る超電導トランジスタにつきソース−ドレイン間電
流の膜厚依存性を示す線図である。p形超電導体膜厚,
n形超電導体膜厚を変化させた場合のゲート電圧VG =
0状態におけるIDSの変化を示したものである。超電導
体膜厚が10nm以下であれば、ゲート電圧がオフ状態
で絶縁状態を保ち、ゲート電圧をオンにした状態で超電
導電流が流れる理想的な超電導トランジスタが形成でき
る。
ンジスタのソース−ドレイン間電圧(VDS) とソース−
ドレイン間電流 (IDS) の関係を示す線図である。ゲー
ト電圧 (VG ) をパラメータとする。この時、Nd2-x
Cex CuO4 の膜厚, La 2-x Srx CuO4 の膜厚
はそれぞれ5nmであった。図3は、この発明の実施例
に係る超電導トランジスタにつきソース−ドレイン間電
流の膜厚依存性を示す線図である。p形超電導体膜厚,
n形超電導体膜厚を変化させた場合のゲート電圧VG =
0状態におけるIDSの変化を示したものである。超電導
体膜厚が10nm以下であれば、ゲート電圧がオフ状態
で絶縁状態を保ち、ゲート電圧をオンにした状態で超電
導電流が流れる理想的な超電導トランジスタが形成でき
る。
【0017】(実施例2)実施例1のNd2-x Cex Cu
O4 (x=0.15) とLa2-x Srx CuO4(x=0.1
5) を上下入れ換えた構造の超電導トランジスタを形成
した。おのおのの膜厚が10nmまで、実施例1と同様
な特性を示した。 (実施例3)La2-x Srx CuO4 (x=0.15) の代
わりに、La−Ba−Cu−O系、Ln−Ba−Cu−
O (Ln=Y, La, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb,
Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) 系, Bi−Sr
−Ca−Cu−O系, Tl−Ba−Cu−O系, Sr−
Ca−Cu−O系をp形酸化物超電導体とし、n形酸化
物超電導体としてNd2-x Cex CuO4 (x=0.1
5) を用いてトランジスタを形成し、電気的特性を調べ
た。この場合、TC がNd2-x Cex CuO4(x=0.1
5) にほぼ等しいLa−Ba−Cu−O系ではソース,
ドレイン領域を共有する膜がp形超電導体か、n形超電
導かによる差異は見られなかったが、TC が77Kを越
すようなLn−Ba−Cu−O (Ln=Y, La, N
d, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, T
m, Yb, Lu) 系, Bi−Sr−Ca−Cu−O系,
Tl−Ba−Cu−O系, Sr−Ca−Cu−O系をp
形酸化物超電導体に選ぶと、ソース, ドレイン領域を共
有する膜がp形超電導体か、n形超電導体かにより特性
が異なった。ソース, ドレイン領域を共有する膜がn形
超電導体の場合には、実施例1に示す特性と同等にな
り、しかも動作温度は最大40Kであった。これに対
し、ソース, ドレイン領域を共有する膜がp形超電導体
の場合には、膜厚が20nmまで絶縁性−超電導性スイ
ッチングが可能であり、しかも動作温度も77K以上で
あった。これは、ソース, ドレイン領域を共有する膜が
p形超電導体の場合には動作温度を高くできるため、キ
ャリアが障壁を越えてさらに奥まで拡散することが可能
となり、空乏層が広がったためと考えられる。
O4 (x=0.15) とLa2-x Srx CuO4(x=0.1
5) を上下入れ換えた構造の超電導トランジスタを形成
した。おのおのの膜厚が10nmまで、実施例1と同様
な特性を示した。 (実施例3)La2-x Srx CuO4 (x=0.15) の代
わりに、La−Ba−Cu−O系、Ln−Ba−Cu−
O (Ln=Y, La, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb,
Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) 系, Bi−Sr
−Ca−Cu−O系, Tl−Ba−Cu−O系, Sr−
Ca−Cu−O系をp形酸化物超電導体とし、n形酸化
物超電導体としてNd2-x Cex CuO4 (x=0.1
5) を用いてトランジスタを形成し、電気的特性を調べ
た。この場合、TC がNd2-x Cex CuO4(x=0.1
5) にほぼ等しいLa−Ba−Cu−O系ではソース,
ドレイン領域を共有する膜がp形超電導体か、n形超電
導かによる差異は見られなかったが、TC が77Kを越
すようなLn−Ba−Cu−O (Ln=Y, La, N
d, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, T
m, Yb, Lu) 系, Bi−Sr−Ca−Cu−O系,
Tl−Ba−Cu−O系, Sr−Ca−Cu−O系をp
形酸化物超電導体に選ぶと、ソース, ドレイン領域を共
有する膜がp形超電導体か、n形超電導体かにより特性
が異なった。ソース, ドレイン領域を共有する膜がn形
超電導体の場合には、実施例1に示す特性と同等にな
り、しかも動作温度は最大40Kであった。これに対
し、ソース, ドレイン領域を共有する膜がp形超電導体
の場合には、膜厚が20nmまで絶縁性−超電導性スイ
ッチングが可能であり、しかも動作温度も77K以上で
あった。これは、ソース, ドレイン領域を共有する膜が
p形超電導体の場合には動作温度を高くできるため、キ
ャリアが障壁を越えてさらに奥まで拡散することが可能
となり、空乏層が広がったためと考えられる。
【0018】
【発明の効果】この発明によれば、基板上にソース領域
と、ドレイン領域と、接合領域と、絶縁層と、ソース電
極と、ドレイン電極と、ゲート電極とを有し、ソース領
域と、ドレイン領域と、接合領域は基板上に直接的に積
層され、接合領域はソース領域とドレイン領域の間に配
置され、絶縁層は前記接合領域の上に積層され、ソース
電極はソース領域に接続され、ドレイン電極はドレイン
領域に接続され、ゲート電極は絶縁層に接続され、接合
領域は薄膜である第一の導電型の酸化物超電導体と第二
の導電型の酸化物超電導体の積層されたものであり、ソ
ース領域とドレイン領域は同一の導電型の酸化物超電導
体で、前記接合領域の同一導電型の酸化物超電導体を介
して相互に接続されるものであるとするので、ソース−
ドレイン間の接合領域はゲート電圧オフで絶縁性を示
し、ゲート電圧オンで接合領域表面にキャリアが注入さ
れ超電導状態となる。このような超電導トランジスタで
はソース−ドレイン間の接合領域の寸法に制限がなくソ
ース−ドレイン間距離を大きくとることができるので従
来の超電導トランジスタに比し耐電圧の大きな超電導ト
ランジスタが得られる。
と、ドレイン領域と、接合領域と、絶縁層と、ソース電
極と、ドレイン電極と、ゲート電極とを有し、ソース領
域と、ドレイン領域と、接合領域は基板上に直接的に積
層され、接合領域はソース領域とドレイン領域の間に配
置され、絶縁層は前記接合領域の上に積層され、ソース
電極はソース領域に接続され、ドレイン電極はドレイン
領域に接続され、ゲート電極は絶縁層に接続され、接合
領域は薄膜である第一の導電型の酸化物超電導体と第二
の導電型の酸化物超電導体の積層されたものであり、ソ
ース領域とドレイン領域は同一の導電型の酸化物超電導
体で、前記接合領域の同一導電型の酸化物超電導体を介
して相互に接続されるものであるとするので、ソース−
ドレイン間の接合領域はゲート電圧オフで絶縁性を示
し、ゲート電圧オンで接合領域表面にキャリアが注入さ
れ超電導状態となる。このような超電導トランジスタで
はソース−ドレイン間の接合領域の寸法に制限がなくソ
ース−ドレイン間距離を大きくとることができるので従
来の超電導トランジスタに比し耐電圧の大きな超電導ト
ランジスタが得られる。
【図1】この発明の実施例に係る超電導トランジスタを
示す断面図
示す断面図
【図2】この発明の実施例に係る超電導トランジスタの
ソース−ドレイン間電圧 (VDS) とソース−ドレイン間
電流 (IDS) の関係を示す線図
ソース−ドレイン間電圧 (VDS) とソース−ドレイン間
電流 (IDS) の関係を示す線図
【図3】この発明の実施例に係る超電導トランジスタに
つきソース−ドレイン間電流の膜厚依存性を示す線図
つきソース−ドレイン間電流の膜厚依存性を示す線図
【図4】従来の超電導トランジスタを示す断面図
【図5】従来の超電導トランジスタの電流−電圧特性を
示す線図
示す線図
【図6】Nd2-x Cex CuO4 , La2-x Srx Cu
O4 におけるCeあるいはSrのドープ量と超電導臨界
温度 (TC ) または反強磁性臨界温度 (TN ) との関係
を示す線図
O4 におけるCeあるいはSrのドープ量と超電導臨界
温度 (TC ) または反強磁性臨界温度 (TN ) との関係
を示す線図
1 基板 2 n型酸化物超電導体 3 p型酸化物超電導体 4 絶縁層 5 ソース電極 6 ドレイン電極 7 ゲート電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 浩 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 石井 孝志 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 大井 明彦 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 向江 和郎 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内
Claims (5)
- 【請求項1】基板上にソース領域と、ドレイン領域と、
接合領域と、絶縁層と、ソース電極と、ドレイン電極
と、ゲート電極とを有し、 ソース領域と、ドレイン領域と、接合領域は基板上に直
接的に積層され、 接合領域はソース領域とドレイン領域の間に配置され、 絶縁層は前記接合領域の上に積層され、 ソース電極はソース領域に接続され、 ドレイン電極はドレイン領域に接続され、 ゲート電極は絶縁層に接続され、 接合領域は薄膜である第一の導電型の酸化物超電導体と
第二の導電型の酸化物超電導体の積層されたものであ
り、 ソース領域とドレイン領域は同一の導電型の酸化物超電
導体で、前記接合領域の同一導電型の酸化物超電導体を
介して相互に接続されるものであることを特徴とする超
電導素子。 - 【請求項2】請求項1記載の超電導素子において、第一
の導電型の酸化物超電導体はn型のNd2-x Cex Cu
O4 であることを特徴とする超電導素子。 - 【請求項3】請求項1記載の超電導素子において、第二
の導電型の酸化物超電導体はp型のLa−Ba−Cu−
O系, La−Sr−Cu−O系, Ln−Ba−Cu−O
(Ln=Y, La, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, D
y, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) 系,Bi−Sr−
Ca−Cu−O系, Tl−Ba−Cu−O系, Sr−C
a−Cu−O系であることを特徴とする超電導素子。 - 【請求項4】請求項1記載の超電導素子において、ドレ
イン領域と、ソース領域と第二の導電型の酸化物超電導
体がLn−Ba−Cu−O系 (Ln=Y,La, Nd,
Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Y
b, Lu)であることを特徴とする超電導素子。 - 【請求項5】請求項4記載の超電導素子において、酸化
物超電導体の膜厚は20nm以下であることを特徴とす
る超電導素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4261669A JPH06112539A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 超電導素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4261669A JPH06112539A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 超電導素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06112539A true JPH06112539A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=17365104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4261669A Pending JPH06112539A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 超電導素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06112539A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006303529A (ja) * | 2006-06-19 | 2006-11-02 | Fujitsu Ltd | ペロブスカイト構造の酸化物層を有する酸化物素子の製造方法及び誘電体ベーストランジスタの製造方法 |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4261669A patent/JPH06112539A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006303529A (ja) * | 2006-06-19 | 2006-11-02 | Fujitsu Ltd | ペロブスカイト構造の酸化物層を有する酸化物素子の製造方法及び誘電体ベーストランジスタの製造方法 |
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