JPH0613672A - ジョセフソン接合素子の製造方法 - Google Patents
ジョセフソン接合素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH0613672A JPH0613672A JP4170841A JP17084192A JPH0613672A JP H0613672 A JPH0613672 A JP H0613672A JP 4170841 A JP4170841 A JP 4170841A JP 17084192 A JP17084192 A JP 17084192A JP H0613672 A JPH0613672 A JP H0613672A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- lower electrode
- film
- bridge
- josephson junction
- 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.)
- Pending
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 下部電極用超電導体薄膜の成膜後にその表面
が酸化することを防止し、下部電極とブリッジとが確実
に超電導接合することのできる、準平面型ジョセフソン
接合素子の製造方法を提供する。 【構成】 下部電極用超電導体薄膜20の成膜後、同一
真空中でその薄膜20の表面に金属薄膜70からなる酸
化防止膜7を連続成膜し、この酸化防止膜7の露出部分
を、ブリッジ4用の超電導体薄膜の成膜直前にエッチン
グする。
が酸化することを防止し、下部電極とブリッジとが確実
に超電導接合することのできる、準平面型ジョセフソン
接合素子の製造方法を提供する。 【構成】 下部電極用超電導体薄膜20の成膜後、同一
真空中でその薄膜20の表面に金属薄膜70からなる酸
化防止膜7を連続成膜し、この酸化防止膜7の露出部分
を、ブリッジ4用の超電導体薄膜の成膜直前にエッチン
グする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生体磁界等の極微弱磁
界を計測するためのSQUID等に用いられる、準平面
型のジョセフソン接合素子の製造方法に関する。
界を計測するためのSQUID等に用いられる、準平面
型のジョセフソン接合素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ジョセフソン接合部を有する素子のう
ち、準平面型の素子は、図2にその斜視図を例示するよ
うに、基板1上に超電導体薄膜製の下部電極2を形成
し、その上に絶縁層5を介して超電導体薄膜製の上部電
極3を形成して、この上部電極3と下部電極2の表面の
双方に跨がるような超電導体薄膜製のブリッジ4を形成
し、このブリッジ4によって下部電極2と上部電極3と
をウィークに接合した構造を採る。
ち、準平面型の素子は、図2にその斜視図を例示するよ
うに、基板1上に超電導体薄膜製の下部電極2を形成
し、その上に絶縁層5を介して超電導体薄膜製の上部電
極3を形成して、この上部電極3と下部電極2の表面の
双方に跨がるような超電導体薄膜製のブリッジ4を形成
し、このブリッジ4によって下部電極2と上部電極3と
をウィークに接合した構造を採る。
【0003】このような準平面型のジョセフソン接合素
子では、極めて微小な長さを要求されるウィークリンク
長が、上部電極3と下部電極2の間に介在する絶縁層5
の膜厚によって決まるため、このウィークリンク長を平
面上での微細加工に頼る平面型のジョセフソン接合素子
に比して、再現性よく良好な性能のジョセフソン接合素
子が得られるという利点がある。
子では、極めて微小な長さを要求されるウィークリンク
長が、上部電極3と下部電極2の間に介在する絶縁層5
の膜厚によって決まるため、このウィークリンク長を平
面上での微細加工に頼る平面型のジョセフソン接合素子
に比して、再現性よく良好な性能のジョセフソン接合素
子が得られるという利点がある。
【0004】以上のような準平面型のジョセフソン接合
素子の製造するときには、通常、基板1上に下部電極2
用の超電導体薄膜を成膜した後、例えばリフトオフ法等
によるパターニングで下部電極2を形成した後、その上
に絶縁層5および上部電極3を形成し、更にその上に超
電導体薄膜を成膜した後に、電子ビーム露光等によって
ブリッジ4のパターニングを行う等の方法が採用されて
いる。
素子の製造するときには、通常、基板1上に下部電極2
用の超電導体薄膜を成膜した後、例えばリフトオフ法等
によるパターニングで下部電極2を形成した後、その上
に絶縁層5および上部電極3を形成し、更にその上に超
電導体薄膜を成膜した後に、電子ビーム露光等によって
ブリッジ4のパターニングを行う等の方法が採用されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の製
造方法においては、下部電極2を形成するための超電導
体薄膜の成膜後、ブリッジ4を形成するための超電導体
薄膜を成膜するまでの間に多くの工程が入るため、下部
電極2用の超電導体薄膜の表面が酸化して酸化層が形成
される。このため、ブリッジ4と下部電極2との間の超
電導接合が困難となるという問題があった。
造方法においては、下部電極2を形成するための超電導
体薄膜の成膜後、ブリッジ4を形成するための超電導体
薄膜を成膜するまでの間に多くの工程が入るため、下部
電極2用の超電導体薄膜の表面が酸化して酸化層が形成
される。このため、ブリッジ4と下部電極2との間の超
電導接合が困難となるという問題があった。
【0006】本発明の目的は、下部電極2とブリッジ4
とを確実に超電導接合することのできるジョセフソン接
合素子の製造方法を提供することにある。
とを確実に超電導接合することのできるジョセフソン接
合素子の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のジョセフソン接合素子の製造方法は、下部
電極を形成するための超電導体薄膜を成膜後、同一真空
中でその薄膜の表面に金属薄膜を連続成膜し、この金属
薄膜の露出部分を、ブリッジ用の超電導体薄膜を成膜す
る直前にエッチングすることによって特徴づけられる。
め、本発明のジョセフソン接合素子の製造方法は、下部
電極を形成するための超電導体薄膜を成膜後、同一真空
中でその薄膜の表面に金属薄膜を連続成膜し、この金属
薄膜の露出部分を、ブリッジ用の超電導体薄膜を成膜す
る直前にエッチングすることによって特徴づけられる。
【0008】
【作用】下部電極用の超電導体薄膜を成膜した後、次の
工程に入る前に、この超電導体薄膜を成膜した同一真空
中での連続成膜により、その表面を金属薄膜で覆ってお
くことで、この金属薄膜は下部電極用の超電導体薄膜の
表面の酸化防止膜として機能する。この金属薄膜とし
て、例えばAl等、酸化が進みにくく、エッチングにより
簡単に剥離できる金属材料を用い、ブリッジ用の超電導
体薄膜の成膜の直前にこの金属薄膜を除去することによ
り、下部電極はその表面に酸化膜が形成されていない状
態でブリッジに対して接合される。
工程に入る前に、この超電導体薄膜を成膜した同一真空
中での連続成膜により、その表面を金属薄膜で覆ってお
くことで、この金属薄膜は下部電極用の超電導体薄膜の
表面の酸化防止膜として機能する。この金属薄膜とし
て、例えばAl等、酸化が進みにくく、エッチングにより
簡単に剥離できる金属材料を用い、ブリッジ用の超電導
体薄膜の成膜の直前にこの金属薄膜を除去することによ
り、下部電極はその表面に酸化膜が形成されていない状
態でブリッジに対して接合される。
【0009】
【実施例】図1は模式的断面図で示す本発明実施例の手
順説明図である。基板1を洗浄後、(A)に示すように
下部電極2を作成するためのフォトレジスト(例えば商
品名AZ1543E)60をパターニングする。
順説明図である。基板1を洗浄後、(A)に示すように
下部電極2を作成するためのフォトレジスト(例えば商
品名AZ1543E)60をパターニングする。
【0010】次に、基板1を成膜用の真空チャンバ内に
配置し、フォトレジスト60の上方から、下部電極用の
超電導体薄膜20(例えばNb)を2500Å程度の厚さ
で成膜した後、同一の真空中で、Al薄膜70を50Å程
度の厚さで連続成膜する。この状態を(B)に示す。
配置し、フォトレジスト60の上方から、下部電極用の
超電導体薄膜20(例えばNb)を2500Å程度の厚さ
で成膜した後、同一の真空中で、Al薄膜70を50Å程
度の厚さで連続成膜する。この状態を(B)に示す。
【0011】その後、アセトン中でのリフトオフ法によ
り、(C)に示すようにフォトレジスト60およびその
上方の超電導体薄膜20およびAlを除去することより、
表面がAl薄膜製の酸化防止膜7で覆われた下部電極2を
形成する。
り、(C)に示すようにフォトレジスト60およびその
上方の超電導体薄膜20およびAlを除去することより、
表面がAl薄膜製の酸化防止膜7で覆われた下部電極2を
形成する。
【0012】次に、上部電極3を形成するためのフォト
レジスト80をパターニングの後、絶縁層5および上部
電極3を形成するため、Al薄膜50を200Å程度の厚
さで成膜するとともに、その上に超電導体薄膜30(同
じくNb等)を2500Å程度の厚さで成膜する。この状
態を(D)に示す。
レジスト80をパターニングの後、絶縁層5および上部
電極3を形成するため、Al薄膜50を200Å程度の厚
さで成膜するとともに、その上に超電導体薄膜30(同
じくNb等)を2500Å程度の厚さで成膜する。この状
態を(D)に示す。
【0013】その後、アセトン中でのリフトオフ法によ
りフォトレジスト80とその上のAl薄膜50および超電
導体薄膜30を除去し、(E)に示すように絶縁層5お
よび上部電極3を形成する。ここで、Al薄膜50は、こ
の工程に至るまでの工程、あるいは大気中における放置
により、その表面が所定深で酸化して AlOX となってお
り、絶縁層5としての機能を持つに至る。このような酸
化は、上述のAl薄膜70についても同様であるが、いず
れの膜についても酸化は進みにくく、膜全体にまでは至
らない。なお、絶縁層5ようのAl薄膜50については、
酸化をより完全なものとするために、別途、他部を覆っ
た状態でのプラズマ酸化等の工程を追加することは妨げ
ない。
りフォトレジスト80とその上のAl薄膜50および超電
導体薄膜30を除去し、(E)に示すように絶縁層5お
よび上部電極3を形成する。ここで、Al薄膜50は、こ
の工程に至るまでの工程、あるいは大気中における放置
により、その表面が所定深で酸化して AlOX となってお
り、絶縁層5としての機能を持つに至る。このような酸
化は、上述のAl薄膜70についても同様であるが、いず
れの膜についても酸化は進みにくく、膜全体にまでは至
らない。なお、絶縁層5ようのAl薄膜50については、
酸化をより完全なものとするために、別途、他部を覆っ
た状態でのプラズマ酸化等の工程を追加することは妨げ
ない。
【0014】さて、次に、基板1の上方からのArを用い
た逆スパッタによるドライエッチング、あるいはリン酸
中でのウェットエッチングにより、(F)に示すよう
に、下部電極2の表面に露出している酸化防止膜70を
除去する。
た逆スパッタによるドライエッチング、あるいはリン酸
中でのウェットエッチングにより、(F)に示すよう
に、下部電極2の表面に露出している酸化防止膜70を
除去する。
【0015】そして、その上から、Nb等の超電導体薄膜
を例えば130Å程度の厚さで成膜し、電子ビーム露光
によりブリッジパターンを描画し、他部分を逆スパッタ
等によってエッチングして、(G)に示すようにブリッ
ジ4を形成する。
を例えば130Å程度の厚さで成膜し、電子ビーム露光
によりブリッジパターンを描画し、他部分を逆スパッタ
等によってエッチングして、(G)に示すようにブリッ
ジ4を形成する。
【0016】以上の本発明実施例による工程において
は、超電導体薄膜20は成膜後、ブリッジ4用の超電導
体薄膜を形成するまでの間、酸化防止膜7によってその
表面が覆われているため、他工程や大気中に曝されるこ
とによる酸化が防止される。
は、超電導体薄膜20は成膜後、ブリッジ4用の超電導
体薄膜を形成するまでの間、酸化防止膜7によってその
表面が覆われているため、他工程や大気中に曝されるこ
とによる酸化が防止される。
【0017】なお、酸化防止膜7の材質としてはAl以外
の金属材料を使用することができるが、酸化が進みにく
く、しかもドライまたはウェットエッチングにより剥離
しやすい材料を用いることが望ましく、特にAlはこのよ
うな条件に叶っており、好適である。
の金属材料を使用することができるが、酸化が進みにく
く、しかもドライまたはウェットエッチングにより剥離
しやすい材料を用いることが望ましく、特にAlはこのよ
うな条件に叶っており、好適である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下部電極用の超電導体薄膜の表面を、その薄膜の成膜と
同一の真空中において金属薄膜で被覆するとともに、そ
の状態で絶縁層および上部電極を形成し、ブリッジ形成
用の超電導体薄膜の形成直前に金属薄膜の露出部分をエ
ッチングするから、ブリッジと接合すべき下部電極の表
面に酸化膜が生成されることが防止される。その結果、
下部電極とブリッジとの超電導接合が確実なものとな
り、素子の製造歩留りが向上する。
下部電極用の超電導体薄膜の表面を、その薄膜の成膜と
同一の真空中において金属薄膜で被覆するとともに、そ
の状態で絶縁層および上部電極を形成し、ブリッジ形成
用の超電導体薄膜の形成直前に金属薄膜の露出部分をエ
ッチングするから、ブリッジと接合すべき下部電極の表
面に酸化膜が生成されることが防止される。その結果、
下部電極とブリッジとの超電導接合が確実なものとな
り、素子の製造歩留りが向上する。
【図1】模式的断面図で示す本発明実施例の手順説明図
【図2】準平面型ジョセフソン接合素子の構造説明図
1 基板 2 下部電極 3 上部電極 4 ブリッジ 5 酸化膜 7 酸化防止膜(Al薄膜)
Claims (1)
- 【請求項1】 基板上に超電導体薄膜製の下部電極を形
成した後、その上方に絶縁層を介して超電導体薄膜製の
上部電極を形成し、次いで上記下部電極と上部電極の双
方の表面に跨がるよう超電導体薄膜製のブリッジを形成
することによって、このブリッジで上記上部電極と下部
電極がウィークに接合された素子を製造する方法におい
て、下部電極を形成するための超電導体薄膜を成膜後、
同一真空中でその薄膜の表面に金属薄膜を連続成膜し、
この金属薄膜の露出部分を、上記ブリッジ用の超電導体
薄膜を成膜する直前にエッチングすることを特徴とする
ジョセフソン接合素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4170841A JPH0613672A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | ジョセフソン接合素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4170841A JPH0613672A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | ジョセフソン接合素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0613672A true JPH0613672A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15912324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4170841A Pending JPH0613672A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | ジョセフソン接合素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0613672A (ja) |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP4170841A patent/JPH0613672A/ja active Pending
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