JPH07105533B2 - Superconducting 3-terminal element - Google Patents
Superconducting 3-terminal elementInfo
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- JPH07105533B2 JPH07105533B2 JP1095113A JP9511389A JPH07105533B2 JP H07105533 B2 JPH07105533 B2 JP H07105533B2 JP 1095113 A JP1095113 A JP 1095113A JP 9511389 A JP9511389 A JP 9511389A JP H07105533 B2 JPH07105533 B2 JP H07105533B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速、低消費電力でスイッチング動作を行う超
電導スイッチング装置等の超電導エレクトロニクスの分
野に係り、とくに液体窒素温度で動作可能な超電導三端
子素子に関するものである。The present invention relates to the field of superconducting electronics such as superconducting switching devices that perform switching operations at high speed and low power consumption, and more particularly to a superconducting three-terminal device capable of operating at liquid nitrogen temperature. It is related to the element.
Y-Ba-Cu酸化物あるいはBi-Sr-Ca-Cu酸化物等の酸化物系
超電導材料は臨界温度が90K以上であり、液体窒素温度
において完全な超電導性を示すものである。これらY-Ba
-Cu酸化物等の超電導材料をエレクトロニクス、とくに
スイッチングデバイスの分野に応用するためには基本的
な超電導能動素子である超電導トランジスタを得る必要
がある。Oxide-based superconducting materials such as Y-Ba-Cu oxides and Bi-Sr-Ca-Cu oxides have a critical temperature of 90K or higher and exhibit complete superconductivity at liquid nitrogen temperature. These Y-Ba
-In order to apply superconducting materials such as Cu oxide to electronics, especially in the field of switching devices, it is necessary to obtain a superconducting transistor which is a basic superconducting active element.
Y-Ba-Cu酸化物あるいはBi-Sr-Ca-Cu酸化物を用いた超電
導トランジスタあるいは超電導三端子素子としては、Y-
Ba-Cu酸化物薄膜から成る超電導弱結合に対してAl薄膜
から成る電流注入電極を備えた、いわゆる電流注入スイ
ッチング素子が作製されている。この例は第49回応用物
理学会術講演会予稿集第1分冊第151頁(1988年)に記
載されている。As a superconducting transistor or a superconducting three-terminal device using Y-Ba-Cu oxide or Bi-Sr-Ca-Cu oxide, Y-
So-called current-injection switching devices having a current-injection electrode made of an Al thin film for a superconducting weak bond made of a Ba-Cu oxide thin film have been manufactured. An example of this is described in Proceedings of the 49th Japan Society of Applied Physics Technical Lecture, Volume 1, 151 (1988).
一方電界効果を用いた超電導トランジスタとして、液体
He温度動作の必要なNb系の超電導材料を用いたものであ
るが、超電導電子のしみ出し効果と、GaAsあるいはSiの
電界効果を用いた三端子素子が得られている。この例は
フイジカルレビューレターズ第54巻第2449頁、1985年
(Physical Review Letters,Vol.54,pp.2449,1985)に
記載されている。On the other hand, as a superconducting transistor using the field effect, a liquid
Although it uses an Nb-based superconducting material that requires He temperature operation, a three-terminal device using the exuding effect of a superconducting conductor and the electric field effect of GaAs or Si has been obtained. This example is described in Physical Review Letters, Vol. 54, p. 2449, 1985 (Physical Review Letters, Vol. 54, pp. 2449, 1985).
上記第1の従来技術は電流注入型のスイッチング素子に
関して、第三電極を付加することによる超電導電流を制
御するものである。スイッチング信号は電流である。ス
イッチング信号種を電流とする場合、入力信号電流と出
力信号電流を分離することが必要である。入出力信号を
分離しない場合、素子がスイッチングしない場合でも、
入力信号電流が出力線にそのまま流れるという問題が生
じる。これはスイッチング回路における誤動作の原因と
なる。The above-mentioned first conventional technique controls a superconducting current by adding a third electrode to a current injection type switching element. The switching signal is a current. When the switching signal type is current, it is necessary to separate the input signal current and the output signal current. Even if the input / output signals are not separated, or the element is not switched,
There is a problem that the input signal current flows through the output line as it is. This causes a malfunction in the switching circuit.
スイッチング素子の機能としては、スイッチング信号電
流を注入することによってスイッチング動作を行わせる
とともに、素子の入出力電流分離作用が働くことが必要
である。このような機能を電流注入型のスイッチング素
子に賦与することは非常に困難であり、またこのような
機能を有せしめたとしても素子の構造がきわめて複雑と
なる。したがってスイッチング素子において入出力信号
の分離を容易に達成するためには、入力信号を電流以外
のものに求める必要がある。最も素子としての取扱いが
簡単な方法は半導体トランジスタのごとく、電圧信号を
用いる方法である。As a function of the switching element, it is necessary to perform a switching operation by injecting a switching signal current and to have an input / output current separation action of the element. It is very difficult to impart such a function to a current injection type switching element, and even if such a function is provided, the structure of the element becomes extremely complicated. Therefore, in order to easily achieve the separation of the input / output signals in the switching element, it is necessary to find the input signal other than the current. The easiest method to handle the element is to use a voltage signal like a semiconductor transistor.
電圧信号によってスイッチング動作を行わせる素子の一
種であり、電界効果型超電導トランジスタとして従来得
られている素子構造は、SiやGaAs等の半導体基板の片側
に一定の間隙を保ってソースとドレインを配する。超電
導電流はソースから半導体基板を通ってドレインに流れ
込むようになっている。この超電導電流を制御するため
に、ソースとドレイン間隙の半導体上に直接あるいは絶
縁膜を介してゲート電極が配される。A type of element that performs switching operation by a voltage signal, and the element structure that has been conventionally obtained as a field effect superconducting transistor has a source and drain arranged on one side of a semiconductor substrate such as Si or GaAs with a certain gap. To do. The superconducting current flows from the source through the semiconductor substrate to the drain. In order to control this superconducting current, a gate electrode is arranged on the semiconductor in the gap between the source and the drain directly or through an insulating film.
ところでY-Ba-Cu酸化物やBi-Sr-Ca-Cu酸化物等の超電導
コヒーレンス長さは約1nmと非常に短い値である。これ
に対応してソースとドレイン間の間隙は高々数十nmの微
小な寸法に保つ必要がある。このような微小な寸法の加
工を酸化物系の高臨界温度超電導材料に対して施すのは
きわめて困難である。さらにこの微小な間隙上にゲート
電極を配する必要がある。このような理由により,金属
系超電導材料を用いた電界効果型トランジスタの構造を
酸化物系高臨界温度超電導材料に適用して超電導トラン
ジスタを得るのは加工技術的にきわめて困難なことであ
る。By the way, the superconducting coherence length of Y-Ba-Cu oxide or Bi-Sr-Ca-Cu oxide is a very short value of about 1 nm. Correspondingly, it is necessary to keep the gap between the source and drain at a minute size of at most several tens nm. It is extremely difficult to perform processing of such minute dimensions on an oxide-based high critical temperature superconducting material. Furthermore, it is necessary to dispose a gate electrode on this minute gap. For these reasons, it is extremely difficult in terms of processing technology to obtain a superconducting transistor by applying the structure of a field effect transistor using a metal-based superconducting material to an oxide-based high critical temperature superconducting material.
そこで本発明の目的は、酸化物系の高臨界温度超電導材
料を用いた電界効果超電導トランジスタに対して適用し
得る素子構造を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an element structure applicable to a field effect superconducting transistor using an oxide-based high critical temperature superconducting material.
上記目的を達成するために本発明においては、Y-Ba-Cu
酸化物あるいはBi-Sr-Ca-Cu酸化物等をはじめとする酸
化物系超電導材料をソースおよびドレイン電極とする電
界効果型超電導トランジスタをつぎ次のように構成す
る。In order to achieve the above object, in the present invention, Y-Ba-Cu
A field-effect superconducting transistor having an oxide or an oxide-based superconducting material such as Bi-Sr-Ca-Cu oxide as a source and drain electrodes is constructed as follows.
Y-Ba-Cu酸化物あるいはBi-Sr-Ca-Cu酸化物をはじめとす
る酸化物超電導薄膜をソースおよびドレイン電極の一方
とし、この上に半導体薄膜層を形成し、さらにこの半導
体薄膜層上にY-Ba-Cu酸化物あるいはBi-St-Ca-Cu酸化物
をはじめとする酸化物超電導細線状薄膜から成るソース
およびドレイン電極の他方を形成し、この上にゲート絶
縁膜を配し、かつゲート絶縁膜上にゲート電極膜を配し
た構造とする。ゲート電極膜の一部あるいは全部が、半
導体薄膜上のドレインあるいはソース細線の間隙から見
込まれる半導体薄膜上に、ゲート絶縁膜を介して接した
構造とする。ゲート電極膜の一部がゲート絶縁膜を介し
てソースあるいはドレイン電極膜上に乗り上げる構造と
することも可能である。An oxide superconducting thin film such as Y-Ba-Cu oxide or Bi-Sr-Ca-Cu oxide is used as one of the source and drain electrodes, and a semiconductor thin film layer is formed on top of this, and further on this semiconductor thin film layer. On the other side of the source and drain electrodes consisting of oxide superconducting thin wire thin film such as Y-Ba-Cu oxide or Bi-St-Ca-Cu oxide, on which the gate insulating film is arranged, In addition, the gate electrode film is provided on the gate insulating film. A part or the whole of the gate electrode film is in contact with the semiconductor thin film, which is expected from the gap of the drain or source thin line on the semiconductor thin film, through the gate insulating film. It is also possible to adopt a structure in which a part of the gate electrode film rides on the source or drain electrode film via the gate insulating film.
以上述べた手段は以下の理由により上記目的、すなわち
高臨界温度の酸化物超電導材料を用いた電界効果による
超電導トランジスタの動作を可能にするものである。The means described above enables the above-mentioned purpose, that is, the operation of the superconducting transistor by the field effect using the oxide superconducting material of high critical temperature, for the following reasons.
酸化物系超電導材料を用いて電界効果トランジスタを製
作する場合、酸化物超電導材料のコヒーレンス長さが短
いために、超電導電極間距離の長い超電導弱結合素子を
得るのは困難である。すなわちソース電極とドレイン電
極間の距離は0.1μmあるいはこれ以下の値に保つ必要
がある。このような条件が満足されなければ、しみ出し
効果によってソースとドレイン間に超電導電流を流すこ
とはできない。When manufacturing a field effect transistor using an oxide superconducting material, it is difficult to obtain a superconducting weakly coupled device having a long distance between superconducting electrodes because the coherence length of the oxide superconducting material is short. That is, the distance between the source electrode and the drain electrode must be kept at 0.1 μm or less. If such a condition is not satisfied, the superconducting current cannot flow between the source and the drain due to the seepage effect.
本発明にかかる超電導三端子素子においてはソース電
極、半導体およびドレイン電極を薄膜形状にして積層状
に積重ねた構造であるので、ソース電極とドレイン電極
間の距離を半導体膜厚に対応して任意の値に保つことが
できる。Since the superconducting three-terminal element according to the present invention has a structure in which the source electrode, the semiconductor and the drain electrode are formed into a thin film and stacked in a laminated form, the distance between the source electrode and the drain electrode is set to an arbitrary value depending on the semiconductor film thickness. Can be kept at a value.
さらにゲート電極膜パタンの位置合せが不要であり、従
来の超電導トランジスタのようなセルフアライン法等の
高度なゲート電極膜形成技術を必要としない。Furthermore, the alignment of the gate electrode film pattern is not necessary, and the advanced gate electrode film forming technique such as the self-alignment method as in the conventional superconducting transistor is not required.
以上のごとき本発明にかかる超電導三端子素子の構造
は、電界効果型超電導トランジスタに特有の微小なソー
スとドレイン間の距離、およびゲート電極膜の0.1μm
前後の位置合せ等の特有の技術的困難性を克服して、ゲ
ート電極によって信号電圧を印加し、スイッチング動作
を行わせるという電界効果型超電導トランジスタの機能
を可能ならしめるものである。As described above, the structure of the superconducting three-terminal element according to the present invention has a small distance between the source and the drain peculiar to the field effect type superconducting transistor, and a gate electrode film of 0.1 μm.
By overcoming the technical difficulties peculiar to the front and rear alignment and the like, the function of the field-effect superconducting transistor of applying a signal voltage by the gate electrode and performing a switching operation is made possible.
本発明を以下に述べる実施例にもとづいて説明する。 The present invention will be described based on Examples described below.
第1図および第2図に示すごとく、 SrTiO3の(110)面方位単結晶1を基板として、Y-Ba-Cu
酸化物薄膜2の形成を高周波マグネトロンスパッタリン
グ法によって行う。As shown in FIGS. 1 and 2, Y-Ba-Cu was prepared by using the (110) -oriented single crystal 1 of SrTiO 3 as a substrate.
The oxide thin film 2 is formed by a high frequency magnetron sputtering method.
Y-Ba-Cu酸化物の円板状焼結体で、かつ組成比が1:2:4の
ターゲットを用い、100Wの高周波電力を印加することに
よりスパッタリングを行う。放電としてはO2濃度50%の
Ar+O2混合ガスを用い、ガス圧力としては5mTorrとす
る。膜形成時の基板温度は700℃とする。以上のごとき
方法により化学量論組成のソースあるいはドレインとな
るY-Ba-Cu酸化物薄膜2を得る。Y-Ba-Cu酸化物薄膜2は
ペロブスカイト型結晶のc軸が基板面と平行な配向性を
示す。膜厚は0.1μmとする。さらに超電導臨界温度は8
0Kから85Kの範囲にある。Sputtering is performed by applying a high-frequency power of 100 W using a disc-shaped sintered body of Y-Ba-Cu oxide and a composition ratio of 1: 2: 4. As for discharge, O 2 concentration of 50%
Ar + O 2 mixed gas is used, and the gas pressure is 5 mTorr. The substrate temperature during film formation is 700 ° C. The Y-Ba-Cu oxide thin film 2 serving as a source or a drain having a stoichiometric composition is obtained by the above method. The Y-Ba-Cu oxide thin film 2 has an orientation in which the c-axis of the perovskite type crystal is parallel to the substrate surface. The film thickness is 0.1 μm. Furthermore, the superconducting critical temperature is 8
It is in the range of 0K to 85K.
つぎにY-Ba-Cu酸化物のCuの一部をAlによって置換したY
-Ba-Cu(Al)酸化物薄膜3を膜厚5〜100nmの範囲で形
成する。このY-Ba-Cu(Al)酸化物薄膜3は半導体的な
性質を示す。Y-Ba-Cu酸化物薄膜2上にエピタキシ成長
させるために、Y-Ba-Cu(Al)酸化物薄膜3はの形成温
度を700℃とし、Y-Ba-Cu(Al)酸化物焼結体ターゲット
を用いて高周波マグネトロンスパッタリング法によって
堆積を行う。以上の方法により半導体層の形成を行う。
Y-Ba-Cu酸化物2とY-Ba-Cu(Al)酸化物3二層膜に対し
て、下層ソース(あるいはドレイン)電極としてのパタ
ンを化学的なエッチング法により形成する。さらにY-Ba
-Cu酸化物薄膜の電極パタン形成後、フッ素処理を行う
ことにより端面を絶縁化する。Next, Y in which a part of Cu in the Y-Ba-Cu oxide was replaced by Al
-The Ba-Cu (Al) oxide thin film 3 is formed in a thickness range of 5 to 100 nm. This Y-Ba-Cu (Al) oxide thin film 3 exhibits semiconductor-like properties. In order to perform epitaxial growth on the Y-Ba-Cu oxide thin film 2, the Y-Ba-Cu (Al) oxide thin film 3 was formed at a temperature of 700 ° C. and the Y-Ba-Cu (Al) oxide was sintered. Deposition is performed by a high frequency magnetron sputtering method using a body target. The semiconductor layer is formed by the above method.
On the Y-Ba-Cu oxide 2 and Y-Ba-Cu (Al) oxide 3 bilayer film, a pattern as a lower layer source (or drain) electrode is formed by a chemical etching method. Furthermore Y-Ba
-After forming the electrode pattern of the Cu oxide thin film, fluorine treatment is performed to insulate the end faces.
さらにこの上にドレイン(あるいはソース)となるY-Ba
-Cu酸化物薄膜4の形成を行う。膜形成方法および条件
は下層Y-Ba-Cu酸化物薄膜2と同様である。膜厚は0.1μ
mとする。つぎに幅0.1μmの細線列を有するレジスト
パタンを上層Y-Ba-Cu酸化物薄膜4上に形成し、Cl2を用
いた反応性イオンビームエッチング法によりY-Ba-Cu酸
化物薄膜4の加工を行う。加工はレジスト膜に覆われて
いないY-Ba-Cu酸化物薄膜4部分を完全に除去するまで
行う。Furthermore, Y-Ba which becomes drain (or source) on this
-Cu oxide thin film 4 is formed. The film forming method and conditions are the same as those of the lower Y-Ba-Cu oxide thin film 2. Film thickness is 0.1μ
m. Next, a resist pattern having a thin line array with a width of 0.1 μm is formed on the upper Y-Ba-Cu oxide thin film 4, and the Y-Ba-Cu oxide thin film 4 is formed by reactive ion beam etching using Cl 2 . Perform processing. The processing is performed until the portion of the Y-Ba-Cu oxide thin film 4 which is not covered with the resist film is completely removed.
つぎにゲート絶縁膜となるMgO薄膜5を高周波マグネト
ロンスパッタリング法により形成する。さらにこの上に
ゲート電極膜となるAu膜6を蒸着法により形成する。さ
らにArイオンビームによってエッチングを行うことによ
りゲート電極膜としてのパタンを得る。Next, the MgO thin film 5 to be the gate insulating film is formed by the high frequency magnetron sputtering method. Further, an Au film 6 to be a gate electrode film is formed on this by an evaporation method. Further, etching is performed with an Ar ion beam to obtain a pattern as a gate electrode film.
以上のごとき工程により、ソース、ドレインおよびゲー
ト電極膜、半導体層およびゲート絶縁膜からなる高臨界
温度酸化物超電導三端子素子を得る。この酸化物超電導
三端子素子は電圧信号によってスイッチング動作を行
う、いわゆる電界効果型トランジスタとして用いること
ができる。すなわち本酸化物系超電導トランジスタ装置
は第3図に示されるごとく、ゲートに電圧信号を印加し
ない状態7においては零電圧状態において熱電導電流が
流れないが、ゲートに負電圧を印加した場合8において
は、超電導電流が流れ、スイッチング動作が行われる。
その理由は次のとおりである。ゲートに負電圧を印加す
ることにより、ゲート近傍の半導体層のエネルギーバン
ドが上に曲げられ、ホール濃度が高くなる。ソースおよ
びドレイン電極から半導体層にしみ出す超電導電子の広
がる距離はホール濃度すなわち超電導電子の濃度に依存
して長くなり、各電極からしみ出した超電導電子波が互
いに重なり合うからである。Through the steps described above, a high critical temperature oxide superconducting three-terminal element including a source, a drain, a gate electrode film, a semiconductor layer and a gate insulating film is obtained. This oxide superconducting three-terminal element can be used as a so-called field effect transistor which performs a switching operation by a voltage signal. That is, in the oxide superconducting transistor device of the present invention, as shown in FIG. 3, the thermoelectric conductive current does not flow in the zero voltage state in the state 7 in which the voltage signal is not applied to the gate, but in the case 8 in which the negative voltage is applied to the gate. A superconducting current flows in the device, and a switching operation is performed.
The reason is as follows. By applying a negative voltage to the gate, the energy band of the semiconductor layer near the gate is bent upward, and the hole concentration is increased. This is because the distance over which the superconducting conductors that exude from the source and drain electrodes to the semiconductor layer spread increases depending on the hole concentration, that is, the concentration of the superconducting conductors, and the superconducting waves exuding from each electrode overlap each other.
なお超電導電極材としてBi-Sr-Ca-Cu酸化物等他の酸化
物超電導材料を用いた場合に関しても同様の構造および
製造方法を採用して、電界効果型の超電導三端子素子を
作製し、同様の超電導スイッチング特性を得ることがで
きる。さらに超電導三端子素子の半導体層として前記半
導体特性を有する材料以外に、GaAsやSi等の半導体、正
方晶のペロブスカイト系超電導材料である低酸素濃度の
Y-Ba-Cu酸化物等半導体特性を有する材料を用いても電
界効果型超電導三端子素子としての特性を得ることがで
きる。Note that the same structure and manufacturing method are also applied to the case where other oxide superconducting materials such as Bi-Sr-Ca-Cu oxide are used as the superconducting electrode material, to produce a field-effect superconducting three-terminal element, Similar superconducting switching characteristics can be obtained. Further, as a semiconductor layer of the superconducting three-terminal element, in addition to a material having the above-mentioned semiconductor characteristics, a semiconductor such as GaAs or Si, a tetragonal perovskite-based superconducting material having a low oxygen concentration
Even if a material having semiconductor characteristics such as Y-Ba-Cu oxide is used, the characteristics as a field-effect superconducting three-terminal element can be obtained.
このような特性を有する超電導三端子素子は論理回路や
記憶回路等のデイジタル回路に、さらにはアナログ−デ
イジタル変換器等のアナログ回路等広い分野に応用可能
である。The superconducting three-terminal element having such characteristics can be applied to a wide range of fields such as digital circuits such as logic circuits and memory circuits, and analog circuits such as analog-digital converters.
以上述べたごとく、本発明においては酸化物超電導材料
を用いた電界効果型の超電導三端子素子に関して以下の
効果を有する。As described above, the present invention has the following effects regarding the field effect type superconducting three-terminal element using the oxide superconducting material.
(1)ソース電極、半導体層およびドレイン電極が積層
状に配されるため、ソース電極とドレイン電極間の距離
を1nmの精度で、かつ100nm以下の範囲で可変できる。こ
のことは超電導三端子素子の作製をきわめて容易にする
とともに、素子特性の再現性を向上せしめる。(1) Since the source electrode, the semiconductor layer, and the drain electrode are laminated, the distance between the source electrode and the drain electrode can be changed with an accuracy of 1 nm and within a range of 100 nm or less. This makes it extremely easy to manufacture the superconducting three-terminal element and improves the reproducibility of the element characteristics.
(2)ゲート電極膜を形成するにあたって、セルフアラ
インミント等の高度の技術を必要とせず、また0.1μm
程度の微小な合せも不要である。光学的な露光法によっ
て0.1μmの合せ精度を得ることはきわめて困難であ
る。したがってゲート電極膜の形成、とくにパタンの形
成が容易となる。この結果として超電導三端子素子の作
製歩留りが著しく向上する。(2) The formation of the gate electrode film does not require advanced technology such as self-alignment mint and is 0.1 μm
Fine adjustment is not necessary. It is extremely difficult to obtain the alignment accuracy of 0.1 μm by the optical exposure method. Therefore, it becomes easy to form the gate electrode film, especially the pattern. As a result, the production yield of the superconducting three-terminal element is significantly improved.
第1図は本発明の一実施例である超電導三端子素子の上
面図、第2図は第1図のI−I線断面図、第3図は本発
明の超電導三端子素子の電圧−電流特性図である。 符号の説明 1……SrTiO3基板、2……Y-Ba-Cu酸化物超電導電極
膜、3……Y-Ba-Cu(Al)酸化物半導体層、4……Y-Ba-
Cu酸化物対向電極膜、5……ゲート絶縁膜、6……ゲー
ト電極膜、7……ゲート信号電圧零時の電圧−電流特
性、8……ゲート信号電圧印加時の電圧−電流特性。FIG. 1 is a top view of a superconducting three-terminal element which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II of FIG. 1, and FIG. 3 is a voltage-current of the superconducting three-terminal element of the present invention. It is a characteristic diagram. Explanation of symbols 1 …… SrTiO 3 substrate, 2 …… Y-Ba-Cu oxide superconducting electrode film, 3 …… Y-Ba-Cu (Al) oxide semiconductor layer, 4 …… Y-Ba-
Cu oxide counter electrode film, 5 ... Gate insulating film, 6 ... Gate electrode film, 7 ... Voltage-current characteristics when gate signal voltage is zero, 8 ... Voltage-current characteristics when gate signal voltage is applied.
Claims (3)
ソースおよびドレインの一方の第1の超電導電極膜上に
半導体層が形成され、上記半導体層上にソースおよびド
レインの他方の第2の超電導電極膜が形成され、さらに
上記第2の超電導電極膜上にゲート絶縁膜を介してゲー
ト電極が形成されることにより構成される超電導三端子
において、上記半導体層は上記第1及び第2の超電導電
極膜を構成する元素の銅元素の一部をAlで置換すること
によって、半導体的な性質を示すものであることを特徴
とする超電導三端子素子。1. A semiconductor layer is formed on a first superconducting electrode film of one of a source and a drain made of an oxide-based superconducting material containing a copper element, and a second layer of the other of the source and the drain is formed on the semiconductor layer. In a superconducting three-terminal structure in which a superconducting electrode film is formed, and a gate electrode is formed on the second superconducting electrode film via a gate insulating film, the semiconductor layer has the first and second semiconductor layers. A superconducting three-terminal device characterized by exhibiting semiconductor-like properties by substituting Al for part of the copper element of the elements constituting the superconducting electrode film.
物あるいはBi-Sr-Ca-Cu酸化物であることを特徴とする
請求項1記載の超電導三端子素子。2. The superconducting three-terminal device according to claim 1, wherein the oxide-based superconducting material is Y-Ba-Cu oxide or Bi-Sr-Ca-Cu oxide.
スあるいはドレイン電極膜上に重なることなく、直接半
導体上に配されることを特徴とする請求項1または2記
載の超電導三端子素子。3. The superconducting three-terminal device according to claim 1, wherein at least a part of the gate insulating film is directly arranged on the semiconductor without overlapping the source or drain electrode film.
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