JPH0223674A - 配線の接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は基板上に形成された超電導材料による配線と、
他の配線との接続方法に関するものであり、具体的には
超電導材料を配線や素子（例えばジョセフソン素子）に
使った集積回路やセンサーの接続方法に関するものであ
る。

従来の技術 第４図（ａ）は従来の代表的な配線の接続を示した平面
図であり、第４図（ｂ）は第４図（ａ）のＡＢ線におけ
る断面図である。基板４上において第１の配線１と第２
の配線２が層間絶縁層３の開口部７で接続されている。

第４図において第１の配線ｌが超電導材料による配線で
ある。

発明が解決しようとする課題 超電導材料を用いた第１の配線と第２の配線（第２の配
線については超電導材料に限定しない）を接続する場合
、しばしは配線間の接続性能が問題となる。配線間の接
続部では抵抗が生したり、あるいは流すことのできる電
流値が制限されたりする（超電導体配線どうしの接続で
あってもジョセフソンジャンクションを作りやすく抵抗
成分が生じたり電流値の制限が起こる）。とりわけ第１
の配線自体は超電導材料であり零抵抗あるいは大きな臨
界電流をもつという優れた性質があるにも関わらず、実
際には配線の能力が接続部の特性で律速されてしまうこ
とが多い。

原理的には接続部の面積を大きくすれば、接続部の抵抗
は減少し、流せる電流値も増大する。しかしながら単純
に面積を大きくする事は集積回路やセンサーの面積が大
きくなり実用的でなく、小面積で効率よく配線の接続を
行なうことが重要である。

本発明は、そのような要望を満足する配線の接続方法を
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、　基板上に形成された超電導材料による第１
の配線に、複数の小孔もしくは凹凸を形成した接続部を
作り、前記接続部に第２の配線の一部を重ねるように形
成し、前記第１の配線と前記第２の配線を電気的に接続
するものである。

作用 上記手段により回路レイアウトとして配線どうしの重な
り部は同程度でも、配線間の接続面積が増大し、接続部
の抵抗が減少し、流せる電流値（許容電流）が増大する
。

実施例 以下、本発明の実施例を図面をもとに説明する。

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の第１の実施例の配線
の接続部を示したものである（従来の第４図と同一構成
要素には同一符号を記している）。本実施例では超電導
材料として導電性に異方性を有するＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ
単結晶からなる第１の配線１′と第２の配線２の接続を
行なっている。眉間絶縁層３０開口部７における第１の
配線１′に凹凸をつけ、その上に第２の配線２の形成を
行い接続を行なった。この接続方法を行なうことにより
、開口部７の面積が従来と同一であっても接続抵抗が半
分以下となり、許容電流が増加した。

第２図（ａ）、　（ｂ）は第１図の接続を行なう際の、
第１の配線の凹凸の形成方法を示したものである。第２
図（ａ）は、基板４上に第１の配線１′を形成した後に
眉間絶縁層３を形成し、開口部７を開けた状態に薄膜８
を被着した状態を示している。この場合　薄膜８はスパ
ッタ法によるものでありａｍな穴９が多数開いている（
薄膜８の材質、膜厚、作成条件を調整することにより穴
９の数を調整できる）。この状態で超電導材料の一部を
エツチングすると第２図（ｂ）のように、開口部７０部
分に凹部６が多数生じる。この後、薄膜８を除去し第２
の配線２を形成して第１図の状態となる。

第３図（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施例の配線の
接続部を示したものである（従来の第４図と同一構成要
素には同一符号を記している）。超電導材料として導電
性に異方性を有するＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ単結晶からなる
第１の配線１目と第２の配線２の接続を行なっている。

本実施例では開口部７０部分に第１の配線の膜厚と同程
度の幅の溝１０を多数形成した。溝１０を作るのに半導
体素子を作るのに通常用いられるフォトリソグラフィの
技術を用いた。この接続方法を行なうことにより、開口
部７の面積が従来と同一であっても接続抵抗が半分以下
となり、許容電流が増加した。

また本発明による接続の改良は、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘの
ような導電性に異方性を有する超電導材料を使う場合に
特に大きかった。これは、通常ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘのよ
うな層状酸化物超電導体単結晶を形成する場合、臨界電
流の小さいＣ軸を基板面に垂直に成長させる、このとき
の結晶の向きが関係しているためと推定される。従来の
第４図のような基板に平行な面のみでの接続では、接触
面を流れる電流の向きは臨界電流の小さい方向に限定さ
れていたのに対し、本発明を施した接続では臨界電流の
大きな方向の接続が含まれており、そのため効果が大き
くなったと考えられる。

発明の効果 以上述べたように本発明は、回路レイアウトと従来に比
へ配線の能力向上による設計マージンが向上したり、逆
に接続部の回路レイアウトを小さくして集積回路やセン
サーを小型化することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　　（ｂ）は本発明の第１の実施例を施
した配線の接続部の平面図と断面図、第２図（ａ）、　
　（ｂ）は第１の実施例の配線の接続方法を示す工程断
面図、第３図（ａ）、　　（ｂ）は本発明の第２の実施
例を施した配線の接続部を示す平面図と断面図、第４図
（ａ）、　　（ｂ）は従来の配線の接続部を示す平面図
と断面図である。 １、ｌ’ｌ”・・・第１の配線、２・・・第２の配線、
３・・・層間絶縁層、４・・・基板、６・・・凹部、　
１０・・・溝。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に形成された超電導材料による第１の配線
   に、複数の小孔もしくは凹凸を形成した接続部を作り、
   前記接続部に第２の配線の一部を重ねるように形成し、
   前記第１の配線と前記第２の配線を電気的に接続する配
   線の接続方法。
2. （２）第１の配線上に小孔を有する薄膜を形成し、前記
   薄膜をマスクに超電導材料をエッチングし、前記第１の
   配線に小孔もしくは凹凸を形成することを特徴とする請
   求項１記載の配線の接続方法。
3. （３）基板面に垂直方向の臨界電流が基板面に平行方向
   の臨界電流より小さい超電導材料による第１の配線を用
   いることを特徴とする請求項１記載の配線の接続方法。