Dispositivo superconductor
Descripción general
 Se proporciona un dispositivo superconductor como un nuevo dispositivo de efecto cuántico que funciona a alta temperatura, se conforma fácilmente en un transistor y se integra fácilmente. ] Un diodo de efecto cuántico y un transistor se forman usando una unión de un superconductor de conducción de electrones y un superconductor de conducción de orificio o similar. Forma dos uniones entre el superconductor de tipo p 202 formado entre los superconductores de tipo n 201 y 203, obtenido por el n-p n (o p n p) de la estructura TRS, cada emisor E, se forman la base B y el colector C ] Se puede proporcionar un dispositivo superconductor de velocidad extremadamente alta con poco retardo de propagación.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo superconductor que es un nuevo dispositivo electrónico tal como un TRS superconductor que usa un superconductor o un diodo superconductor.
Antecedentes de la técnica
Convencionalmente, como un dispositivo electrónico que usa un superconductor, había un dispositivo que usaba un dispositivo Josephson usando un efecto de túnel.
Tarea de solución
Sin embargo, de acuerdo con la técnica anterior, Josephson (Josephson) dispositivo requiere una región de túnel muy delgada (1 4 nm), y requiere temperaturas muy bajas (1 4C), es un problema que es difícil incluso TRS y su integración Había.
La presente invención resuelve los problemas de la técnica anterior, opera a altas temperaturas, y fácilmente convertido en TRS, y un objeto del mismo es proporcionar un dispositivo superconductor como integrado si fácilmente nuevo dispositivo de efecto cuántico.
Solución
Para resolver los problemas de la técnica anterior, con el fin de lograr el objeto anterior, la presente invención se refiere a un dispositivo superconductor, formando una unión entre (1) superconductor de tipo n y un tipo de agujero de conductividad de tipo p superconductores, el diodo y teniendo medios para formar, y (2) la unión entre los de tipo n superconductor y una de tipo p superconductor por dos formación, se necesita un medio para formar un tipo TRS bipolar, y (3) de tipo n superconductor o de tipo p una región de origen y una región de drenaje en el superconductor, en una región intercalada entre dichas regiones de fuente y de drenaje, para formar una región de unión Schottky o p n puerta para formar una unión, los medios que forman un FET cromatografía J es un tipo unipolar TRS tomarlo, y (4) una región de fuente y una región de drenaje en los superconductores de tipo n o de tipo p superconductores, la película dieléctrica está formada en la zona entre la región de fuente y la región de drenaje, la puerta de la película dieléctrica (5) un medio para formar dos tipos complementarios (TR) y dos o más TRS y FET de diferentes polaridades en un tipo complementario (C), etc. Toma la medida de.
Los superconductores de alta temperatura de la óxido tiene de tipo p y de tipo n como el semiconductor, los Ittoryuumu Baryuumu óxido de cobre como un ejemplo representativo de tipo p, óxido de cobre Neojuumu Seryuumu como un ejemplo representativo de tipo n incluir la, como el semiconductor usando estos superconductores de alta temperatura, es posible fabricar un diodo o un TRS bipolares y J FET y MISFET, la acción puede ser fabricado más bien como TRS bipolares complementarios y FET C MIS Sí, estos dispositivos superconductores funcionan a alta temperatura (aproximadamente 30 K 80 K) y funcionan a alta velocidad (aproximadamente 0.1 ps 0.5 ps).
De aquí en adelante, la presente invención se describirá en detalle mediante ejemplos.
La figura 1 es una vista en sección transversal de un diodo que muestra una realización de la presente invención. Eso, (a) una de tipo n superconductor 101 comprende un superconductor de tipo p 102 para formar un unido diodo de unión 103, una de tipo n superconductor 101, para el cajón de tipo p superconductor 102 De los electrodos 104 y 105 están formados. (B) En titanato de estroncio, epitaxia de haz molecular en la superficie del substrato 110 hecha de zafiro o de silicio de cristal único o similares de alta temperatura de tipo p que consiste Ittoryuumu Baryuumu película de óxido de cobre formado por (Molecular BeamEpitaxial sucesivo MBE) o similar un diodo de la estructura lateral en la que la de tipo n de alta temperatura de óxido superconductor 111 hecha de óxido superconductor 112 y Ittoryuumu Baryuumu película de óxido de cobre se forma uniendo por la salida 113, 114 y 115 del cajón hecho de plata o similar Por ejemplo. En (c) en la superficie del sustrato 120 y el de tipo n de alta temperatura de óxido superconductor 121 por un método de MBE y el de tipo p de alta temperatura de óxido superconductor 122 es un diodo de una estructura vertical formada por la unión en la salida 123, 124 y 125 Es un electrodo para extracción.
La figura 2 es una vista en sección transversal de un TRS bipolar que muestra otra realización de la presente invención. Ese fue el (a) para formar dos uniones entre el superconductor de tipo p 202 formado entre los superconductores de tipo n 201 y 203, n más p n (o p n p) de la estructura TRS , Y se forman los electrodos de arrastre del emisor E, la base B y el colector C, respectivamente. Formar dos uniones entre el superconductor de tipo p 212 formado entre los superconductores de tipo n 211 y en la superficie del sustrato 210, n sobre p n (p o p n) la estructura 213 (b) TRS, que es un TRS lateral en el que se forman electrodos de extracción de un emisor E, una base B y un colector C, respectivamente. Formar dos uniones entre el superconductor de tipo p 222 formado entre los superconductores de tipo n 221 y 223 (C) en la superficie del sustrato 220, n más p n (o p n p) estructura TRS, que es un TRS de tipo vertical en el que se forman electrodos de extracción de un emisor E, una base B y un colector C, respectivamente.
La figura 3 es una vista en sección transversal de un J FET que muestra otra realización de la presente invención. Eso, (a) n (o p) de tipo p sobre la superficie del superconductor 301 (o n) tipo superconductores 302 para formar un electrodo de puerta G ungated, ambos extremos del electrodo de puerta G n (o p) de tipo superconductor Es un diagrama de principio de un J FET en el que el cuerpo 301 está formado como una región de origen S y una región de drenaje D, y es un tipo de empobrecimiento FET. El tipo de mejora J FET también se puede formar. El n (o p) de tipo superconductor 311 formada en la superficie de (b) en el sustrato 310, una p (o n) tipo superconductor 312 formado mediante la laminación de la superficie de la n (o p) TIPO superconductores 311 (O p) escriba el superconductor 311 en ambos extremos de la región de puerta G es una región de fuente S y una región de drenaje D. Tenga en cuenta que el p (o n) de tipo superconductor 312 de la región de puerta G puede estar formada de la zona de la puerta por las formas de unión Schottky un metal tal como platino.
La figura 4 es una vista en sección transversal de un MISFET que muestra aún otra realización de la presente invención. (A) n (o p) superficie del superconductor 401 escriba para formar una película dieléctrico de puerta 402, la puerta dieléctrica capa 402 electrodo de superficie 403 puerta electrodo G ungated de, n en ambos extremos del electrodo de puerta G (O p) escriba el superconductor 301 como una región de origen S y una región de drenaje D, y es un tipo de empobrecimiento MISFET. Tipo de mejora MIS FET también se puede formar. El p (o n) tipo superconductor 411 formados en la superficie de (b) en el sustrato 410, una película de dieléctrico de la compuerta 412 en la superficie de la p (o n) TIPO superconductores 411, la película dieléctrica de puerta 412 , Y se forma un superconductor de tipo n (o p) en ambos extremos del electrodo de compuerta G, y se forman una región de fuente S y una región de drenaje D. La película y la película dieléctrica de puerta y el aislante que forma una implantación de iones película de oxígeno y argón en la película de óxido de silicio y una película de nitruro de silicio y el superconductor de óxido, una película ferroeléctrica hecha de plomo Jirukonyuumu titanato (en adelante PZT) Puede usarse. Cuando se usa PZT, también puede tener una función como dispositivo de memoria ferroeléctrica.
TRS bipolares y TRS p n-p bipolares de estructura de la articulación n-p estructura n unión como un dispositivo superconductor, de tipo n J FET y la de tipo p J FET, y el de tipo n MISFET y la de tipo p MIS FET en pares complementarios formado, C TRS bipolares, pueden formar una C TRS como C J FET y C MIS FET, es posible medir más bajo consumo de energía y de conmutación de alta velocidad por C TRS de.
Incidentalmente, el diodo y el TRS de acuerdo con la presente invención se pueden fabricar usando un proceso de fabricación de un dispositivo semiconductor ordinario. Es decir, el proceso de formación de la película o por un método CVD o un método de deposición de vapor y un método epitaxial, de grabado o por ataque en húmedo o de grabado en seco, proceso de dopaje implantación de iones y por y el elemento de difusión térmica, haciendo uso completo de tratamiento patrón por fotograbado liso separación por cromatografía Se puede realizar la formación de la película aislante de la puerta, la formación del electrodo, la formación de la unión y similares. Además, el desarrollo y la pureza de los cristales de óxido superconductor Cho escanear método de esquí áspera o fluya temple método de la zona también se puede realizar también, por tanto, las obleas superconductores como sustrato, de manera similar al dispositivo de circuito integrado semiconductor en la superficie de la superconductor Se puede formar un dispositivo de circuito integrado de cuerpo. de óxido superconductor puede formarse de superconductor y semiconductor y el aislante cambiando la composición Ventajosamente, una mezcla de cada función se puede formar también un dispositivo superconductor.
Además, otro óxido de cobre Ittoryumu Baryuumu como un superconductor de tipo p en la presente invención, hay lantano Baryuumu óxidos de cobre, otro óxido de cobre Neojuumu Seryuumu como una de tipo n superconductores, Ya aquellos con diferente Neojuumu a Samaryuumu y Purosenyuumu , Cosas que cambiaron el cerio por terbinaeu, etc.
Diode y TRS, etc., según la presente invención, una operación similar a la del diodo y TRS por semiconductor, pero el portador es un electrón y los agujeros son cuantificados, es el retraso DenHata cero mayoría, características que operan a muy alta velocidad hay también debido a la utilización de óxido superconductor de alta temperatura se caracteriza para funcionar a una temperatura relativamente alta de alrededor de más de 30K 77K, no hay necesidad de fabricar la región de túnel de la orden de nm como elemento de Josephson (Josephson), Puede operar a la misma velocidad que el elemento Josephson.
Efecto de la invención
De acuerdo con la presente invención, es posible fabricar fácilmente un diodo de tipo de efecto cuántico o TRS que funcione a una alta velocidad y a una temperatura relativamente alta.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en sección transversal de un diodo que muestra una realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal de un TRS bipolar que muestra otra realización de la presente invención.
La figura 3 es una vista en sección de un J FET que muestra otra realización de la presente invención.
La figura 4 es una vista en sección transversal de un MISFET que muestra aún otra realización de la presente invención.
Substrato 110, 120, 210, 220, 310, 410
101, 111, 121, 202, 203, 211, 213, 223, 221, 301, 311, 401 n (conducción electrónica) tipo superconductor
102.115.125.202.212.222.302.312.411 p (conducción agujero) tipo superconductores
104, 105, 114, 115, 124, 125, 403, un electrodo
113, 123 Cruce
402, 412 película dieléctrica de la puerta
E emisor
Base B
Colector C
Fuente S
Drenaje D
Puerta G
Reclamo
La Reivindicación 1 de electrones del tipo de conducción (en lo sucesivo n [negativos] type) superconductor y un tipo de agujero conductividad (en adelante p [positivos] type) que forma una unión con el superconductor, el dispositivo superconductor, caracterizado porque formado un diodo.
Tener dos conjunta como se define en la reivindicación 2 de tipo n superconductor y una de tipo p superconductores, el transistor bipolar: dispositivo superconductor, caracterizado porque formado entre (Transistor sucesivo TRS).
Y la reivindicación 3 superconductores de tipo n o de la fuente superconductor de tipo p y de drenaje regiones, la TRS tipo unipolar que consiste en la región de origen y el disparo en el área entre la unión Schottky región de drenaje o p n zona de la puerta para formar una unión Un dispositivo superconductor caracterizado porque está formado como un transistor de efecto de campo de unión (J: J) (en lo sucesivo denominado FET).
Una región de origen y una región de drenaje con la reivindicación 4 superconductores de tipo n o de tipo p superconductores, el área entre la región de fuente y la región de drenaje para formar una película dieléctrica, un electrodo de puerta sobre la película dieléctrica (Tipo FIS (Superconductor de metal aislante) FET que es un tipo unipolar TRS que se forma como una región de puerta.
5. Un dispositivo superconductor caracterizado porque dos TRS y FET que tienen diferentes polaridades se forman en complementario (C).
Dibujo :
Application number :1994-005933
Inventors :セイコーエプソン株式会社
Original Assignee :岩松誠一