일반기술

조셉슨 접합의 제조방법

본 발명은 단결정 기판에 고온초전도 박막을 증착한 후 폭이 수 ㎛인 스트립을 만든 후, 스트립의 일정부분을 Ar 이온밀링(ion milling)으로 적절한 손상을 줌으로써 조셉슨접합을 형성하는 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 전자선리소그래피(E-beam lithography)를 이용하여 일렉트로레지스터(ER: electroresist)의 손상될 접합부위만을 노출시켜 이온빔을 통해 손상 및 박막두께를 얇게 만들어 접합을 제작한다. 간단히 제작할 수 있고, 이온빔 조절을 통해 임계전류(critical current: Ic)값과 정상저항(normal resistance: Rn)값을 조절할 수 있는 장점을 가지고 있다. 이 방법은 기존의 접합제작 과정이 가지는 재현성 문제, 자유롭지 못한 접합위치의 구조적 문제를 해결하여 준다. 고온초전도 박막(YBCO, BSCCO, TBCCO, HBCCO 등)을 단결정 기판(SrTiO3, MgO, LaAlO3, Al2O3)에 박막으로 증착한 후 패드(pad)로서 Au를 증착한다. 전통적인 포토리소그래피(photo-lithography)를 통해 접합 폭이 3～5 ㎛ 되도록 한다. 이온밀링 장비를 통해 건식각을 하여 준 후 PMMA(polymethylmetaacrylate) 4 %를 코팅하여 전자선리소그래피를 통해 손상 받을 접합 폭이 100 nm 이하가 되도록 노출시킨다. 이 부위를 이온밀링을 통해 1200 Å의 박막을 350～450Å 사이의 두께로 만드는 동시에 이온빔의 조절로 손상을 입혀 제작한다. 이렇게 제작되는 조셉슨 접합은 각종 고온초전도 전자소자 제작에 응용이 가능하며 Ar 이온빔의 밀링강도를 조절함으로써 임계전류값, 정상저항값을 각각 수μA～수백μA, 수Ω 또는 그 이하로 자유로이 조절할 수 있다. 본 발명은 단결정 기판에 고온초전도 박막을 증착한 후 폭이 수 ㎛인 스트립을 만든 후, 스트립의 일정부분을 Ar 이온밀링(ion milling)으로 적절한 손상을 줌으로써 조셉슨접합을 형성하는 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 전자선리소그래피(E-beam lithography)를 이용하여 일렉트로레지스터(ER: electroresist)의 손상될 접합부위만을 노출시켜 이온빔을 통해 손상 및 박막두께를 얇게 만들어 접합을 제작한다. 간단히 제작할 수 있고, 이온빔 조절을 통해 임계전류(critical current: Ic)값과 정상저항(normal resistance: Rn)값을 조절할 수 있는 장점을 가지고 있다. 이 방법은 기존의 접합제작 과정이 가지는 재현성 문제, 자유롭지 못한 접합위치의 구조적 문제를 해결하여 준다. 고온초전도 박막(YBCO, BSCCO, TBCCO, HBCCO 등)을 단결정 기판(SrTiO3, MgO, LaAlO3, Al2O3)에 박막으로 증착한 후 패드(pad)로서 Au를 증착한다. 전통적인 포토리소그래피(photo-lithography)를 통해 접합 폭이 3～5 ㎛ 되도록 한다. 이온밀링 장비를 통해 건식각을 하여 준 후 PMMA(polymethylmetaacrylate) 4 %를 코팅하여 전자선리소그래피를 통해 손상 받을 접합 폭이 100 nm 이하가 되도록 노출시킨다. 이 부위를 이온밀링을 통해 1200 Å의 박막을 350～450Å 사이의 두께로 만드는 동시에 이온빔의 조절로 손상을 입혀 제작한다. 이렇게 제작되는 조셉슨 접합은 각종 고온초전도 전자소자 제작에 응용이 가능하며 Ar 이온빔의 밀링강도를 조절함으로써 임계전류값, 정상저항값을 각각 수μA～수백μA, 수Ω 또는 그 이하로 자유로이 조절할 수 있다.