일반기술

고온초전도 단결정을 이용한 선천성 조셉슨 접합 단상의 인-시튜적 제조방법 및 이에 사용되는 이온빔 식각장치

본 발명은 고온 초전도체의 단결정 단상(壇床)구조에, 원하는 임의의 수의 선천성 조셉슨 접합을 형성시키기 위하여, 단결정 단상구조의 식각 공정과 이 단상 구조내에 생성되고 있는 선천성 조셉슨 접합에 대한 측정 작업을 저온에서 동시에 수행하는 방법 및 이에 사용될 수 있는 이온빔 식각 장치를 개시한다. 선천성 조셉슨 접합의 단상구조를 제조함에 있어서 단상구조내에 형성되는 선천성 조셉슨 접합의 수를 임의로 조절할 수 있게 됨으로써, SQUID 소자, THz 발진소자, 전압표준소자, 믹서 소자 등의 고온 초전도체 단결정을 이용한 능동소자 개발이 용이하게 될 수 있다. (a) 기판(10) 상에, 단위포(unit cell)의 c축방향이 상기 기판(10)에 수직하도록 하여 고온 초전도체 단결정(14)을 상기 기판(10)상에 고정시키는 단계; (b) 상기 단결정(14)의 ab 표면을 노출시키는 단계; (c) 상기 단결정(14)의 ab 표면 상에 전도성 금속 박막(16)을 증착시키는 단계; (d) 상기 단결정(14)상에 상기 금속 박막(16)이 적층된 구조로 이루어진 복수개의 단상 구조를 형성하는 단계; (e) 상기 복수개의 단상 구조 사이의 골짜기를 매립하여, 상기 단상 구조의 측면 및 상기 단결정(14)의 노출된 표면을 절연시키고, 상기 복수개의 단상 구조상의 금속 박막(16)을 서로 분리시키는 절연막 패턴(18)을 형성하는 단계; 및 (f) 상기 분리된 금속 박막(16) 상에 서로 분리된 복수개의 전극 패턴(20)을 형성하는 단계; 및 (g) 4 단자법으로 측정 단상의 투과 전류 대비 전압특성 곡선을 얻을 수 있도록 상기 복수개의 단상 구조 중 하나 이상의 단상 구조상에 적층되어 있는 전극 패턴(20) 및 그 하부의 금속 박막(16)을 식각하여 분리하는 단계를 포함하는 선천성 조셉슨 접합 단상의 제조방법.