发明名称 具反相金属–绝缘体–超导体场效电晶体(MISFET)结构之超导场效电晶体,以及其制法
摘要 此场效电晶体包含供作闸极之导电性基材(2)、绝缘障壁层(3)、以及超导通道层(1)于障壁层(3)之上。此超导层(1)载有构成分别为源极与汲极之一对相互间隔之电极(4,5)。基材系以适当之电闸接点(6)提供。基材(2)包含棣属同一晶族之材料作为障壁层(3)。于较佳之具体实施例中,基材(2)为以锯掺杂之钛酸盐锶,障壁(3)则为未经掺杂之钛酸盐锶,而超导体(1)为一薄膜之材料具有至少约相似于基材(2)与障壁(3)层之材料之一之晶格常数。此型式之较佳材料乃为 YBa2Cu3O7-δ(氧化铜钡钇,7氧化3铜2钡钇,δ为变动值),此处o≦δ≦0.5。
申请公布号 TW238399 申请公布日期 1995.01.11
申请号 TW080108386 申请日期 1991.10.24
申请人 万国商业机器公司 发明人 卡尔.亚历山大.穆勒;强纳斯.乔治.班诺兹;裘真.狄特.曼哈特
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种超导场效电晶体,具有一电场控制之电流通道与闸极、源极及汲极,其特征为一电导基材(2)包含单晶体之某种结晶族之第一材料与具有既定结晶方位,该基材(2)系以适当接点(6)构成闸极,一绝缘障壁层(3)沉积于该基材(2)之顶部且包含同一结晶族之第二材料及具有如该基材(2)相同之结晶方位,一超导薄膜层(1)沉积于该绝缘障壁层(3)之顶部且包含具有相似于该族材料结晶特性之材料,该超导薄膜层(1)供作电流通道,以及金垫(4,5)于彼此相互之距离提供于该超导薄膜层(1)之顶部分别供作源极与汲极。2.根据申请专利范围第1项之场效电晶体,其中基材(2)包含以铌掺杂之钛酸锶Nb:SrTiOC_3C,具掺杂因素为10C^-3C与10铌之间,较佳于之铌。3.根据申请专利范围第1项之场效电晶体,其中该基材(2)之结晶方位为100。4.根据申请专利范围第1项之场效电晶体,其中接点(6)至基材(2)构成电晶体之闸极包含以银扩散至该基材(2)。5.根据申请专利范围第1项之场效电晶体,其中绝缘层(3)系沉积于基材(2)之顶部包含钛酸锶SrTiOC_3C,具有一100结晶方位,其厚度于至毫微米之范围。6.一种超导场效电晶体,具有一电场控制之电流通道与闸极源极及汲极,其特征为一电导基材(11)包含一层金、涂敷于绝缘层(7)之下边,于此顶部载有一超导薄膜(8),此转复载有两电极(9.10)分别构成电晶体之源极与汲极,基材层11系以接点(12)提供。7.根据申请专利范围第1项或第6项之场效电晶体,其中该超导体层(1,8)包含YBaC_2CCuC_3COC_7-7氧化3铜2钡钇,为变动値,其中0≦≦0.5,以及具有1至30毫微米范围之厚度。8.一种制造场效电晶体之方法,具有一电场控制之电流通道与闸极、源极以及汲极,其特征为下列之步骤:-以电导单晶体之某种结晶族之材料之形式提供闸极(2)及具有结晶之方位以供作基材;-以如该闸极(2)之材料之相同结晶族构件之材料沉积-绝缘层(3)于该闸极(2)之顶部;-沉积具有一晶格常数至少约匹配于该结晶族晶格常数之超导薄膜(1);-沉积接触点(4,5)至超导薄膜(1)于既定之相互距离以构成分别之源极与汲极接触点;以及-提供闸极接触点(6)于该基材(2)。9.依据申请专利范围第8项之制造场效电晶体之方法,其中:-该闸极(2)系以具有于10C^-3C及10铌之间较佳为铌之掺杂因素之导电N-式100方位铌-掺杂单晶体之形式提供;--100-方位之绝缘层经沉积于闸极之顶部;--YBaC_2CCuC_3COC_7-之超导薄膜层系沉积于该绝缘层(3)之顶部,其中0≦≦0.5;-金垫(4,5)沉积于该YBaC_2CCuC_3COC_7-层以分别构成源极与汲极接触点;-一闸极接触点(6)沉积于铌-掺杂之SrTiOC_3C闸极基材(2)。10.根据申请专利范围第8项之方法,其中SrTiOC_3C之层(3)系藉电抗性射频磁控管于400℃至900℃在OC_2C/Ar(氧/氩)大气中以6.7Pa(帕,压力单位)之喷溅而磊晶生长。11.根据申请专利范围第8项之方法,其中该YBaC_2CCuC_3COC_7-之超导膜(1)系磊晶生长于绝缘SrTiO层(3)之顶部。12.根据申请专利范围第8项之方法,其中闸极接触点(6)系藉扩散银至铌-掺杂之SrTiOC_3C闸极/基材(2)。13.一种制造场效电晶体之方法,具有一电场控制之电流通道与闸极、源极及汲极,其特征为下列之步骤:-提供-100-方位层作为绝缘体予以打薄至至微米之厚度;-喷溅一YBaC_2CCuC_3COC_7-膜于打薄之绝缘体之顶部,其中0≦≦0.5,此膜(8)之厚度系于1至10毫微米之范围;-提供金属垫(8,9)于超导体层(8)之顶部以构成分别为源极与汲极之接触点;-以金属层之形式沉积闸极(11)至打薄绝缘体(7)之背边;一施加接触点(12)于该闸极(11)之下边。14.根据申请专利范围第13项之方法,其中绝缘基材(13)系提供于该闸极(11)之底部。图1为依据本发明场效电晶体第一具体实施例之图示;图2为一创作性场效电晶体第二具体实施例之图示;图3示图1之场效电晶体之IC_GC/VC_GC(闸极电流/闸极电压)之特性;图4为示通道电阻率改变之相依性作为闸极电压VC_GC之函数;图5示通道
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