Brevet FR2508237A1 — publié le 19821224

PROCEDE POUR LA FABRICATION D'UNE JONCTION DE JOSEPHSON NOTAMMENT D'UNE JONCTION TUNNEL DE JOSEPHSON. L'invention concerne un procédé pour la fabrica- tion d'une jonction Josephson. Dans les années récentes, il a été nécessaire de faire face à un grand nombre d'informations et de trai- ter rapidement des calculs techniques Pour cette rai- son, les ordinateurs connaissent une utilisation de plus en plus importante Il est souhaitable de déve- lopper des éléments de commutation à haute vitesse de manière à ce que les ordinateurs soient de plus en plus performants Une de ces commutations est une jonction Josephson et parmi ces jonctions Josephson, on préfère généralement une jonction tunnel Josephson qui a d'ex- cellentes propriétés de commutation La jonction tunnel Josephson est bien connue comme étant un élément de commutation à haute vitesse La jonction tunnel Josephson peut être-mise-en oeuvre avec une faible consommation d'électricité et a un excellent rendement en-vitesse en comparaison avec les semi-conducteurs à base de sili- cone utilisés couramment dans les ordinateurs comme éléments de jonction. La jonction tunnel Josephson est d'une construction simple et comprend une électrode de base, une contre- électrode et une couche barrière en matière isolante sandwichée entre l'électrode de base et la contre élec- trode, la couche barrière ayant une épaisseur de trente à soixante dix Angstroms (A). Un exemple typiqàue de jonction Josephson emploie soit du plomb soit des alliages à base de plomb comme matériaux de base et une recherche de jonction intégrée a été effectuée en utilisant de tels matériaux de base. La jonction Josephson faite de plomb ou d'alliage en plomb a l'avantage quielle a d'excellentes propriétés de reproductibilité Toutefois, puisque les alliages de plomb ont un point de fusion relativement bas et sont mous, ces propriétés de jonction font qu'ils peuvent -2- se dégrader par une différence de température ou par un cycle thermique entre la température de fonctionne- ment ( 4,2 K dans de l'hélium liquide) et la température ambiante En outre, une mise en oeuvre précise des alliages de plomb est plutôt difficile, du fait de la nature molle de ces alliages Par ailleurs, des super- conducteurs faits soit de niobium (\b) ou de composés à base de niobium, ont un point de fusion haut, élevé et sont durs Toutefois, un tel superconducteur a d'excellentes propriétés, un excellent cycle anti- thermique et peut être facilement mis en oeuvre Un pro- blème, avec ces superconducteurs, est quèils ne peuvent encore avoir les propriétés de jonction appropriées- pour une structure de jonction intégrée Ainsi, une étude des possibilités techniques de fabrication de deux jonctionsfpour des superconducteurs à base de niobium ou de composés de niobium, a été effectuée. Voir par exemple "Niobium oxide-barrier tunnel junction" a été décrite par Ronald F Broom et al dans "IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, VOL ED-27, No. OCTOBER 1980, PAGES 1198 à 2007 " Dans cet article, on décrit la fabrication et les caractéristiques électri- ques d'une jonction tunnel barrière en oxyde de niobium. De même, l'oxydation des films de plomb par la technique de l'arc électrique dans un plasma d'oxygène, a été décrite par J H Greiner dans "Journal of Applied Physics Vol 45, No 1, January 1974 Pages 32 à 37 ". Un procédé pour former des couches d'oxyde fines par la technique de la corrosion à l'arc électrique dans une atmosphère d'oxygène, a été décrit dans cet article. L'invention pallie ces inconvénients. Un des objets de l'invention est de fournir une méthode de la fabrication d'une jonction tunnel Joseph- son ayant une électrode de base en niobium ou en com- posés de niobium ou en composés de vanadium (V) dans laquelle la surface de jonction de l'électrode de base est soumise à un nettoyage de manière à être parfaitement -3- lisse et est ensuite soumise à une oxydation pour for- mer une barrière oxyde sur laquelle une contre-électro- de est formée, de sorte que la jonction Josephson ainsi réalisée ait d'excellentes propriétés de jonction. Un autre objet de l'invention est de fournir une méthode grâce à laquelle la jonction tunnel a moins de courant de fluide. Un autre objet de l'invention est de fournir une méthode dans laquelle la jonction Josephson a d'excel - lentes propriétés de cycle thermique et peut être aisément mise en oeuvre pour la réalisation d'une struc- ture de jonction intégrée. De manière conventionnelle, dans la fabrication des jonctions tunnel Joseph-on utilisant soit le plomb soit le niobium, lorsque la barrière tunnel doit être formée après la formation d'un dessin approprié, une surface de jonction de l'électrode de base est nettoyée par la méthode de nettoyage à l'arc électrique en uti- lisant des ions argons (Ar) Dans le cas de jonction Josephson utilisant le niobium, on obtient d'excellentes propriétés électriques par la méthode de nettàyage par pulvérisation'- à l'arc électrique dans l'argon Avec la méthode conven- tionnelle-de nettoyage à l'arc électrique dans l'argon, on a constaté que l'on ne pouvait obtenir de bonnes propriétés de jonction du fait de la détérioration de la surface de jonction et la formation d'oxyde bas qui forme une barrière tunnel Dans le cas de jonction Josephson, en utilisant le plomb, on a déjà proposé d'essayer un premier film superconducteur ou l'électrode de base, de manière à former unsfilm de barrière oxyde après la méthode de nettoyage à l'arc électrique Dans la formation d'une barrière oxyde par oxydation dans un plasma, en utilisant un mélange de gaz, d'oxygène et d'argon, le film oxyde pend de la vitesse d'oxydation et de la durée nécessaire pour introduire le mélanges: de gaz à une pression prédéterminée dans la chambre. Dans l'oxydation en plasma, de manière à éviter l'influence 4 - du film oxyde initial, les conditions pour l'arc élec- trique dans l'argon et la vitesse d'oxydation sont déterminées de manière à contrôler le film barrière oxyde à une épaisseur appropriée pour rendre la matière superconductrice Ainsi l'épaisseur de l'oxyde barrière est contrôlée avec précision D'autre part, dans le cas de jonction Josephson utilisant le niobium, les condi- tions d'oxydation pour contrôler de manière appropriée l'épaisseur de la barrière oxyde n'ont pas encore été déterminées. Selon l'invention, on propose une méthode pour la fabrication d'une jonction Josephson qui consiste: à former sur un substrat une électrode de base sous forme de film en un premier métal superconducteur, à soumettre une surface de l'électrode de base à un nettoyage par pulvérisation à l'arc électrique en-présence d'un hydrocarbure halogéné choisi dans le groupe consistant en un hydrocarbure fluoré (Cn F 2 n+n: N = 4), le tri- fluoromethane (CHF 3), le trichlorofluorométhane (CCCQ 3 F) le trifluorobromomethane (C Br F 3), le dichlorodifluoro- methane (CCY 2 F 2), le trifluoroethane (C 2 H 3 F 3) et le pentafluoroethane (C 2 HF 5); à oxyder la surface nettoyée de l'électrode de base en présence d'un mélange d'oxygène et de. gaz inerte,de manière à former une couche oxyde sur l'électrode de base; et enfin, à former sur la couche d'oxyde une contre électrode en un film en un second métal super- conducteur. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de la description et des exemples de réalisation qui sui- vent, donnés à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées. La figure 1 A à 1 G montre de manière sommaire les différentes étapes de formation d'une jonction Josephson selon la présente invention. - La figure 2 esttune représentation fragmentaire en perspective d'une jonction Josephson. La figue 3 est une représentation graphique (puis- sance V, intensité 1) des caractéristiques de- cette jonction Josephson. La figure 4 est une représentation montrant la relation entre un film de carbone déposé et le temps de nettoyage par pulvérisation à l'arc. Enfin, la figure 5 est un graphisme montrant les caractéristiques puissance-intensité d'une jonction Josephson. Une méthode de fabrication d'une jonction tunnel Josephson selon la présente invention utilise une tech- nique photo Les étapes de formation de cette jonction sont d'ailleurs montrées aux figures 1 A à 1 G. La-figure l A mon te l'état de formation d'un film superconducteur servant d'électrode de base pour la jonctionJosephson Un substrat ( 10) de silicone est revêtu d'un film silicone oxydé,formé sur sa surface par une méthode thermique d'oxydation Le substrat peut être par exemple én saphir Le film ( 12) du métal superconducteur tel que le niobium est formé pur le substrat ( 10), par-exemple par la méthode de pulvérisa- tion à l'arc électrique, ce premier film superconducteur ( 12) servant d'électrode de base. La figure 1 B montre l'étape dans laquelle on trace des motifs sur le film superconducteur L'électrode de base ( 12) est soumise à un revêtement photorésistant par exposition à la lumière,-développement et corrosion séquentiels Le corrodant utilisé est composé par de l'acide chlorydrique (HF), de l'acide nitrique et de l'acide latique La référence^( 14) désigne l'élément photorésistant Le motif résultant sur l'électrode de base ( 12) a une épaisseur d'environ vingt P m. La figure 1 C montre le motif de l'électrode de base ( 12) sur lequel l'élément photorésistant ( 14) a été enlevé. -6- La figure i D montre l'étape de formation du motif recouvert Une partie du substrat ( 10) et une partie de l'électrode de base ( 12) sont enduites avec un po- choir photorésistant ( 16) Le pochoir ( 16) peut être remplacé par tout autre enduit approprié. La figure l E montre l'étape de formation d'une variante d'un film de barrière tunnel ( 18) sur l'élec- trode de base ( 12) Selon une des caractéristiques es- sentielles de l'invention, l'électrode de base-( 12) est soumise à une pulvérisation à l'arc en présence d'un hydrocar- bure contenant du fluorde manière à être nettoyée et débarrassée de toute imperfection Ensuite, cette surface ainsi nettoyée de l'électrode de base { 12) est soumise à une oxydationde manière à former un film oxyde ou barrière ( 18) d'excellente qualité. La figure IF montre l'étape de formation du second film superconducteur ( 20) de plomb (Pb), de manière à réaliser une jonction-tunnel Josephson, le second film superconducteur ( 20) servant comme face supérieure ou comme contre électrode La contre électrode peut être faite du même matériau que l'électrode de base -( 12). La figure 1 G montre la jonction tunnel Josephson résultante de laquelle le pochoir photorésistant ( 16) a été enlevé. La jonction-tunnel Josephson ainsi obtenue est composée d'une él Tetrode de base ( 12), d'une contre- électrode ( 20) et d'une barrière oxyde tunnel ( 18) interposée entre l'électrode de base ( 12) et la contre élec- trode ( 20) La figure 2 montre un exemple typique d'une telle jonction Josephson La barrière oxyde isolante ( 18) a une épaisseur de 30 à 70 Angstroms Lorsque le courant électrique I passe à travers la jonction Joseph- son à une température inférieure à la température de transition superconductive dans la direction indiquée par la flèche sur la figure 2, un voltage V se déve- loppe entre la contreeélectrode ( 20) et l'électrode de base ( 12) La figure 3 montre un graphisme illustrant -7- les caractéristiques puissance (V) et intensité (I) d'un exemple de jonction Josephson Lorsque l'électrode de base ( 12) et la contre électrode -( 20) sont connec- tées à une source de courant électrique, initialement le courant passe à travers la jonction Joseph-on même à un voltage proche de 0 Dans cette région, les'électrons superconducteurs sont délivrés par un effet tunnel et cette condition est réferrée comme étant l'état de vol- tage 0 Toutefois, lorsque le courant dépasse une va- leur prédéterminée (le courant maximum Josephson) à travers la jonction Josephson, celle-ci passe à un état résistif Dans cette région, les électrons normalement conducteurs sont délivrés par un effet turnes et c Qtte condition est référée comme étant l'état résistif li- mité Une-commutation de la jonction Josephso î est effectuée à travers cette transition de l'état de vol- tage O à l'état résistif limité Lorsque le courant passe à travers la jonction Josephson à l'état résistif limité, le voltage augmente'linéairement La résistivité de cet état résistif limité est désignée comme étant la résistance de jonction RNN' Lorsque le courant est réduit à l'état résistif limité, le voltage est main- tenu substantiellement à un voltage de la jonction Joseohson sans considération de la réduction du courant. Lorsque le courant est réduit à nouveau, le voltage est réduit linéairement Cette résistance en-dessous du voltage fossé et désignée comme étant la résistance en- dessous du fossé RSG. La jonction tunnel Josephson montre des caractéris- tiques V-I non linéaires comme décrites ci-dessus Ces caractéristiques dépendent largement de la qualité des électrodes superconductrices et de la barrière tunnel de la jonction Josephson Le voltage SG montre la super- conductivité des électrodes à leur interface Les pro- priétés de superconductivité des électrodes peuvent être facilement affectées par la cristabilité des élec- trodes et leurs impuretés Le courant superconducteur -8- dépend largement de l'épaisseur de la barrière tunnel qui est extrêmement fine et est de l'ordre de 30 à Angstroms Les caractéristiques électriques de la jonction Josephson sont déterminées par la qualité de la barrière tunnel et son épaisseur uniforme. La jonction Josephson ayant une résistance SG faible peut développer un courant de rupture La présence de tels courants de rupture est due à la dégradation des interfaces de la jonction Josephson et aux déficien- ces-dans la barrière tunnel Ainsi une jonction-tunnel Josephson idéale est définie comme comprenant les deux films ou électrodes métalliques superconducteurs ayant une parfaite cristabilité et la barrière-tunel d'épaisseur uniforme sandwichée entre les deux films superconducteurs. Généralement, la pureté ou la qualité de la jonction Josephson est représentée par le degré de courant de fuites Plus précisément, la qualité d'une jonction Josephson est représentée soit par le produit Vm de IJ et RSG ou par le rapport RSG et RNN Plus ce produit ou plus ce rapport apparait, moins le courant de fluide apparait, ce qui améliore ainsi la jonction Josephson. Le niobium, les alliages de niobium et les composés de vanadium peuvent être utilisés comme électrodes de base Les alliages de niobium comportent le Nb-Ale, Nb-Ge, Nb-Sn et Nb-Ga Le composé de niobium comporte Nb-C-N et Nb-N Pb-In et V-Si peuvent également être utilisés comme électrode de base Un film d'un tel matériau est formé sur le substrat, par exemple, par la méthode de dépôt électronique en poutre ou par la méthode de pulvérisation à l'arc de manière à réaliser un électrode de base. Dans la présente invention, le gaz ambiant dans lequel le nettoyage de la surface de jonction de l'é- lectrode de base est effectué, est un hydrocarbure contenant du fluor Le nettoyage de ces surfaces est -.9- effectué avant la formation de la barrière-tunnel. Comme gaz ambiant, on utilise un hydrocarbure contenant du fluor ou un hydrocarbure halogéné tel que CF 4, C 2 F 6, C F C F CHF C HF 5 CHF, CCF CC etle 3 8 4 10 ' -3 ' 2 2 3 ' 2 2 ' 3 C Br F 3 Le nettoyage par projection ou pulvérisation ou à l'arc électrique (méthodes dénommées en anglais sputtering) de la surface de jonction avant la formation de la barrière-tunnel est effectué en utilisant comme - gaz ambiant un gaz hydrocarbure contenant du fluor et/ou un hydrocarbure contenait du fluor, du chlore et du brome Le nettoyage par pulvérisation est effectué en utilisant une décharge à faible voltage L'hydrocarbure contenant du fluor produit des radicaux fluorés Ces radicaux fluorés réagissent chimiquement av Jec le niobium ou le vanadium de la surface de jonction pour produire les produits Volatiles: Nb F 5 et VF 5 Les produits Nb F 5 et VF 5 ainsi produits se séparent de la surface de jonc- tionde sorte que le nettoyage de surface est effectué par cette opération de corrosion Cette corrosion par voie chimique est plus rapide en comparaison avec celle effectuée à l'argon -Ainsi, des épaisseurs de couches contaminées de la surface de jonction de 100 à 150 Angs-. troms peuvent être corrodées en 30 à 50 minutes De plus, les détériorations dé la surface de jonction sont réduites à un niveau minime Dans le cas de décharge d'hydrocarbure contenant du fluor, lecarbone est déposé sur la surface de jonction nettoyée Ainsi, puisque la surface de jonction est enduite avec du carbone, cela empêchera le contact avec l'oxygène lors de l'échange de gaz dans la chambre à-vide L'épaisseur du carbone déposé sur la surface de jonction dépend du contenu en gazde la pression partielle 7 du temps du voltagetde dé- charge; de l'hydrocarbure contenant du fluor et dépend aussi d'autres facteurs. De manière à effectuer la décharge à un faible voltage- la pression totale requise de gaz est d'environ 0,01 Torr Généralement, lorsqu'un hydrocarbure contenant _ du fluor est utilisé dans la méthode par pulvérisation, le. pourcentage de carbone déposé est augmenté En outre, de manière à diluer l'hydrocarbure contenant du fluor dans le gaz ambiant tel qu'un gaz inerte tel que l'argon Ar, He, Ne, Kr et Xe, et aussi l'azote#CO, CO 2, et le méthane peuvent être utilisés Lorsque la décharge est effectuée dans une atmosphère de mélange de gaz, d'hydrocarbure contenant du fluor dilué par Ar;' He, Ne, Kr', Xe, etc, le taux de dépôt de carbone est diminué lorsque l'on augmente le voltage de décharge La raison en est que le carbone déposé est projeté par les ipns du, gaz inerte De manière à obtenir le's caractéristiques de jonction de qualité uniforme, il est nécessaire de contrôler le carbone déposé à une épaisseur prédéter- minée Quand les quantités d'hydrocarbure contenant du fluor ou des gaz diluants, la pression du gaz de pro- jection sont déterminées, alors le dépôt de carbone dépend du voltage de décharge et du temps de décharge. Généralement, lorsque le voltage de décharge est mainte- nu à un niveau constant, le dépôt de carbone augmente avec une augmentation du temps de décharge Toutefois, avec une augmentation dans le voltage de décharge, l'é- paisseur du carbone déposé reste à un niveau prédéter- miné et est maintenu à ceeniveau saturé Toutefois, il n'eÉt pas désirable de contrôler le dépôt de carbone en faisant varier le voltage de décharge, car le voltage de décharge est augmenté en provoquant une dété- rioration à la surface de jonction Lorsque le pourcen- tage d'hydrocarbure contenant du fluor est réduit par exemple en réduisant la pression partielle, un long temps de nettoyage est requiscar la vitessé de corrosion de la surface de jonction est réduite En d'autres termes, il est souvent préférable d'introduire de l'oxygène dans le mélange de gaz d'hydrocarbure contenant du fluor et du gaz diluant lors du nettoyage par pulvéri- sation à l'arc électrique (sputtering). L'oxygène réagit avec le carbone déposé sur la 11 - surface de jonction pour produire du CO ou du CO 2, ce qui enlève le carbone déposé Lorsque le dépôt de carbone et le reste de ce carbone sont dans des condi- tions d'équlibre, le taux de dépôt ou l'épaisseur de carbone sont maintenus à un niveau constant indépendam- ment du temps de décharge. Par exemple, lorsque la décharge est effectuée dans un mélange de gaz d'argon à 7,5 % de CF 4 et à 2 % d'oxygène,à un voltage de 200 Volts à la pression de 0,015 Torr, un film de carbone de 20 à 40 Angstroms est formé sur la surface de jonction de Nb-At en une minute et même lorsque la décharge est continuée après cela, l'épaisseur dix carbone déposé est substantielle- ment peu modifiée Toutefois, la surface de jonction du film Nb-At, est corrodé lorsque l'on diminue le temps de décharge Ainsi, l'addition d'oxygène sert non seulement à contrôler le taux de carbone sur la surface de jonction,mais également à contrôler la vi- tesse de corrosion à un niveau constant. Dans la présente invention, la barrière-tunnel est formée sur la surface de jonction nettoyée du premier film superconducteur ou de l'électrode de base par oxydation immédiatement après le nettoyage ci- dessus. Lorsque la surface de jonction enduite de carbone est oxydée parïoxygène, une partie de l'oxygène réagit avec les particules de carbone sur la surface de jonc- tion pour produire CO ou CO 2, ce qui ainsi enlève le reste de carbone L'autre partie de l'oxygène diffuse dans le carbone sur la surface de jonction pour réagir avec les atomes de Nb ou V pour former des oxydes de niobium ou de vanadium L'oxygène pofriptoduite les oxydes de vanadium, de niobium s'approche doucement le métal superconducteur de l'électrode de base pour provoquer la réaction Dans le cas o la barrière oxyde est formée après que la surface de jonction du métal superconducteur ait été soumise à une action de 12 - nettoyage aux ions argon, l'oxygène réagit avec le niobium ou le vanadium immédiatement après qu'il ait été introduit, de sorte qu'il se produit ainsi des oxydes bastels que Nb O, Nb 20 ou vo 2 Selon la présente invention, le carbone déposé sert à contrôler la vitesse d'oxydation du niobium ou du vanadium,de sorte que les oxydes élevés tels que Nb 205 ou V 205 constituant un élément isolant de nature stable soient formés à la surface de jonction -et que des oxydes faibles tels que Nb O, Nb 0 ou VO ne soient pas formés à cette sur- 2 2 face de jonction Ainsi, une barrière-tunnel de haute qualité peut être produite. Le carbone déposé sur la surface de jonction joue un rôle important dans la formation d'une barrière stables Les conditions d'oxydation de la méthode de net- toyage selon l'invention sont différentes de manière significative de celles dans lesquelles on utilisait l'argonen ce sens qu'elles utilisent le dépôt de carbone. Dans la formation de la jonction niobium, la surface de jonction qui a été soumise àila méthode de nettoyage dans une atmosphère d'argon, est oxydée dans une atmosphère d'argon contenant environ 4 % d'oxygène, à une pression de 0,0045 Torr,à un voltage de décharge de 30 à 40 volts 1 de sorte que l'on forme une barrière tunnel d'une épaisseur prédéterminée D'autre part, dans la présente invention, la surface de jonction qui a été soumise à la méthode de nettoyage dans une atmos- phère d'un mélange de gaz contenant un hydrocarbure fluoré et un-gaz inerte, est oxydée dans une atmosphère d'argon contenant 4 à 20 % d'oxygène,à une pression de 0,005 à 0,008 Torr>à un voltage de décharge VCSB de à 150 Volts, de sorte que l'on forme une barrière oxyde Ainsi, les conditions d'oxydation de la présente méthode, à savoir la concentration d'oxygène, la pres- sion des gaz, le voltage de décharge, couvrent des gammes beaucoup plus larges comparées aux conditions d'oxydation 13 - de la méthode conventionnelle par l'argon Ces conditions d'oxydation permettent de former des barrières oxydes optimales La raison en est que le carbone déposé sert à former des oxydes stables tels que Nb 205 et V 205 sur la surface de jonction durant l'oxydation car le carbone déposé contrôle la diffusion de l'oxygène. Dans la présente invention, le nettoyage de la surface de jonction et l'oxydation de la surface de jonction nettoyée sont effectués en phase continue, de sorte que la barrière tunnel oxyde est formée sur la surface de jonction nettoyée Lorsque le nettoyage est effectué dans une atmosphère d'hydrocarbure contenant duffluor, du gaz inerte et de l'oxygène, et lorsque l'oxygène contenue est augmentée à plus de 25 %, une partie-du carbone déposé-réagit avec une partie de l'oxygène restant et le reste de l'oxygène actif réagit avec le métal surperconducteur pour former une barrière oxyde En outre, puisque l'épaisseur de la surface ex- térieure de 100 à 150 Angstroms dela surface ainsi formée oxyde-barrière contient des impuretés, peut entraîner la contamination de la surface et éliminer par la corrosion ou par les radicaux fluorés Ainsi, le nettoyage de la-surface de jonction et l'oxydation de la surface de jonction pêuvent être effectués simul- tanément dans une phase continue pour former une barrière oxyde Il est nécessaire,pour la formation d'une bar- rière oxyde ayant des propriétés isolantes stables telles que Nb ou V, que la surface de jonction soit oxydée doucement et que les conditions de décharge et de contenu de l'oxygène soient sélectionnés de sorte que l'oxydation de la surface de jonction soit effectuée à une plus grande vitesse que le retrait du carbone déposé par l'oxygène. Dans Lles exemples de réalisation ci-aprèsdonnés à titre indicatif et non limitatif, toutes les parties et les pourcentages sont exprimés en poidssauf-;indica- tions contraires. 14 - Exemple 1: Du niobium et de l'aluminium sont fondus par un arc par la méthode de fusion pour préparer un alliage contenant 25, 1 % de niobium Une pastille ayant 100 mm- de diamètre est réalisée à partir de cet alliage. Cette pastille est déposée sur une surface oxydée d'un susbstrat de silicone maintenu à une température de 670 C par un magnetron d c dans une atmosphère d'argon à une pression de 0,01 Torr pour former un film de niobium Nb-AI servant d'électrode de base Ce film a une épaisseur de -35 O Dz Angstroms La température de transition superconductrice (Tc) est mesurée à travers c la résistivité électrique du film Nb-AL en utilisant la méthode des quatre essais Le film Nb-A 2 a une tem- pérature Tc de 16,1 K Ensuite, de manière à former un motif sur le film Nb-At, ce film a été soumis à un enduit résistant par exposition à la lumière, déve- loppement et corrosion séquentiels Le corrodant utili- sé est composé d'un mélange de fluorure d'hydrogène, d'acide nitrique et d'acide lactique Ensuite, un pochoir photo-résistant a été appliqué à la partie du substrat et à la partie du film Nb-AQ revêtu du motif La surface de jonction du film Nb-AL n'est pas recouverte avec le pochoir photo-résistant Ensuite, la ủrface du film Nb-AQ a été corrodée dans une atmpsphère de tetrafluoro- méthane (CF 4) pour être nettoyée et a été ensuite sou- mise à une oxydation en plasma,de manière à former une couche d'oxyde ou une barrière sur celle-ci La méthode de nettoyage ci-dessus a été effectuée à une pression de 1 à 0,01 Torr,à un:voltage de cathode VCSB de 150 Volts, pendant deux minutes Le nettoyage par pulvérisation a été effectué à un voltage de cathode VCSB de 300 Volts pendant deux minutes Ensuite, le film nettoyé Nb-A 2 a été oxydé par la méthode d'oxydation en plasma de manière à former une barrière oxyde sur celui-ci La méthode d'oxydation plasma est effectéeudans une atmosphère d'argon conte- nant quatre volumes pour cent d'oxygèAneà une pression - de 0,3 Torr,à un voltage de cathode VCSB de 50 Volts, pendant huit minutes. Ensuite, un film de plomb a été déposé sur la barrière oxyde, de manière à former une contre-électrode en réalisant ainsi une jonction Josephson La jonction Josephson ainsi obtenue a été composée d'une électrode de base de niobium-aluminium (largeur: 20/Jm; épais- seur: 3500 A), la contre électrode de plomb et la; barrière oxyde niobiumaluminium sandwichée entre l'électrode de base et la contre électrode Six jonc- tions Josephson référencées 12 à 17 dans le tableau 1 ci-après ont été préparées de cette manière La jonc- tion n 11 a été préparée selon le procédé décrit ci- dessusexcepté que le nettoyage a été effectué dans une atmosphère d'argon. * Les jonctions Josephson n 18 et 19 ont été prépa- rées selon le procédé ci-dessusexcepté que l'oxydation du film niobiurmaluminium pour former la barrière oxyde a été effectuée par la méthode d'oxydation naturelle. Cette oxydation naturelle a été effectuée dans une atmosphère d:argon contenant 20 % d'oxygène pendant dix heures à pression atmosphérique et à température ambian- tes. Le tableau I ci-après montre les caractéristiques V-I (puissanceintensité) d'une jonction tunnel Nb-At/Pb, numéros 11 à 19 et les conditions de fabrication de celles-ci Elles ont été classées en type tunnel, en type pont ou en partie tunnel selon leurs caractéristi- ques V-I Le saut de voltage et le RSG/RNN représenta- tifs de leur qualité de jonction ont été obtenus à partir de ses caractéristiques V-I Comme on peut le voir sur ce tableau I, les jonctions Josephson, soumises à un nettoyage en présence de tetrafluoromethane (CF 4) et séquentiellement à une oxydation plasma, sont du type tunnel Le saut de voltage et le RSG/RNN dépen- dent de la pression de CF 4 Les jonctions Josephson ayant d'excellentes propriétés de jonction sont obtenues 16 _ en utilisant les pressions de CF 4 de l'ordre de 0,5 à 0,005 Torr Lorsque la pression de CF 4 est inférieure à 0,005 Torr, le saut de voltage était de 3,2 m V Cela est probablement dû au fait que la pression est si basse que l'énergie des particules projection devient très élevée pour provoquer des détériorations à la surface de jonction, ce qui dégrade les propriétés superconductrices D'autre part, lorsque la pression de CF excède 0,5 Torr, le taux de carbone déposé est ex- cessivement élevé Il en résulte que l'effet de corro- sion était probablement affecté de manière inverse, de sorte que la couche contaminée sur la surface de jonction ne peut être entièrement enlevée. TABLEAU I Essais 'n O j il J 2 j 13 14 _ 15 __i 16 17 j 17 18 19 Nettoyage pulvérisation: Argon:0 01 Torr (y) 300 300 Temps (min) 10 Tetrafluoromethane pression (Torr) 1 0,5 0,1 0,01 0,005 0,001 0,1 0,1 VCS(y) 150 150 150 150 150 150 150, 150 temps (min) 2 2 2 2 2 2 2 2 oxydation oxydation par plasma Ar-4 vol % O 0,03 Tobrr V BS (V) 50 50 50 50 50 50 50 temps (min) 8 8 8 8 8 8 8 Oxydation à tempéra-. tuare ambiante temps (hr) 10 10 Ar-20 vol %/ 02 une atm. Caractéristiques élec- triue dune jonc- tion tunnel Mn-At V-I caractéristiques type pont I type pont type O d O type type -0 ou tunnel tunnel pont tunnel Saut de voltage RSG-R 4 8 10 7 8,5 7,5 C NGN Co _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ N) 18 - Exemple 2: Les jonctions Nb-A 2/Pb ont été préparées de la même manière qu'à l Mexemple 1, excepté que l'on effec- tue le nettoyage en présence d'hydrocarbure halogéné :5 tel que l'hexafluoroethane C 2 F 6, l'octafluoropropane, C 3 F 8, decafuorobutane C 4 F 10, trifluoromethane CHF 3, pentafluoroethane C 2 HF 5, trifluoropropane C 2 H 3 F 3, trichlorofluoromethane C Ct 3 F, CF 4-50 vol % C Ca 3 F C 3 F 8-80 vol % C Br F 3, et C 2 F 6-20 vol % CF 4 Le nettoyage a été effectué à une pression de 0,02 Torr, à une tension de cathode VCSB de 150 volts,pendant cinq minutes Ensuite, le film nettoyé Nb-At a été oxydé par la méthode d'oxydation plasma de manière à réaliser une barrière oxyde L'oxydation plasma a été effectuée dans une atmosphère d'argon à 4 % vol d'oxy- gène et à une pression de 0,03 Torr, à une tension de cathode VCSB de 150 Volts,pendant cinq minutes Un film de plomb a été déposé sur la barrière d'oxyde pour former une contre électrode. Les tableaux 2-1 et 2-2 montrent les caractéris- tiques V-I des jonctions tunnel n 21 à 30 et la forme d'hydrocarbure halogénée qui a été utilisée dans la méthode de nettoyage La pression des hydrocarbures halogénée était de 0,02 Torr comme on peut le voir aux L tableaux 2-1 et 2-2 Le saut de voltage et le Rs G/RNN ont été obtenus à partir des caractéristiques V-I et les jonctions Josephson n 21 à 30 étaient du type tunnel. 19 - TABLEAU 2-1 Essais n 21 22 23 24 25 Gaz de nettoyage: 26 C 3 F 8C 4 F 10CHF 3 C HF 5 Fluorohydrocarbure à une pression de 0,02 Torr Caractéristiques électriques d'une jonction tunnel Nb-A /Pb Saut de voltage (m V) 4,1 4,0 3,9 4,0 4,1 Qualité de jonction RSG/RNN 10,7 8,8 8,2 7,8 9,3 TABLEAU 2-2 Essais n 26 27 28 29 30 Gaz de nettqyage: C 2 H 3 F 3CC 3 F CF 4 + C 3 F 8 +C 2 F 6 + Fluorohydrocarbure à une 50 80 % 20 % pression de 0,02 Torr vol % vol % vol % C Ck 3 FC Br F CF 3 3 4 Caractéristiques électriques d'une jonction tunnel Nb-A Y/Pb Saut de voltage (m V) 3,9 3,8 3,9 3,8 4,0 Qualité de jonction RSG /R NN 6,7 8,4 9,1 8,7 9,0 - Exemple 3 Une jonction Nb-A /Pb a été préparée de la même manière qu'à l'exemple 1, excepté que la pulvérisation, au lieu d'être effectuée dans une atmosphère-de CF 4, a été effectuée dans un mélange de CF 4 et d'un gaz diluant choisi dans le groupe constitué par l'hélium, le néon, l'argon et CO Le nettoyage par pulvérisation a été effectué à une pression de 0,02 Torr à une ten- sion de cathode VCSB de 200 Volts pendant dix minutes. Le tableau 3-1 montre la proportion de CF 4 dans l'hélium et les caractéristiques V-I desjonctions tunnel Nb-AJ /Pb référencées ( 31) à -( 36) Le tableau 3-2 montre la proportion de CF 4 dans une atmosphère de néon et les caractéristiques V-I de jonctions tun- nel Nb-AL /Pb N O 37 à 42. Le tableau 3-3 montre la proportion de CF 4 dans une atmosphère d'argon et les caractéristiques V-I de jonctions tunnel Nb-A 2 /Pb N O 43 à 48 Le tableau 3-4 montre la proportion de CF 4 dans CO et les caractéris- tiques V-I de jonctions tunnel Nb-A /Pb N O 49 à 54. Le film nettoyé était oxydé par une oxydation en plasma de manière à former une barrière oxyde sur celui-ci L'oxydation plasma a été effectuée dans une atmosphère d'argon contenant 4 % de volumesd'oxygène à une pression de 0,02 Torr Ensuite, un film de plomb a été déposé sur la barrière oxyde de manière à réali- -ser une jonction Josephson. Comme on peut le voir sur les tableaux 3-1 à 3-4, la jonction Josephson soumise à un nettoyage par pul- vérisation en présence d'un mélange de gaz contenant de 5 à 45 % en volume de CF 4 et d'un agent gazeux diluant tel que l'hélium, le néon, lzargon, CO et étant soumise ultérieurement à une oxydation par plas- ma, sont du type tunnel. Comme on peut le voir sur les tableaux 3-1 à 3-4, les jonctions Josephson ont d'excellentes propriétés lorsque le mélange de gaz contient de 5 à 45 % en 21 - volume de CF 4. Comme on peut le voir sur les tableaux 3-1 à 3-4,Le RSB/RNN des jonctions ci-dessus est de 8,5 Les jonc- tions Josephson sont du type tunnel. Lorsque le pourcentage de CF 4 est inférieur à cinq volumes, les jonctions n'ont pas de bonnes proprié- tés de jonction La raison en est que le nettoyage des surfaces de jonction est incomplet Par ailleurs, lors- que le pourcentage de CF 4 excède 40 volumes en %, le dépôt total de carbone est augmenté de manière excessive, de sorte que l'on obtient pas de bonnes propriétés de jonction Il en résulte que l'effet de corrosion est probablement affecté de manière inversede sorte que la couche contaminée de la surface de jonction peut pas être entièrement enlevée. Les jonctions Nb-A /Pb sont préparées de la même manière que dans cet exemple, excepté que le xenon, krypton, methane et CO ont été utilisés comme gaz diluants dans les mélanges de gaz et que le nitride de niobium (Nb-N) ou des alliages Nb-Sn ont été utilisés comme électrodes de base. Les jonctions ont été soumises à un nettoyage par pulvérisation en présence d'un mélange de gaz ayant un pourcentage de CF 4 de 5 à 40 % en volume et à oxyda- tion en plasma subséquente Les valeurs de RSG/RNN obtenues par les caractéristiques V-I ont été supérieu- res à 8. Les jonctions Nb-A 9 /Pb ont été préparées de la même manière que ce qui était décrit dans cet exemple excepté qu'au lieu de CF 4, on a utilisé dans la méthode de nettoyage du trifluoromethane (CHF 3) ou de l'hexa- fluoroethane (C 2 F 6). La surface du film Nb-AL a été pulvérisé dans une atmosphère contenant un mélange de CHF 3 ou de C 2 F 6 et d'un gaz diluant tel que l'hélium, le néon, l'argon, le CO, le CO 2, le méthane, de manière à nettoyer et ensuite, a été soumis à une oxydation en plasma de 22 - manière à former une barrière oxyde sur celle-ci. Ensuite, un film de plomb a été déposé sur la barrière oxyde de manière à réaliser une jonction Josephson Les jonctions Josephson ainsi obtenues ont des caractéristiques de jonction similaires à celles dans lesquelles les jonctions ont été soumises à un nettoyage par pulvérisation en présence de CF 4 et d'un gaz diluant. TABLEAU 3-1 Essais n 31 32 33 Pourcentage de CF 4 dans l'hélium (Vol %) 2 5 15 Caractéristiques V-I une particule type unnel I Type type tunnel Tnnel Saut de voltage (m V) 3,2 3, 8 3,9 RSG/RNN 3 8,5 11 Essais n 34 35 36 Pourcentage de CF 4 dans l'hélium (Vol %) 40 60 100 Caractéristiques V-I Type Tunnel Type Tunnel Type T Mnel Saut de voltage (m V) 3,8 3,7 3,6 R SG/RNN 9 8 8 23 - TABLEAU 3-2 Essais n 37 38 39 Pourcentage de CF 4 dans le néon (Vol -) 2 5 10 Caractéristiques V-I une particule type type type Tumnnel Tunnel Tunnel Saut de voltage (m V) 2,9 3,7 3,8 RSG/RNN 4 9 12 Ess is n 41 42 Pourcentage de CF 4 dans le néon (Vol %) 20 40 70 Caractéristiques V-I type type type Tunnel Tunnel Tunnel Saut de voltage (m V) 3,9 3,8 3,6 Rs G/RNN 10 9 8 24 - TABLEAU 3-3 E sais n 43 44 45 Pourcentage CF 4 dans l'arqon (Vol %) 2 5 10 Caractéristiques V-I une particule type type type Tunnel unnel Tunnel Saut de voltage (m V) 2,9 3, 7 3,9 Rs G/RNN 4 9,5 13 Essais n 46 47 48 Pourcentage de CF 4 dans l'arqon (Vol %) 20 40 70 ' Caractéristiques V-I type type type Tunnel Tunnel Tunnel Saut de voltage (m V) 3,9 3,9 3,7 RSG/RNN 11 9 9 _ - TABLEAU 3-4 Essais n 49 50 51 J Pourcentage de CF 4 dans CO (Vol %) 2 5 10 Caractéristiques V-I Une particule type type type Tunnel Tunnel Tunnel Saut de voltage (m V)3,1 3, 7 3,9 Rs G/RNN 3,8 8,5 11,5 Essais n 52 53 54 Pourcentage de CF 4 dans CO (Vol %) 20 40 70 Caractéristiques V-I Iype Type Type Tunnel Tunnel Tunnel Saut de voltage (m V) 3,9 3,7 3,6 RSG/RNN 9,7 9 8 Exemple 4: Une pastille ayant un diamètre de 100 mm a été réalisée avec du niobium (Nb) ayant une pureté de 99,99 % Le niobium a été ensuite déposé sur une surface oxydée de silicone, pulvérisé par magnétron d c dans une atmosphère d'argon de manière à former un film de niobium servant comme électrode de base Des jonctions Nb/Pb ont été préparées de la même manière que celle décrite à l'exemple 1, excepté que la pulvérisation à l'arc électrique a été effectuée dans une atmosphère d'argon,de CF 4 et d'oxygène. Le film de niobium a été pulvérisé dans une atmos- phère contenant un mélange de gaz d'argon à 7,5 volumes en % de CF 4 ou d'un mélange de gaz d'argon à 7,5 % de CF 4 et à 4 % d'oxygène de manière à nettoyer cette surface Le nettoyage par pulvérisation ci-dessus a été effectué à une pression de 0,03 Torr, à une ten- sion de cathode VCSB de 150 Volts pendant des durées différentes. Ensuite, , la surface du film de niobium nettoyé a été soumise à une oxydation en plasma de manière à former sur celle-ci une barrière oxyde L'oxydation plasma a été effectuée dans une atmosphère d'argon contenant cinq volumes en % d'oxygène à une pression ; de 0,03 Torr, à une tension de cathode V SB de 50 Volts pendant cinq minutes Ensuite, un film de plomb a été déposé sur la barrière oxyde de manière à réaliser une jonction Josephson. Le tableau 4 montre les caractéristiques V-I des jonctions tunnel Nb/Pb N O 55 à 60 et les conditions de fabrication de celles-ci Les caractéristiques V-I des jonctions tunnel Nb/Pb ont été représentées à la fois pour le produit de la surface de jonction A et RNN et Vm (IJ RSG) Chaque jonction présentait un saut de voltage de 2,7 m V La figure 4 montre les relations entre le temps de pulvérisation en minutes qui a été porté en abscisses et l'épaisseur du film de carbone _ 27 - déposé, mesuré par la méthode elliprcimétrique reportée en ordonnées Sur cette figure 4, la courbe la plus basse ou la courbe de saturation représente un mélange de gaz d'argon contenant 7,5 % en volume de CF 4 et 4 % en volume d'oxygènealors que la courbe supérieure représente un mélange de gaz d'argon contenant 7,5 % en volume de CF 4 Lorsque le nettoyage par pulvérisation a été effectué dans une atmosphère d'argon à 7,5 % en volume de CF 4 pour nettoyer la surface du film de nio- bium, le pourcentage de carbone déposé sur le film de niobium augmente avec une augmentation du temps de net- toyage En revanche,, lorsque le nettoyage par pulvéri- sation a été effectué dans une atmosphère contenant de l'argon à 7,5 % en volume de CF 4 et à 40 volumes en % d'oxygène pour nettoyer la surface du film de niobium, le taux de carbone déposé approche la courbe de satura- tion Dans ces conditions saturées, l'épaisseur du film de carbone déposé est d'environ 20 Angstroms. Comme on peut le voir sur le tableau 4, les jonc- tions Josephson,soumises à des conditions de nettoyage en présence d'un mélange de gaz-d'argon contenant 7,5 % en volume de CF 4 et 4 % en volume d'oxygène pendant quinze à vingt cinq minutes, montrent également des caractéristiques similaires de jonction Cela résulte probablement du fait que le pourcentage de carbone dépo- sé est dans un état de saturation L'addition d'oxygène sert à contrôler la résistivité de la jonction, car un pourcentage constant de carbone peut être déposé par addition d'un pourcentage optima d'oxygène dans C 2 F 6 ou C 3 F 8 sans considération par rapport au temps de nettoyage. La figure 5 montre les caractéristiques de la jonction tunnel Nb/Pb N O 58 qui ne comporte aucune in- flexion sur la courbe V-I et présente moins de courant de fuites, ce qui est avantageux. De même, les jonctions tunnel Nb/Pb sont préparées de la même manière que décrit dans cet exemple, excepté que le pourcentage d'oxygène peut varier Lorsque le 28 - pourcentage d'oxygène est inférieur à 14 volumes en %, la valeur du courant de superconduction I n'est pas l nulle Lorsque le contenu d'oxygène excède 35 volumes en %, les jonctions Josephson soumises au nettoyage par pulvérisation et ensuite à l'oxydation en plasma, montrent une particule type tunnel La raison est que l'oxydation de la surface du film de niobium est sans doute excessive, dûe à un excès d'oxygène Les jonctions tunnel Nb/Pb soumises à des conditions de nettoyage par pulvérisation en présence d'un mélange de gaz d'argon de CF 4 et de 5 à 35 Volumes en % d'oxygène et qui sont soumises de suite à aucune oxydation en plasma, ont une barrière oxydée ayant de 20 à 30 Angstroms d'épaisseur. TABLEAU 4 Essais N 56 57 58 59 60 Gaz de nettoyage Argon + 7,5 vol% Argon + 7,5 vol % de CF soumis immédiade CF + 4 vol % tement a une oxydation d'oxyene sans oxy- plasma dation plasma I Durée du nettoyage 15 20 25 15 20 25 (min) Caractéristiques V-I A.RN( 2) 2 x 14 1- 5 5 A R (Jm 2) 7 x 10 2 xl O 6 xl O4,8 x 104,8 x 10 l 4,8 x 105 NN Vm (m V) 26 24 22 29 29 29 , _, _ A) _ 29 - Exemple 5 Des jonctions tunnel Nb/Pb ont été préparées de la même manière qu'à l'exemple 1, excepté que le niobium avait une pureté de 99,99 %,en tant qu'électro- de base La surface du film de niobium a été pulvérisée dans une atmosphère d'argon contenant 10 volumes en % de CF 4 à une pression de 0, 03 Torr,"-à une tension de cathode VCSB de 20 à 400 Volts pendant vingt minutes et ensuite, le film de niobium nettoyé a été soumis à une oxydation en plasma de manière à former une bar- rière oxyde sur celui-ci L'oxydation plasma a été ef- fectuée à une tension de cathode VCSB de 50 Volts pendant cinq minutes dans une atmosphère contenant un gaz d'argon et 5 % en volume d'oxygène et à une pres- sion de 0,03 Torr Ensuite, un film de plomb a été déposé sur la barrière oxyde de manière à former contre électrode. Le tableau 5 montre les caractéristiques V-I des jonctions tunnel Nb/Pb N O 51 à 67 et une tension ca- thode VCSB lors de l'opération de nettoyage par pulvéri- sation Les jonctions Nb/Pb Josephson sont du type tunnel et ont un saut de voltage d'environ 2,7 m V. Lorsque VCSB est inférieur à 50 Volts dans le procédé de nettoyage, la couche contaminée de lai'surface de jonction ne peut être entièrement enlevée Lorsque VCSB excède 300 Volts, l'énergie des particules de pulvérisation devient suffisamment élevée pour provo- quer la détérioration de la surface de jonction, ce qui dégrade les propriétés superconductrices De même, les jonctions tunnel Nb/Pb soumises à un nettoyage par pulvérisation dans une atmosphère d#4 argon contenant 7 % en volume de C 2 F 6 et 3 % en volume d-'oxygène ou dans une atmosphère d'argon contenant 5 % en volume de C 3 F 8 et 5 % en volume d'azote, ont d'excellentes caractéristiques de jonction similaires à celles obtenues ci-dessus En outre, les jonctions tunnel soumises à un nettoyage par pulvérisation à une _ 30 -_ tension de cathode VCSB de 50 à 250 Volts et en uti- lisant comme électrode de base respectivement Nb-At, Nb-N et Nb-Sn, montrent d'excellentes propriétés de jonction tunnel similaires à celles ci-dessus. TABLEAU 5 Essais n 61 62 63 64 Nettoyage VCSB (V) 20 50 100 150 Caractéristiques - V-I Une particule type type type type tunnel Tunnel Tunnel Tunnel Rs G/RNN 3,7 6,4 12,2 17,8 Vm (m V) O 4,3 19 27 Essais n 66 67 Nettoyage VCSB (V) 200 300 400 Caractéristiques Type Type Type V-I Tunnel Tunnel Pont Rs G/RNN 16,0 8,4 Vm (m V) 30 9,5 31 - Exemple 6: On a formé, au moyen de la méthode de fusion à l'arc des pastilles de 100 mm de-diamètre contenant des alliages de niobium à 25,2 % de Ge, de niobium à 24,9 % de Sn, de niobium à 25,2 % de Ga, de vanadium à 24,6 % de Si. Ces alliages ont été déposés sur un substrat de saphir maintenu à une température comprise entre 600 et 900 C par une pulvérisation à l'aide d'un magnétron d c -dans une atmosphère d'argon à une pression de 0,045 à 0,2 Torr, de manière à former un film destiné à former électrode de base Ce film a une épaisseur d'environ 4000 Angstroms De même, du niobium et un alliage de niobium à 15 % de carbone ont été déposés sur les surfaces oxydées de substrat siliconé par pulvérisation au moyen d'un magnétron d c dans une atmosphère d'argon contenant 20 volumes en % d'azote, à une pression de 0,01 Torr, de manière à former res- pectivement des films Nb-N et Nb-C-N destinés à servir d'électrode de base Chaque film avait également une épaisseur d'environ 4000 Angstroms. Du plomb contenant 10 % de In a été déposé sur une surface oxydée d'un substrat silicone par la méthode de pulvérisation à l'aide d'un magnétron d c, de manière à former un film Pb-In servant comme élec- trode de base Chacune de ces électrodes de base a été pulvérisée de la même manière que montré à l'exem- ple 1. Le nettoyage par pulvérisation a été effectué dans une atmosphère contenant un mélange d'argon, à volumes de C 2 F 6 et 5 volumes de-oxygène à une pres- sion de b,025 Torr, à une tension de cathode VCSB de 350 Volts pendant vingt minutes Ensuite, la surface nettoyée de l'électrode de base a été oxydée par la méthode d'oxydation en-plasmna de manière à former une barrière oxyde sur celle-ci L'oxydation plasma a été effectuée dans une atmosphère d'argon contenant 32- 4 volumes en % d'oxygène à une pression de 0,025 Torr, à une tension de cathode VCSB de 50 Volts pendant cinq minutes de manière à former sur celui-ci une barrière oxyde Ensuite, un film de plomb était déposé sur la barrière oxyde, de manière'à former contre électrode. Le tableau 6 montre les caractéristiques des jonctions tunnel 68 à 74. TABLEAU 6 Matériau de l'êlec- trode de base Température de tran- sition de l'électrode de base superconduc- trice Tc (K) Caractéristiques V-I RSG/RNN Vm (m V) Essais n 68 69 70 71 Nb-Ge Nb-Sn Nb-Ga V-Si 21,5 15,6 17,7 15,4 type type type type tunnel tunnel tunnel tunnel 8,1 12 8,4 10,3 18 22 17 20 Essais n 72 73 74 Matériau de l'élec Nb N Nb-C-N Pb-In trode de base Température de tran- sition de l'électrode de base superconduc- trice Tc (K) 15,9 15,3 7,8 Caractéristiques type type type V-I Tunnel Tunnel Tunnel Rs G/RNN 15,6 11,6 14,5 Vm (m V) 29 24 26 33 3 Exemple 7 Des jonctions tunnel Nb/Pb ont été préparées de la même manière que décrit à l'exemple 1, excepté que le niobium de pureté 99,99 % a été déposé sur une surface oxydée d'un substrat silicone maintenu à une température de 400 C par pulvérisation à l'aide d'un magnétron d c,de manière à former un film de niobium destiné à servir d'électrode de base Le film de nio- bium a été pulvérisé dans une atmosphère contenant un mélange gazeux d'argon à 7,5 % en volume de CF 4 et à un volume d'oxygène, à une tension de cathode VCSB de Volts pendant vingt minutes Ensuite, les surfaces nettoyées des films de niobium ont été oxydées par la méthode d'oxydation plasma dans une atmosphère d'argon et d'oxygène selon différentes conditions (pression totale de gaz, pourcentage d'oxygène, VCSB, durée de la pulvérisation), de manière à former différentes barrières oxydes Enfin, un film de plomb a été déposé sur la barrière oxyde de manière à former contre élec- trode. Le tableau 7-1 montre la pression totale en gaz dans la phase d'oxydation plasma et les caractéristiques V-I dès jonctions tunnel N O 75 à 80. Le tableau 7-2 montre le pourcentage d'oxygène en volume en % lors de la phase d'oxydation en plasma et les caractéristiques V-I des jonctions tunnel no 81 à 86. Le tableau 7-3 montre la tension de cathode VCSB dans la phase d'oxydation en plasma et les caractéris- tiques V-I des jonctions tunnel N O 87 à 92. Le tableau 7-4 montre le temps de la pulvérisa- * tion lors de la phase d'oxydation en plasma et les caractéristiques V-I des jonctions tunnel no 93 à 95. Comme on peut le voir des tableaux 7-1 à 7-4, les jonctions Josephson soumises à une oxydation en plasma à des pressions totales comprises entre 0,005 et 0,06 Torr avec des proportions en oxygène comprises entre _ 34 _ 4 et 20 volumes en % et des tensions de cathode VCSB comprises entre 40 eti 150 Volts pendant une durée - de une à vingt minutes, sont du type Tunnel. TABLEAU 7-1 Essais n 76 77 78 Oxydation: VCSB 100 V; temps L 7:secs Argon + 8 vol % 02 Pression totale des gaz 0,003 0,005 0,01 0,03 (Torr) Caractéristiques V-I: court type type type tunnel tunnel tunnel Rs G/R NN 8,5 i 111 17 Vm (m V) 14 18: 30 Essais n 79 80 Oxydation: VCSB 100 V; temps 7 sec. Argon + 8 vol % 02 Pression totale des gaz 0,06 0,1 ('Ib Torr) Caractéristiques V-I Type tunnel une particule type tunnel RSG/RNN 14 10 Vm (Mv) 22 2 TABLEAU 7-2 _ Essais n 81 82 83 84 Oxydation: VCSB 100 V; temps 7 sec. Gaz mélangé argon + 02 Proportion d'oxygène en % (vol %)2 4 8 12 C Caractéristiques V-I court type type type Tunnel Tunnel Tunnel RSG/RNN 9,8 17 16 Vm (m V) 19 30 28 Essais n 86 Oxydation: VCSB 100 V; temps 7 sec. Gaz mélangé argon + 02 Proportion d'oxygene en 7 (vol %) 20 30 Caractéristiques V-I type tunnel une particule type tunnel Rs G/R 15 12 Vm (m V) 20 O 36 _ TABLEAU 7 3 Essais n 87 88 89 90 Oxydation Argon + 8 % vol 02 à 0,03 Tbrr Voltage cathode VCSB 20 40 80 100 Caractéristiques V-I court type type type tunnel tunnel tunnel RSG/R NN 14 20 17 Vm (m V) 21 32 30 Essais:n 91 92 Oxydation Argon + 8 % vol 02 à 0,03 ibrr Voltage cathode VCSB 150 300 Caractéristiques V-I type tunnel type pont RSG /RNN il Vm (m V) 18 _ 37 _ TABLEAU 7-4 Essais n 93 94 95 96 Oxydation: Argon + 8 % 02 à 0,03 Torr Voltage cathode VCSB 80 V Durée de l'oxydation plasma (min) 1 3 7 10 Caractéristiques V-I: court type type type Tunnel Tunnel Tunnel RSG/R __ 10 20 22 Vm (m V) 17 32 34 Essais n 97 98 Oxydation: Argon + 8 % O à 0,03 Torr Voltage cathode VCSB 80 V Durée de l'oxydation plasma (min) 20 30 Caractéristiques V-I: type tunnel type tunnel RSG/RNN 16 12 Vm (m V) 25 O 3 B - REVENDICATIONS 1/ Procédé pour la fabrication d'une jonction tunnel de Josephson, caractérisé en ce quail consiste: (a) à former sur un substrat ( 10) un film d'un premier métal superconducteur ( 12) destiné à former l'électrode de base; (b) à soumettre une surface de cette électrode de base à un nettoyage par pulvérisation à l'arc élec- trique en présence d'un hydrocarbure halogéné choisi dans le groupe, formé par les hydrocarbures fluorées (Cn F 2 n+ 2: N = 154), trifluoromethane (CHF 3), trichlo- rofluorethane (CCQ 3 F), tribluorobromomethane (C Br F 3), dichlorodifluoromethane (CC 2 F 2), trifluoroethane (C 2 H 3 F 3) et pentafluoroethane (C 2 HF 5); ( trode de base en présence d'un mélange d'oxyygène et de gaz inerte, de manière à former une couche oxyde sur cette électrode de base; (d) et enfin à former sur la couche d'oxyde un film d'un second métal superconducteur destiné à former contre-électrode ( 20). 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat ( 10) est en silicone et a une surface oxydée sur laquelle l'électrode de base est formée. 3/ Procédé selon la-revendication 1, caractérisé en ce que le substrat ( 10) est en saphir_ 4/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier métal superconducteur ( 12) est au moins un des métaux choisi dans le groupe formé par le Nb, Nb-A 9-, Nb-Ge, Nb-Sn, Nb-Ga, V-Si, Nb-C-N, Nb-N et Pb-In. / Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second métal superconducteur est au moins un des métaux choisi dans le groupe formé par Nb, Nb-AL, Nb-Ge, Nb-Sn, Nb-Ga, V-Si, Nb-C-N, Nb-N, Pb et Pb-In. 6/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé _ 39 _ en ce que l'hydrocarbure halogénée est choisie dans le groupe comprenant le tetrafluoromethane (CF 4) àa 50 % en volume de trichlorofluoromethane (CCL 3 F), l'hexafluoro- ethane (C 2 F 6)à 20 % en volume de tetrafluoromethane (CF 4), etl'octafluoropropane (C 3 F 8)à 80 % en volume de trifluorobromométhane (C Br F 3). 7/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz inerte utilisé dans le mélange de gaz pour l'oxydation est choisi dans le groupe comprenant l'helium, l'argon, la neon, le xenon et le krypton. 8/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hydrocarbure halogénée lorsdu nettoyage par pulvérisation à l'arc électrique est à une pression de 0,5 à 0,005 Torr. 9/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pulvérisation à l'arc électrique est effectuée à une tension de cathode de 50 à 300 Volts. / Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oxydation de la surface de nettoyage de l'électrode de base est effectuée par la méthode d'oxy- dation en plasma. 11/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oxydation de la surface d'électrode de base est effectuée par oxydation naturelle à température ambiante. 12/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange d'oxygène et de gaz inerte dans la phase d'oxydation est à une pression de 0,005 à 0,08 Torr. 13/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange de gaz dans la phase d'oxydation contient de 4 à 20 % en volume d'oxygène. 14/ Procédé pour la fabrication d'une jonction tunnel Josephson, caractérisé en ce au'il consiste: (at à former comme électrode de base un film d'un premier métal superconducteur ( 12) sur un substrat ( 10), (b) à soumettre une surface de l'électrode de base ( 12) _ 40 _ à un nettoyage par pulvérisation à l'arc électrique en présence d'un gaz diluant et d'un hydrocarbure halogéné choisi dans le groupe consistant dans un hydro- carbure fluoré (Cn F 2 n+ 2: N = 1 l V 4), trifluoromethane (CHF 3), trifluorobromomethane (C Br F 3), dichlorodifluo- romethane (CC 2 F 2), trifluoroethane (C 2 H 3 F 3), penta- fluoroethane (C 2 HF 5)et trichlorofluoromethane (CC 3 F); (c) à oxyder la surface à nettoyer de l'électrode de base en présence d'un mélange d'oxygène et de gaz inertede manière à former une couche oxyde ( 18) sur l'élec- trode de base ( 12); ld) et enfin à former un film d'un second métal superconducteur sur-la-couche d'oxyde ( 18) destiné à former contre électrode ( 20). 15/ Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le substrat ( 10) est en silicone et a une surface uxydée sur laquelle l'électrode de base ( 12) est formée. 16/ Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le substrat ( 10) est en saphir. 17/ Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le premier métal surperconducteur ( 12) est un métal choisi dans le groupe comprenant Nb, Nb-A, Nb-Ge, Nb-Sn, Nb-Ga, V-Si, Nb-C-N, Nb-N,et Pb-In. 18/ Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le second métal conducteur est au moins un métal choisi dans le groupe comprenant Nb, Nb-Aî, Nb-Ge, Nb-Sn, Nb-Ga, V-Si, Nb-C-N, Nb-N, Pb et Pb-In. 19/ Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'hydrocarbure hàlogénée est choisie dans le groupe comprenant du tetrafluoromethane (CF 4) à 50 % de volume de trichlorofluoromethane (C Cc 3 F), thane (C 2 F 6) à 20 % de volume de tetrafluoromethane (CF 4), eteoctafluoropropane (C 3 F 8) à 80 % de volume de trifluorobromomethane (C Br F 3). / Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le gaz inerte utilisé 41 - dans la phase d'oxydation est choisie dans un groupe comprenant l'helium, l'argon, le néon, le xenon et le krypton. 21/ Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la pulvérisation à l'arc électrique est effec- tuée à une tension de cathode de 50 à 300 Volts et une pression de 0,5 à 0,005 Torr. 22/ Procédé selon revendication 14, caractérisé en ce que l'oxydation de la surface de loélectrode de base est effec- tuée par la méthode d'oxydation en plasma. 23/ Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'oxydation de la surfacede l'électrode de base est effectuée par oxydation naturelle à température ambiante. 24/ Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le mélange de gaz dans la phase d'oxydation contient de 4 à 20 % en volume dboxygène. / Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le gaz diluant est choisi dans le groupe comprenant l'hélium, le néon, l'argon, le krypton, le xenon, le eo, le CO 2; le methane et l'azote. 2# 26/ Procédé pour la fabrication d'une jonction tunnel Josephson, caractérisé en ce qu'il consiste: (a) à former sur un substrat ( 10) un film en un premier métal superconducteur ( 12) destiné à former électrode de base; (b) à soumettre une surface del'électrode de base ( 12) simultanément à un nettoyage par pulvérisation à l'arc électrique et à une oxydation en présence d'un mélange de gaz diluant, d'oxygène et d'un hydrocarbure halogéné choisi dans le groupe comprenant les hydrocarbures fluorés (Cn F 2 n+ 2: N = 1 v 4), trifluoromethane (CHP 3), trichlorofluoromethane (CC 3 F), trifluorobromomethane (C Br F 3), dichlorodifluoromethane (CCL 2 F 2), trifluoroe- thane (C 2 H 3 F 3) et pentafluoroethane (C 2 HF 5), de sorte qu'une couche d'oxyde soit formée sur l'électrode de base (i 2) _ 42 _ Cc) et enfin, à former un film en un second métal superconducteur sur la couche oxyde ( 18) de manière à former une contre électrode ( 20). 27/ Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que le premier métal superconducteur ( 12) est un métal choisi dans le groupe comprenant Nb, Nb-At, Nb-Ge, Nb-Sn, Nb-Ga, V-Si, Nb-C-N, Nb-N, Pb et Pb-In. 28/ Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que le second métal superconducteur est un métal choisi dans le groupe comprenant Nb, Nb-At, Nb-Ge, Nb-Sn, Nb-Ga, V-Si, Nb-C-N, Nb-N, Pb et Pb-In. 29/ Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que le gaz diluant est choisi dans le groupe comprenant l-hélïum- le néon, l'argon, le krypton, le xenon, C@, CO 2, le methane et l'azote. / Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que le mélange de gaz lors de la phase d'oxydation contient 4 à 20 % en volume d'oxygène, la pression totale du mélange étant comprise entre 0,005 à 0,06 Torr, et le nettoyage par pulvérisation à l'arc et l'oxyda- tion étant effectués à une tension de 40 à 150 Volts, pendant une à vingt minutes.