(57)【要約】超電導デバイスを形成する方法が提供される。方法は、基板の上に非酸化物系誘電体層を堆積するステップと、非酸化物系誘電体層の上にフォトレジスト材料層を堆積するステップと、フォトレジスト材料層を照射し現像してフォトレジスト材料層にビアパターンを形成するステップと、ビアパターンに基づいて非酸化物系誘電体層をエッチングして非酸化物系誘電体層に開口部を形成するステップとを含む。方法はさらに、フォトレジスト材料層を剥離するステップと、非酸化物系誘電体の開口部を超電導材料で充填して、一組の超電導コンタクトを形成するステップとを含む。
2019504480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導デバイスを形成する方法であって、
基板の上に非酸化物系誘電体層を堆積するステップと、
前記非酸化物系誘電体層の上にフォトレジスト材料層を堆積するステップと、
前記フォトレジスト材料層を照射し現像して前記フォトレジスト材料層にビアパターンを形成するステップと、
前記ビアパターンに基づいて前記非酸化物系誘電体層をエッチングして前記非酸化物系誘電体層に開口部を形成するステップと、
前記フォトレジスト材料層を剥離するステップと、
前記非酸化物系誘電体層の前記開口部を超電導材料で充填して一組の超電導コンタクトを形成するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記非酸化物系誘電体層を形成する材料は、６未満の誘電率を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記非酸化物系誘電体層を形成する前記材料は、約３．８〜約５の誘電率を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記非酸化物系誘電体層を形成する前記材料は、非晶質炭化ケイ素（ＳｉＣ）である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記超電導材料がニオブである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記超電導材料を前記非酸化物系誘電体層の上面まで化学機械研磨（ＣＭＰ）を行うことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基板の上に前記非酸化物系誘電体層を堆積することは、前記基板と重なる活性層の上に前記非酸化物系誘電体層を堆積することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記非酸化物系誘電体層の上に複数の追加の活性層及び複数の非酸化物系誘電体層を堆積するステップと、前記複数の非酸化物系誘電体層を介して一連の超電導相互接続を形成して、前記複数の追加の活性層上の能動素子間の接続を形成するステップとをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記非酸化物系誘電体層の上に第２のフォトレジスト材料層を堆積するステップと、
前記第２のフォトレジスト材料層を照射し現像して、前記ビアパターンと重なる前記第２のフォトレジスト材料層にトレンチパターンを形成するステップと、
前記トレンチパターンに基づいて前記非酸化物系誘電体層をエッチングして前記非酸化物系誘電体層にトレンチ開口部を形成するステップと、
前記第２のフォトレジスト材料層を剥離するステップと、
前記非酸化物系誘電体層の開口部を超電導材料で充填して一組の超電導コンタクトと該一組の超電導コンタクト上の導電線の両方を形成するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記非酸化物系誘電体層の上に第２の非酸化物系誘電体層を堆積するステップと、
前記第２の非酸化物系誘電体層の上に第２のフォトレジスト材料層を堆積するステップと、
前記第２のフォトレジスト材料層を照射し現像して前記第２のフォトレジスト材料層にビアパターンを形成するステップと、
前記ビアパターンに基づいて前記第２の非酸化物系誘電体層をエッチングして前記第２の非酸化物系誘電体層に開口部を形成するステップと、
前記フォトレジスト材料層を剥離するステップと、
前記第２の非酸化物系誘電体層の開口部を超電導材料で充填して第２の組の超電導コンタクトを形成するステップと
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
超電導デバイスを形成する方法であって、
基板の上に非晶質炭化ケイ素（ＳｉＣ）系誘電体層を堆積するステップと、
前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層の上にフォトレジスト材料層を堆積するステップと、
前記フォトレジスト材料層を照射し現像して前記フォトレジスト材料層にビアパターンを形成するステップと、
前記ビアパターンに基づいて前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層をエッチングして前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層に開口部を形成するステップと、
前記フォトレジスト材料層を剥離するステップと、
前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層の前記開口部をニオブで充填して一組の超電導コンタクトを形成するステップと
を含む方法。
【請求項１２】
基板の上に前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層を堆積することは、前記基板と重なる活性層の上に前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層を堆積することを含み、方法は、前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層の上に複数の追加の活性層および複数の非晶質ＳｉＣ系誘電体を堆積して前記複数の追加の活性層上の能動素子間に一連の相互接続を形成することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層の上に第２のフォトレジスト材料層を堆積するステップと、
前記第２のフォトレジスト材料層を照射し現像して、前記ビアパターンと重なる前記第２のフォトレジスト材料層にトレンチパターンを形成するステップと、
前記開口部と重なるトレンチを有する前記トレンチパターンに基づいて前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層をエッチングして前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層にトレンチ開口部を形成するステップと、
前記第２のフォトレジスト材料層を剥離するステップと、
前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層の前記開口部をニオブで充填して一組の超電導コンタクトと該一組の超電導コンタクト上の導電線の両方を形成するステップと
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
超電導デバイスであって、
基板と、
前記基板と重なる活性層と、
前記活性層と重なる非酸化物系誘電体層とを備え、前記非酸化物系誘電体層は、前記活性層に導電的に結合された、前記非酸化物系誘電体層を貫通して延在する複数の超電導コンタクトを含む、デバイス。
【請求項１５】
前記非酸化物系誘電体層を形成する材料は、６未満の誘電率を有する、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記非酸化物系誘電体層を形成する前記材料は、約３．８〜約５の誘電率を有する、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記非酸化物系誘電体層を形成する前記材料は、非晶質炭化ケイ素（ＳｉＣ）である、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
超電導材料がニオブである、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記複数の超電導コンタクトの個々の超電導コンタクトの上に各々重なる複数の導電線をさらに備える、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記非酸化物系誘電体層の上の複数の追加の活性層および複数の非酸化物系誘電体層を前記複数の追加の活性層上の能動素子間に一連の相互接続を形成するためにさらに含む、請求項１４に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して超電導体に関し、より詳細には、超電導体構造および非酸化物系誘電体（ｎｏｎ−ｏｘｉｄｅ  ｂａｓｅｄ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）を利用する超電導体構造を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導回路は、通信信号の完全性または計算能力が必要とされる国家安全保障アプリケーションを大幅に強化することが期待される量子コンピューティングおよび暗号アプリケーションのために提案された主要な技術の１つである。超電導回路は、１００ケルビン未満の温度で動作される。超電導デバイスの製造への取り組みは、大部分が超電導デバイスの量産について発表されていない大学や政府の研究室に限られている。従って、これらの研究室で超電導デバイスを製造するために使用される多くの方法は、迅速で一貫した製造が不可能なプロセスまたは設備を使用している。さらに、低温処理の必要性は、現在、超電導デバイスの大量生産に対するより重大な障壁の１つを提示している。
【０００３】
超電導エレクトロニクスがますます普及するにつれて、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）処理に用いられるような技術を利用した超電導デバイスの大量生産への関心が高まっている。超電導相互接続を利用するロジックデバイスまたはメモリデバイスなどのマイクロエレクトロニクスデバイスは、ＣＭＯＳプロセスなどの従来の半導体製造と比較して異なるプロセス仕様を有する。超電導相互接続を使用するデバイスにＣＭＯＳプロセスを採用することに伴う１つの問題は、ある種の超電導材料に関連する超電導特性が、超電導材料の微細構造における酸素の取り込みに反応性があることである。最近のデータは、超電導体への酸素拡散が温度に強く依存することを示しており、典型的なＣＭＯＳ処理温度（例えば４００℃）は、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）のプラズマ分解によって形成されたＳｉＯ２のような酸素を含有する誘電体からの酸素拡散を生じさせる。
【発明の概要】
【０００４】
一例では、超電導デバイスを形成する方法が提供される。方法は、基板の上に非酸化物系誘電体層を堆積するステップと、非酸化物系誘電体層の上にフォトレジスト材料層を堆積するステップと、フォトレジスト材料層を照射し現像してフォトレジスト材料層にビアパターンを形成するステップと、ビアパターンに基づいて非酸化物系誘電体層をエッチングして非酸化物系誘電体層に開口部を形成するステップとを含む。方法はさらに、フォトレジスト材料層を剥離するステップと、非酸化物系誘電体層の開口部を超電導材料で充填して一組の超電導コンタクトを形成するステップとを含む。
【０００５】
別の例では、超電導デバイスを形成する方法が提供される。方法は、基板の上に非晶質炭化ケイ素（ＳｉＣ）系誘電体層（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｃａｒｂｉｄｅ  （ＳｉＣ）  ｂａｓｅｄ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｌａｙｅｒ）を堆積するステップと、非晶質ＳｉＣ系誘電体層の上にフォトレジスト材料層を堆積するステップと、フォトレジスト材料層を照射し現像して非晶質ＳｉＣ系誘電体層にビアパターンを形成するステップと、ビアパターンに基づいて非晶質ＳｉＣ系誘電体層をエッチングして非晶質ＳｉＣ系誘電体層に開口部を形成するステップとを含む。方法はさらに、フォトレジスト材料層を剥離するステップと、非晶質ＳｉＣ系誘電体層の開口部をニオブで充填して一組の超電導コンタクトを形成するステップを含む。
【０００６】
さらに別の例では、基板と、基板を覆う活性層とを含む超電導デバイスが提供される。デバイスは、活性層を覆う非酸化物系誘電体層をさらに含む。非酸化物系誘電体層は、活性層に導電的に結合された、非酸化物系誘電体層を貫通して延在する複数の超電導コンタクトを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】超電導デバイス構造の一例を示す断面図を示す。
【図２】製造の初期段階における超電導体構造の一例の概略的な断面図を示す。
【図３】フォトレジスト材料層が堆積されパターン化された後、エッチングプロセスを受けている図２の構造の概略的な断面図を示す。
【図４】エッチングプロセスの後で、かつフォトレジスト材料層が除去された後の図３の構造の概略的な断面図を示す。
【図５】フォトレジスト材料層が堆積されパターン化された後、エッチングプロセスを受けている図４の構造の概略的な断面図を示す。
【図６】エッチングプロセスの後で、かつフォトレジスト材料層が除去された後の図５の構造の概略的な断面図を示す。
【図７】コンタクト材料の充填後の図６の構造の概略的な断面図を示す。
【図８】化学機械研磨を受けた後の図７の構造の概略的な断面図を示す。
【図９】フォトレジスト材料層が堆積されパターン化された後、エッチングプロセスを受けている図８の構造の概略的な断面図を示す。
【図１０】エッチングプロセスの後で、かつフォトレジスト材料層が除去された後の図８の構造の概略的な断面図を示す。
【図１１】フォトレジスト材料層が堆積されパターン化された後、エッチングプロセスを受けている図１０の構造の概略的な断面図を示す。
【図１２】エッチングプロセスの後で、かつフォトレジスト材料層が除去された後の図１１の構造の概略的な断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、超電導体構造（例えば、超電導集積回路）の製造に非酸化物系誘電体材料を使用することに関する。例えば層間絶縁膜に用いられる非酸化物系誘電体材料は、例えば超電導体構造の相互接続として用いられる超電導材料への酸素の拡散を緩和する。非酸化物誘系電体層は、超電導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ：ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｄｅｖｉｃｅ）のような超電導デバイスの製造レベルで使用することもできる。超電導材料への酸素の拡散は、超電導材料の超電導特性に有害な影響を及ぼす。
【０００９】
本実施例は、活性層と重なる２つの誘電体層に関して図示されている。しかしながら、相互接続層が非酸化物系誘電体材料を使用し、かつ活性層を相互に連結する相互接続部が超電導材料で形成されている限り、デバイス構造は、集積された超電導回路の形成において多くの誘電体層および活性層を使用することができることを理解されたい。本明細書では、活性層は、超電導デバイスまたは相互接続層以外の回路要素を支持する１つまたは複数の層として定義される。超電導ロジックデバイスの構造は、図示の例のように１つの層に限定されず、複数の層にわたって形成されてもよいことを理解されたい。さらに、非酸化物系誘電体を利用することにより、これらの要素を任意の層に配置する自由度が増す。
【００１０】
図１は、活性層間の相互接続層に非酸化物系誘電体材料を利用する超電導デバイス構造１０の一部の断面図を示す。超電導デバイス構造１０は、基板１２と重なる活性層１４を含む。基板１２は、シリコン、ガラスまたは他の基板材料で形成することができる。活性層１４は、グラウンド層またはデバイス層とすることができる。第１の非酸化物系誘電体層１６は、活性層１４と重なり、第２の非酸化物系誘電体層２４は、第１の非酸化物系誘電体層１６と重なる。第１の非酸化物系誘電体層および第２の非酸化物系誘電体層の両方は、実質的に酸素を含まず、かつ６未満、例えば約３．８〜約５の誘電率（Ｋ）を有する材料であって、その誘電率が、酸化物系誘電体材料（例えば、ＳｉＯ２）の低誘電率に近いかまたは同じである材料で形成されている。例えば、利用可能な非酸化物系誘電体材料は、約４．５の誘電率を有する非晶質炭化ケイ素（ＳｉＣ）である。非晶質ＳｉＣの別の利点は、化学機械研磨、デュアルダマシンおよびシングルダマシン加工技術などの一般的な半導体加工技術と互換性があることである。
【００１１】
第１の組の導電線２０は、第１の非酸化物系誘電体層１６の上面から第１の組のコンタクト１８まで延在している。第１の組のコンタクト１８は、活性層１４まで延在し、かつ活性層１４（例えば、活性層１４上の他の導電線、コンタクトまたは能動素子）に導電的に結合されている。第２の組の導電線２８は、第２の非酸化物系誘電体層２４の上面から第２の組のコンタクト２６まで延在している。第２の組のコンタクト２６は、第１の非酸化物系誘電体層１６の導電線２０まで延在し、かつ導電線２０に導電的に結合されている。第３の導電線２８は、第２の非酸化物系誘電体層２４の上面から、かつ第２の非酸化物系誘電体層２４の上面に沿って第２の非酸化物系誘電体層２４の中間領域まで延在している。第１および第２の非酸化物系誘電体層１６及び１４に関して図示したのと同じ方法で複数の追加の活性層および相互接続層は、第２の非酸化物系誘電体層２４と重なることができる。
【００１２】
コンタクトおよび導電線の各々は、酸素拡散に反応性がある超電導特性を有し得るニオブ、チタン、アルミニウム、その他などの超電導材料から形成される。従って、デバイス構造における非酸化物系誘電体の利用は、例えば酸素拡散によって、超電導体の超電導特性に影響を及ぼす従来の酸化物系誘電体の誘電体材料中の酸素によって引き起こされる有害な影響を緩和する。
【００１３】
ここで、図２〜図１０を参照して、図１の超電導デバイスにおける相互接続部の形成に関連して製造について説明する。本実施例は、活性層の上の２つの相互接続層に関して説明されているが、この方法は、複数の活性層の間の２つ以上の相互接続層、および集積回路における様々な他の構成の活性層および相互接続層に関して採用することができる。
【００１４】
図２は、製造の初期段階における超電導体構造５０を示す。超電導体構造５０は、下地基板５２と重なるグランド層またはデバイス層などの活性層５４を含む。下地基板５２は、例えば、活性層５４およびその上の層の機械的支持を提供するシリコンまたはガラスウェハとすることができる。
【００１５】
非酸化物系誘電体層５６は、活性層５４の上に形成される。非酸化物系誘電体層５６を形成するための任意の適切な技術、例えば、低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、高密度化学プラズマ気相堆積（ＨＤＰＣＶＤ）、スパッタリングまたはスピンオン技術を用いて、相互接続層を設けるのに適した厚さとしてもよい。一例では、非酸化物系誘電体層５６は、誘電率（Ｋ）が６未満、例えば約３．８〜約５である非酸化物系誘電体で形成され、誘電率が低誘電率酸化物系誘電体材料に近いか、または同じになるようにする。非酸化物系誘電体材料は、約４．５の誘電率を有する非晶質炭化ケイ素（ＳｉＣ）であってもよい。
【００１６】
次に、図３に示すように、構造を覆うようにフォトレジスト材料層５８が塗布され、次いでパターン形成され、現像されて、ビアパターンに従ってフォトレジスト材料層５８に開口領域６０を露出させる。フォトレジスト材料層５８は、フォトレジスト材料層５８をパターン化するために使用される放射の波長に対応して変化する厚さを有することができる。フォトレジスト材料層５８は、スピンコーティングまたはスピンキャスト堆積技術によって第１の非酸化物系誘電体層５６の上に形成され、選択的に照射され、現像されて、開口部６０が形成される。
【００１７】
また、図３は、第１の非酸化物系誘電体層５６にエッチング１１０（例えば、異方性反応性イオンエッチング（ＲＩＥ））を行って、フォトレジスト材料層５８のビアパターンに基づいて、第１の非酸化物系誘電体層５６内に延在する開口部６２（図４）を形成することを示す。エッチングステップ１１０は、ドライエッチングであってもよく、かつ下層の第１の非酸化物系誘電体層５６を下層の活性層５４および上層のフォトレジスト材料層５８よりも速い速度で選択的にエッチングするエッチング材を用いることができる。例えば、第１の非酸化物系誘電体層５６は、プラズマガス（ここでは、フッ素イオンを含有する四フッ化炭素（ＣＦ４））を用いて市販のエッチング装置（例えば、平行平板ＲＩＥ装置、あるいは代替的に電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマリアクタ）で異方性エッチングされて、フォトレジスト材料層５８のパターン化されたマスクパターンを複製して、延在する開口部６２を形成する。その後、フォトレジスト材料層５８は、図４に示す構造が形成されるように、剥離される（例えば、Ｏ２プラズマ中でアッシングする）。
【００１８】
次に、図５に示すように、別のフォトレジスト材料層６４が構造を覆うように塗布され、その後、パターン形成され、現像されて、トレンチパターンに従ってフォトレジスト材料層６４に開口トレンチ領域６６を露出させる。図５はまた、第１の非酸化物系誘電体層５６にエッチング１２０（例えば、異方性反応性イオンエッチング（ＲＩＥ））を行って、フォトレジスト材料層６４のトレンチパターンに基づいて第１の非酸化物系誘電体層５６内に延在する開口部６８（図６）を形成することを示す。その後、フォトレジスト材料層６４は、図６に示される構造が形成されるように、剥離される（例えば、Ｏ２プラズマ中でアッシングする）。
【００１９】
次に、構造にコンタクト材料を充填して、ニオブなどの超電導材料７０をビア６２およびトレンチ６８に堆積させて、図７の構造を形成する。コンタクト材料の充填は、標準的なコンタクト材料の堆積を用いて堆積することができる。コンタクト材料充填の堆積に続いて、超電導材料７０は、化学機械研磨（ＣＭＰ）によって非酸化物系誘電体層５６の表面位置まで研磨され、図８の構造が形成される。次に、結果として形成された構造は、第１の誘電体層の上面から第１の組のコンタクト７２まで延在する第１の組の導電線７４を含む。第１の組のコンタクト７２は、活性層５４まで延在し、かつ活性層５４（例えば、活性層５４上の他の導電線、コンタクトまたは能動素子）に導電的に結合される。
【００２０】
次に、図９に示されるように、第２の非酸化物系誘電体層７６が、図８の構造の上に形成される。フォトレジスト材料層７８が構造を覆うように塗布され、次いでパターン形成され、現像されて、ビアパターンに従ってフォトレジスト材料層７８に開口領域８０を露出させる。図９はまた、フォトレジスト材料層７６のビアパターンに基づいて第２の非酸化物系誘電体層７６にエッチング１３０を行って、第２の非酸化物系誘電体層７６内に延在する開口部８２（図１０）を形成することを示す。その後、フォトレジスト材料層７６は、図１０に示される構造が形成されるように、剥離される（例えば、Ｏ２プラズマ中でアッシングする）。
【００２１】
次に、図１１に示されるように、フォトレジスト材料層８４が構造を覆うように塗布され、その後、パターン形成され、現像されて、トレンチパターンに従ってフォトレジスト材料層８４に開口トレンチ領域８６を露出させる。図１１はまた、第２の非酸化物系誘電体層８４にエッチング１４０（例えば、異方性反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行って、フォトレジスト材料層８４のトレンチパターンに基づいて第２の非酸化物系誘電体層８４内に延在する開口部８８（図１２）を形成することを示す。その後、第２の非酸化物系誘電体層８４は、図１２に示される構造が形成されるように、剥離される（例えば、Ｏ２プラズマ中でアッシングする）。
【００２２】
次に、図７の記載において説明したプロセスと同様に、構造にコンタクト材料を充填して、標準的なコンタクト材料堆積を用いて、ニオブなどの超電導材料をビアおよびトレンチに堆積する。コンタクト材料充填の堆積に続いて、コンタクト材料は、図８の記載において説明したプロセスと同様に、化学機械研磨（ＣＭＰ）によって第２の非酸化物系誘電体層８４の表面位置まで研磨される。結果的に形成された最終的な構造は、図１に示される構造と同様のものとなる。追加の活性層および非酸化物系誘電体層を構造の上に形成して、追加の相互接続層の形成を繰り返して異なる活性層から能動素子を互いに結合することができる。
【００２３】
上記で説明したものは、本発明の例である。当然のことながら、本発明を説明する目的で構成要素または方法の考えられるすべての組み合わせを説明することは不可能であるが、当業者であれば、本発明の多くのさらなる組み合わせおよび置換が可能であることを認識するであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲を含む本出願の範囲内に含まれる変更、修正、および変形をすべて包含することが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年5月29日(2018.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導デバイスを形成する方法であって、
基板の上に非酸化物系誘電体層を堆積するステップと、
前記非酸化物系誘電体層の上にフォトレジスト材料層を堆積するステップと、
前記フォトレジスト材料層を照射し現像して前記フォトレジスト材料層にビアパターンを形成するステップと、
前記ビアパターンに基づいて前記非酸化物系誘電体層をエッチングして前記非酸化物系誘電体層に開口部を形成するステップと、
前記フォトレジスト材料層を剥離するステップと、
前記非酸化物系誘電体層の前記開口部を超電導材料で充填して一組の超電導コンタクトを形成するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記非酸化物系誘電体層を形成する材料は、６未満の誘電率を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記非酸化物系誘電体層を形成する前記材料は、約３．８〜約５の誘電率を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記非酸化物系誘電体層を形成する前記材料は、非晶質炭化ケイ素（ＳｉＣ）である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記超電導材料がニオブである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記超電導材料を前記非酸化物系誘電体層の上面まで化学機械研磨（ＣＭＰ）を行うことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基板の上に前記非酸化物系誘電体層を堆積することは、前記基板と重なる活性層の上に前記非酸化物系誘電体層を堆積することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記非酸化物系誘電体層の上に複数の追加の活性層及び複数の非酸化物系誘電体層を堆積するステップと、前記複数の非酸化物系誘電体層を介して一連の超電導相互接続を形成して、前記複数の追加の活性層上の能動素子間の接続を形成するステップとをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記非酸化物系誘電体層の上に第２のフォトレジスト材料層を堆積するステップと、
前記第２のフォトレジスト材料層を照射し現像して、前記ビアパターンと重なる前記第２のフォトレジスト材料層にトレンチパターンを形成するステップと、
前記トレンチパターンに基づいて前記非酸化物系誘電体層をエッチングして前記非酸化物系誘電体層にトレンチ開口部を形成するステップと、
前記第２のフォトレジスト材料層を剥離するステップと、
前記非酸化物系誘電体層の開口部を超電導材料で充填して一組の超電導コンタクトと該一組の超電導コンタクト上の導電線の両方を形成するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記非酸化物系誘電体層の上に第２の非酸化物系誘電体層を堆積するステップと、
前記第２の非酸化物系誘電体層の上に第２のフォトレジスト材料層を堆積するステップと、
前記第２のフォトレジスト材料層を照射し現像して前記第２のフォトレジスト材料層にビアパターンを形成するステップと、
前記ビアパターンに基づいて前記第２の非酸化物系誘電体層をエッチングして前記第２の非酸化物系誘電体層に開口部を形成するステップと、
前記フォトレジスト材料層を剥離するステップと、
前記第２の非酸化物系誘電体層の開口部を超電導材料で充填して第２の組の超電導コンタクトを形成するステップと
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
超電導デバイスであって、
基板と、
前記基板と重なる活性層と、
前記活性層と重なる非酸化物系誘電体層とを備え、前記非酸化物系誘電体層は、前記活性層に導電的に結合された、前記非酸化物系誘電体層を貫通して延在する複数の超電導コンタクトを含む、デバイス。
【請求項１２】
前記非酸化物系誘電体層を形成する材料は、６未満の誘電率を有する、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記非酸化物系誘電体層を形成する材料は、非晶質炭化ケイ素（ＳｉＣ）である、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記複数の超電導コンタクトの個々の超電導コンタクトの上に各々重なる複数の導電線をさらに備える、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記非酸化物系誘電体層の上の複数の追加の活性層および複数の非酸化物系誘電体層を前記複数の追加の活性層上の能動素子間に一連の相互接続を形成するためにさらに含む、請求項１１に記載のデバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
上記で説明したものは、本発明の例である。当然のことながら、本発明を説明する目的で構成要素または方法の考えられるすべての組み合わせを説明することは不可能であるが、当業者であれば、本発明の多くのさらなる組み合わせおよび置換が可能であることを認識するであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲を含む本出願の範囲内に含まれる変更、修正、および変形をすべて包含することが意図されている。
以下に、上記実施形態から把握できる技術思想を付記として記載する。
［付記１］
超電導デバイスを形成する方法であって、
基板の上に非晶質炭化ケイ素（ＳｉＣ）系誘電体層を堆積するステップと、
前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層の上にフォトレジスト材料層を堆積するステップと、
前記フォトレジスト材料層を照射し現像して前記フォトレジスト材料層にビアパターンを形成するステップと、
前記ビアパターンに基づいて前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層をエッチングして前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層に開口部を形成するステップと、
前記フォトレジスト材料層を剥離するステップと、
前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層の前記開口部をニオブで充填して一組の超電導コンタクトを形成するステップと
を含む方法。
［付記２］
基板の上に前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層を堆積することは、前記基板と重なる活性層の上に前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層を堆積することを含み、方法は、前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層の上に複数の追加の活性層および複数の非晶質ＳｉＣ系誘電体を堆積して前記複数の追加の活性層上の能動素子間に一連の相互接続を形成することをさらに含む、付記１に記載の方法。
［付記３］
前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層の上に第２のフォトレジスト材料層を堆積するステップと、
前記第２のフォトレジスト材料層を照射し現像して、前記ビアパターンと重なる前記第２のフォトレジスト材料層にトレンチパターンを形成するステップと、
前記開口部と重なるトレンチを有する前記トレンチパターンに基づいて前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層をエッチングして前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層にトレンチ開口部を形成するステップと、
前記第２のフォトレジスト材料層を剥離するステップと、
前記非晶質ＳｉＣ系誘電体層の前記開口部をニオブで充填して一組の超電導コンタクトと該一組の超電導コンタクト上の導電線の両方を形成するステップと
をさらに含む、付記１に記載の方法。
［付記４］
超電導デバイスであって、
基板と、
前記基板と重なる活性層と、
前記活性層と重なる非酸化物系誘電体層とを備え、前記非酸化物系誘電体層は、前記活性層に導電的に結合された、前記非酸化物系誘電体層を貫通して延在する複数の超電導コンタクトを含み、
前記非酸化物系誘電体層を形成する材料は、約３．８〜約５の誘電率を有する、デバイス。
［付記５］
超電導デバイスであって、
基板と、
前記基板と重なる活性層と、
前記活性層と重なる非酸化物系誘電体層とを備え、前記非酸化物系誘電体層は、前記活性層に導電的に結合された、前記非酸化物系誘電体層を貫通して延在する複数の超電導コンタクトを含み、
超電導材料がニオブである、デバイス。
【国際調査報告】
2019504480.tif 000015
2019504480.tif 000016
2019504480.tif 000017