【手続補正書】
【提出日】平成28年3月1日(2016.3.1)
【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】
三層ジョセフソン接合を形成する方法であって、
ベース電極層、絶縁層および対電極層を含む超伝導三層を堆積させる工程と、
前記超伝導三層を覆ってフォトレジストマスクパターンを堆積させる工程と、
少なくとも１つのジョセフソン接合を形成するために前記超伝導三層にパターンをエッチングする工程であって、前記ベース電極層の少なくとも２つの部分を露出させるため、前記対電極層の少なくとも２つの部分を取り除く工程、および、前記絶縁層の少なくとも２つの部分を取り除く工程を含む、工程と
を含む、方法。
【請求項２】
前記対電極層の少なくとも２つの部分を取り除く工程は、ＳＦ6、ＢＣｌ3およびＣｌ2の組合せを使用して、前記対電極層の少なくとも２つの部分を取り除く工程を含み、前記絶縁層の少なくとも２つの部分を取り除く工程は、ＳＦ6、ＢＣｌ3およびＣｌ2の組合せを使用して、前記絶縁層の少なくとも２つの部分を取り除く工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
超伝導三層を形成する方法であって、
ニオブの第１の層を堆積させる工程と、
原子層堆積を介して前記ニオブの第１の層の少なくとも一部分を覆って酸化アルミニウム層を堆積させる工程と、
前記酸化アルミニウム層の少なくとも一部分を覆ってニオブの第２の層を堆積させる工程と
を含む、方法。
【請求項４】
前記ニオブの第１の層の少なくとも一部分を覆ってアルミニウム層を堆積させる工程と、
前記アルミニウム層の少なくとも一部分を覆って前記酸化アルミニウム層を堆積させる工程と
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
チャンバ内で超伝導三層を形成する方法であって、
前記チャンバ内でニオブのベース層を堆積させる工程と、
前記チャンバ内で前記ニオブのベース層の少なくとも一部分を覆って酸化アルミニウム層を堆積させる工程と、
前記ニオブのベース層および前記酸化アルミニウム層を熱化するため、不活性ガスで前記チャンバを満たす工程と、
前記チャンバから前記不活性ガスをポンピングで送り出す工程と、
前記チャンバ内で前記酸化アルミニウム層の少なくとも一部分を覆ってニオブの最上層を堆積させる工程と
を含む、方法。
【請求項６】
不活性ガスで前記チャンバを満たす工程は、アルゴンで前記チャンバを満たす工程を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ジョセフソン接合を覆って保護キャップを堆積させる方法であって、
酸化アルミニウム層を含む超伝導三層を堆積させる工程と、
前記酸化アルミニウム層の少なくとも一部分を露出させるように前記超伝導三層をパターニングする工程と、
前記酸化アルミニウム層の前記露出部分を事前洗浄する工程と、
前記三層を覆って前記保護キャップを堆積させる工程と
を含む、方法。
【請求項８】
前記酸化アルミニウム層の前記露出部分を事前洗浄する工程は、イオンで前記酸化アルミニウム層の前記露出部分を事前洗浄する工程を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記酸化アルミニウム層の前記露出部分を事前洗浄する工程は、軽度の異方性低圧エッチングを介して前記酸化アルミニウム層の前記露出部分を事前洗浄する工程を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
ハイブリッド誘電体を堆積させる方法であって、
第１の誘電材料を含む第１の誘電体層を堆積させる工程と、
前記第１の誘電体層の少なくとも一部分を覆って第２の誘電体層を堆積させる工程であって、前記第２の誘電体層は、第２の誘電材料を含む、工程と、
前記第２の誘電体層の少なくとも一部分を覆って第３誘電体層を堆積させる工程であって、前記第３の誘電体層は、第３の誘電材料を含む、工程と
を含む、方法。
【請求項１１】
第３の誘電材料を堆積させる工程は、前記第１の誘電材料と同じタイプの材料を堆積させる工程を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
第１の誘電材料を堆積させる工程は、非酸化物誘電体を堆積させる工程を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
第２の誘電材料を堆積させる工程は、酸化物誘電体を堆積させる工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
第１の超伝導金属層と、
前記第１の超伝導金属層上を覆うハイブリッド誘電体層であって、前記第１の超伝導金属層上を直接覆うシリコン窒化物の第１の層、前記シリコン窒化物の第１の層上を直接覆うシリコン酸化物の層および前記シリコン酸化物の層上を直接覆うシリコン窒化物の第２の層を備える、ハイブリッド誘電体層と、
前記ハイブリッド誘電体層上を覆う第２の超伝導金属層であって、前記ハイブリッド誘電体層の前記シリコン窒化物の第２の層上を直接覆う、第２の超伝導金属層と
を含む、超伝導集積回路。
【請求項１５】
超伝導集積回路を製作する方法であって、
第１の誘電体層を堆積させる工程と、
前記第１の誘電体層を覆って、ネガ型フォトレジストマスクで直接カバーされていない前記第１の誘電体層の領域に所望の回路パターンが対応するように前記所望の回路パターンのネガ型パターンをトレースする前記ネガ型フォトレジストマスクを堆積させる工程と、
前記第１の誘電体層にオープンの特徴を生成するため、前記第１の誘電体層に前記所望の回路パターンをエッチングする工程と、
前記第１の誘電体層の前記オープンの特徴を少なくとも部分的に充填するため、前記第１の誘電体層を覆って第１の超伝導金属層を堆積させる工程と、
前記第１の超伝導金属層を平坦化する工程と、
所望の内層誘電体厚さを生成するため、第２の誘電体層を堆積させる工程であって、前記内層誘電体厚さは、堆積プロセスによって制御される、工程と、
前記第２の誘電体層の上方に第２の超伝導金属層を堆積させる工程と
を含む、方法。
【請求項１６】
第１の超伝導金属層を堆積させる工程は、電気めっきを介して前記第１の超伝導金属層を堆積させる工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
超伝導集積回路を製作する方法であって、
第１の超伝導金属層をパターニングする工程と、
前記第１の超伝導金属層を覆って第１の誘電体層を堆積させる工程と、
前記第１の誘電体層を覆って第１のネガ型フォトレジストマスクを堆積させる工程であって、前記第１のネガ型フォトレジストマスクは、前記第１のネガ型フォトレジストマスクで直接カバーされていない前記第１の誘電体層の領域に少なくとも１つのビアの位置が対応するように前記少なくとも１つのビアの前記位置のネガティブを提供する、工程と、
その少なくとも１つのビアに対応する少なくとも１つの穴を生成するため、前記第１の誘電体層をエッチングする工程であって、前記少なくとも１つの穴は、前記第１の超伝導金属層の一部分を露出させる、工程と、
前記少なくとも１つの穴を少なくとも部分的に充填し、少なくとも第１のビアの第１の部分を提供するため、前記第１の誘電体層を覆って第２の超伝導金属層を堆積させる工程と、
前記第２の超伝導金属層を平坦化する工程と、
第２の誘電体層を堆積させる工程と、
前記第２の誘電体層を覆って、第２のネガ型フォトレジストマスクで直接カバーされていない前記第２の誘電体層の領域に所望の回路パターンが対応するように前記所望の回路パターンのネガティブをトレースする前記第２のネガ型フォトレジストマスクを堆積させる工程と、
前記第２の誘電体層にオープンの特徴を生成するため、前記第２の誘電体層に前記所望の回路パターンをエッチングする工程と、
前記第２の誘電体層を覆って第３のネガ型フォトレジストマスクを堆積させる工程であって、前記第３のネガ型フォトレジストマスクは、前記第３のネガ型フォトレジストマスクで直接カバーされていない前記第２の誘電体層の領域に少なくとも１つのビアの位置が対応するように前記少なくとも１つのビアの前記位置のネガティブを提供し、前記少なくとも１つのビアの前記位置は、前記第２の誘電体層のオープンの特徴の範囲内である、工程と、
前記少なくとも１つのビアに対応する少なくとも１つの穴を生成するため、前記第２の誘電体層をエッチングする工程であって、前記少なくとも１つの穴は、前記第１のビアの前記第１の部分の一部分を露出させる、工程と、
前記第２の誘電体層の前記少なくとも１つの穴を少なくとも部分的に充填し、前記第１のビアの第２の部分を提供するため、および、前記第２の誘電体層の前記オープンの特徴を少なくとも部分的に充填するため、前記第２の誘電体層を覆って第３の超伝導金属層を堆積させる工程と、
前記第３の超伝導金属層を平坦化する工程と
を含む、方法。
【請求項１８】
第２の超伝導金属層を堆積させる工程および第３の超伝導金属層を堆積させる工程のうちの少なくとも１つは、電気めっきを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の超伝導金属層を平坦化する工程および前記第３の超伝導金属層を平坦化する工程のうちの少なくとも１つは、化学機械平坦化を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
超伝導集積回路における使用のための基板であって、
シリコンを含むベース層と、
酸化アルミニウムを含む最上層と
を含む、基板。
【請求項２１】
前記ベース層は、ドーピングされていないシリコン、ドーピングされたシリコン、サファイアおよび石英のうちの少なくとも１つを含む、請求項２０に記載の基板。
【請求項２２】
前記ベース層は、前記最上層より厚いものである、請求項２０に記載の基板。
【請求項２３】
集積回路において超伝導金属層を堆積させる方法であって、
前記超伝導金属層の第１の部分を堆積させる工程と、
過剰加熱を防ぐため、前記超伝導金属層の前記第１の部分の前記堆積を停止する工程と、
前記超伝導金属層を冷却する工程と、
前記超伝導金属層の前記第１の部分を覆って前記超伝導金属層の第２の部分を堆積させる工程と
を含む、方法。
【請求項２４】
過剰加熱を防ぐため、前記超伝導金属層の前記第２の部分の前記堆積を停止する工程と、
前記超伝導金属層を冷却する工程と、
前記超伝導金属層の前記第２の部分を覆って前記超伝導金属層の第３の部分を堆積させる工程と
をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
多層の超伝導集積回路において複数の層を位置合わせする方法であって、
少なくとも１つのアライメントマークを含むように第１の超伝導金属層をパターニングする工程と、
前記第１の超伝導金属層を覆って第１の誘電体層を堆積させる工程と、
前記少なくとも１つのアライメントマークを露出させるように前記第１の誘電体層をパターニングする工程と、
前記少なくとも１つのアライメントマークの刻印が第２の超伝導金属層の露出表面上に形成されるように前記第１の誘電体層を覆って第２の超伝導金属層を堆積させる工程と、
フォトレジストマスクを前記第２の超伝導金属層上の前記少なくとも１つのアライメントマークの前記刻印に位置合わせする工程と
を含む、方法。
【請求項２６】
前記第２の超伝導金属層を覆って前記フォトレジストマスクを堆積させる工程
をさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
超伝導集積回路を製作する方法であって、
第１の超伝導金属層を堆積させる工程と、
前記第１の超伝導金属層を覆って超伝導保護キャッピング層を堆積させる工程と、
前記第１の超伝導金属層および前記第１の超伝導金属層を覆う前記超伝導保護キャッピング層の両方をパターニングする工程と、
前記パターニング済みの超伝導保護キャッピング層を覆って誘電体層を堆積させる工程と、
前記超伝導保護キャッピング層または前記第１の超伝導金属層のうちの少なくとも１つの一部分を露出させるため、前記誘電体層を通り抜ける穴をエッチングする工程と、
前記第２の超伝導金属層の少なくとも一部分が、前記誘電体層を通り抜ける前記穴を少なくとも部分的に充填し、前記超伝導保護キャッピング層または前記第１の超伝導金属層のうちの少なくとも１つとの超伝導電気接続を形成するように、前記誘電体層を覆って第２の超伝導金属層を堆積させる工程と
を含む、方法。
【請求項２８】
前記第１の超伝導金属層を覆って超伝導保護キャッピング層を堆積させる工程は、前記第１の超伝導金属層を覆って窒化チタン層を堆積させる工程を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
第１のパターニング済みの超伝導金属層と、
前記第１のパターニング済みの超伝導金属層を覆って配置された超伝導保護キャッピング層であって、前記第１のパターニング済みの超伝導金属層のパターンと一致するようにパターニングされる、超伝導保護キャッピング層と、
前記超伝導保護キャッピング層を覆って配置された誘電体層と、
前記誘電体層を覆って配置された第２のパターニング済みの超伝導金属層と、
前記誘電体層を通じて延在し、前記第２のパターニング済みの超伝導金属層の一部分を前記超伝導保護キャッピング層の一部分または前記第１の超伝導金属層の一部分のうちの少なくとも１つと超伝導的に電気的に結合する超伝導ビアと
を含む、超伝導集積回路。
【請求項３０】
前記超伝導保護キャッピング層は、窒化チタンを含む、請求項２９に記載の超伝導集積回路。
【請求項３１】
ジョセフソン接合五層を製作する方法であって、
第１の超伝導金属層を堆積させる工程と、
前記第１の超伝導金属層を覆って第１の絶縁バリアを堆積させる工程であって、前記第１の絶縁バリアは第１の厚さを有する、工程と、
前記第１の絶縁バリアを覆って第２の超伝導金属層を堆積させる工程と、
前記第２の超伝導金属層を覆って第２の絶縁バリアを堆積させる工程であって、前記第２の絶縁バリアは、前記第１の絶縁バリアの前記第１の厚さとは異なる第２の厚さを有する、工程と、
前記第２の絶縁バリアを覆って第３の超伝導金属層を堆積させる工程と
を含む、方法。
【請求項３２】
前記第２の超伝導金属層を覆って第２の絶縁バリアを堆積させる工程であって、前記第２の絶縁バリアは、前記第１の絶縁バリアの前記第１の厚さとは異なる第２の厚さを有する、工程は、前記第２の超伝導金属層を覆って第２の絶縁バリアを堆積させる工程であって、前記第２の絶縁バリアは、前記第１の絶縁バリアの前記第１の厚さより大きい第２の厚さを有する、工程を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
超伝導集積回路であって、
ジョセフソン接合五層であって、
第１の超伝導金属層、
第１の厚さを有する第１の絶縁バリアであって、前記第１の超伝導金属層を覆って配置される、第１の絶縁バリア、
前記第１の絶縁バリアを覆って配置された第２の超伝導金属層、
第２の厚さを有する第２の絶縁バリアであって、前記第２の超伝導金属層を覆って配置される、第２の絶縁バリア、および、
前記第２の絶縁バリアを覆って配置された第３の超伝導金属層
を含む、ジョセフソン接合五層と、
前記ジョセフソン接合五層を覆って配置された誘電体層と、
前記誘電体層を覆って配置された超伝導配線層と、
前記超伝導配線層の少なくとも一部分を前記ジョセフソン接合五層の少なくとも一部分と超伝導的に電気的に結合する少なくとも１つの超伝導ビアと
を含む、超伝導集積回路。
【請求項３４】
前記第２の絶縁バリアの前記第２の厚さは、前記第１の絶縁バリアの前記第１の厚さより大きいものである、請求項３３に記載の超伝導集積回路。
【請求項３５】
前記ジョセフソン接合五層の少なくとも第１の部分は、
前記第３の超伝導金属層の第１の部分と、
前記第２の絶縁バリアの第１の部分と、
前記第２の超伝導金属層の第１の部分と、
前記第１の絶縁バリアの第１の部分と、
前記第１の超伝導金属層の第１の部分と
を含む第１のジョセフソン接合であって、少なくとも１つの超伝導ビアは、前記第２の超伝導配線層の第１の部分を前記第３の超伝導金属層の前記第１の部分と超伝導的に電気的に結合することができる、第１のジョセフソン接合
を形成するようにパターニングされる、請求項３３に記載の超伝導集積回路。
【請求項３６】
前記ジョセフソン接合五層の少なくとも第２の部分は、
前記第２の超伝導金属層の第２の部分と、
前記第１の絶縁バリアの第２の部分と、
前記第１の超伝導金属層の第２の部分と
を含む第２のジョセフソン接合であって、少なくとも１つの超伝導ビアは、前記第２の超伝導配線層の第２の部分を前記第２の超伝導金属層の前記第２の部分と超伝導的に電気的に結合することができる、第２のジョセフソン接合
を形成するようにパターニングされる、請求項３５に記載の超伝導集積回路。
【請求項３７】
前記ジョセフソン接合五層の少なくとも第１の部分は、
前記第２の超伝導金属層の第１の部分と、
前記第１の絶縁バリアの第１の部分と、
前記第１の超伝導金属層の第１の部分と
を含む第１のジョセフソン接合であって、少なくとも１つの超伝導ビアは、前記第２の超伝導配線層の第１の部分を前記第２の超伝導金属層の前記第１の部分と超伝導的に電気的に結合することができる、第１のジョセフソン接合を形成するようにパターニングされる、請求項３３に記載の超伝導集積回路。