고온초전도Y1Ba2Cu3O7-X(YBCO)박막을이용한바이에피택시얼죠셉슨접합소자및그제조방법

Abstract

본 발명은 바이에피택시얼 죠셉슨 접합소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 고온 초전도 Y1Ba2Cu3O7-x(YBCO) 박막을 이용한 바이에피택시얼 죠셉슨 접합(bi-epitaxial Josephson junction) 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 고온 초전도체(YBCO)와 결정상수가 비슷한 단결정(SrTiO3 또는 LaAlO3)기판을 c축이 표면 수직 벡터에 대하여 α° 기울어지게 자른 다음, 상기 기판에 고온 초전도체와 결정상수 차가 큰 박막(YSZ층)을 rf 스퍼터링(sputtering)방법으로 증착한 다음, 박막층(YSZ층)의 반쪽을 제3도 (b)의 b축 틸트 바운더리(tilt boundary) 또는 제3도 (c)의 b축 트위스트 바운더리(twist boundary) 형태가 되도록 포토리소그래피(photolithography) 방법과 이온 밀링(ion milling) 방법으로 깍아내고, 그 위에 고온 초전도체와 매칭이 잘되는 박막(CeO2)을 rf 스퍼터링 방법으로 증착한 후, 고온 초전도체(YBCO) 방막을 dc 스퍼터링 방법으로 증착하여 죠셉슨 접합소자를 만듦으로써 집적화가 가능하고 수율이 높으며, 기판을 c축이 표면 수직 벡터에 대하여 갖는 임의의 작은각이 되도록 자름으로써 접합각을 조절할 수 있어 특성(높은 IcRn 값)이 좋은 바이에피택시얼 죠셉슨 접합소자를 얻을 수 있다.