Characteristics of Nb/AlOx-Al/Nb Josephson Junctions fabricated by a newly rotating box type multi-facing target sputtering
諸橋 信一, 波多野 雅也, 河野 佑介, 礒部 尚紀, 永田 省吾 （山口大）
smoro*yamaguchi-u.ac.jp
Abstract:高機能・高性能な電磁波検出器用超伝導トンネル接合（STJ素子）を作製するために，新型のボックス回転型多元対向スパッタ（BFTS）を新たに開発した。その特徴は，磁石の高機能な配置による（a）マルチターゲット化，（b）高プラズマ密度化，（c）基板にγ電子や反跳アルゴンが入りにくい低温スパッタ，（c）コンパクト化・省エネ化，である。グローブボックス付試料交換室＋トンネルバリア形成室＋スパッタ室の３室構成になって，スパッタ室は対向する６角柱のカソードにより計６層の薄膜作製が可能である。作製したNb薄膜は，超伝導転移温度Tcが 約9.3 K，残留抵抗比は4.5で，このときの基板温度は50℃以下を示した。不純ガスの取り込みの小さな高品質なNb薄膜が低温で作製できていることを示している。この条件でNb/AlOx-Al/Nb接合を作製し，4.2 Kでリーク電流が非常に小さな高品質な特性を示す素子が得られた。Nb下部電極薄膜の表面荒さとの関係で素子特性について調べた。