【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT0322
利用課題名 / Title
超伝導力学的インダクタンス検出器の表面分析
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/Electron microscopy,スパッタリング/Sputtering,超伝導/ Superconductivity,パワーエレクトロニクス/ Power electronics
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
木内 健司
所属名 / Affiliation
東京大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
超伝導検出器として、超伝導体が持つインダクタンスを利用した超伝導力学的インダクタンス検出器（MKIDs）を開発している。極低温で優れた低誘電損失を有する高抵抗シリコン基板を誘電層として用い、その両面にMKIDsおよび超伝導のミリ波回路を作製するための試験素子を作製した。表面にはMKIDsを加工し、裏面にアルミニウムを成膜した。この際に表面に黒色の異物が見られたため、異物の特定と原因調査を行った。
実験 / Experimental
JEOL社製JSM-7800Fを用いて、異物を観察し形状とX線分析を用いて組成を解析した。
結果と考察 / Results and Discussion
形状は10um程度の異物を確認し、異物のX線分析からはアルミニウムと酸素が確認できた。また、異物以外の箇所からは酸素が見られず、異物が酸化アルミニウムであることが確認できた。この結果から、異物は微細加工中に用いた有機物が変性したものではなく、アルミニウム膜そのものが酸化されたことによって形成されたことがわかる。
裏面のアルミニウムの成膜にはスパッタ法を用いており真空中で成膜していることから、加工に用いた有機物とアルミニウム膜がスパッタ時の熱および電気エネルギーによって酸化アルミニウムが形成されたと予想される。この結果をふまえ、作製工程を変更することで異物の生成を解消した。具体的には、裏面の成膜前に表面の有機物を除去した後、アルミニウム膜を成膜するように変更したことで異物は形成されなくなった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件