SCE2000-12 / MW2000-76 DC反応性スパッタによるエピタキシャルNbN/MgO/NbN多層膜の作製  [in Japanese] SCE2000-12 / MW2000-76 Epitaxial NbN/MgO/NbN Multilayers using Reactive DC-sputtering Technique  [in Japanese]

Thz帯デバイス用材料開発を目的としてNbN/MgO/NbN多層膜のエピタキシャル成長を試み, その特性評価を行った.NbN薄膜はDC反応性スパッタ法により, またMgO薄膜はMgOターゲットを用いたRFスパッタ法によるバッファ層を介して, Mgターゲットを用いたDC反応性スパッタ法により成膜している.NbN/MgO/NbNエピタキシャル多層膜において, MgO膜厚を0〜240nm変化させて上部NbN薄膜のT_C, および抵抗率ρ_<20K>を評価したところ, 特性の劣化は見られず全てT_C≒15.7K, ρ_<20K>≒60μΩcmの良好な結果を示した.またエピタキシャル多層膜で構成したNbN/MgO/NbN SIS接合が, J_C=2.6kA/cm^2, V_g=5.8mV, V_<m4mV>=55mVの良好な電流-電圧特性を有することを示した.

For THz applications, we have developed a process to grow epitaxial NbN/MgO/NbN trilayers using reactive dc-sputtering technique. NbN films were deposited by reactive dc-sputtering using a Nb target. MgO films are also deposited by reactive dc-sputtering using a Mg target. Between the under-NbN layer and the MgO layer, a thin MgO layer(1.3 nm)was deposited by rf-sputtering as a buffer layer. However, MgO inter-layer thickness was changed up to 240 nm, T_C and 20K-resistivity of NbN top-layers(180 nm)showed no remarkable dependncy and they were 15.7 K and about 60 μΩcm. NbN/MgO/NbN SIS junction was also fabricated using the epitaxial technique and it showed high current density(J_C=2.6 kA/cm^2), large gap voltage(V_g=5.8 mV), and small subgap leakage currents(V_<m4mV>=55mV).