국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki 회장)의 전자 연구 부서 (이하 "AIST"라고 함)는 액체 헬륨 냉각이 필요하지 않습니다Niobenzo-NITRIDE JOSEPHSON ELEMENT (NBN/TIN/NBN 요소)축적되었습니다1V 바카라 게임 표준 칩8502_8548데스크탑 Josephson 바카라 게임 표준 시스템의 프로토 타입을 만들었습니다 1V의 고정밀 바카라 게임을 성공적으로 생성했습니다 이 결과로 인해 비용 절감 및 휴대용 표준 Josephson 바카라 게임 시스템이 급격히 증가했습니다GPS 무선 소스를 사용한 글로벌 원격 교정 바카라 게임 표준 네트워크
○ 액체 헬륨 냉각이 필요없는 Niobium Niobium Josephson 장치를 사용하여 표준 1V 바카라 게임 칩의 세계 최초의 성공적인 제조
AIST는 차세대 바카라 게임 표준을위한 장치입니다15K 이상의 임계 온도 (tC)와 통합하는 기술을 개발하고 있으며 이미 소규모 통합 수준 (이전의 전자 장치 및 기술 연구소, 2001 년 3 월 6 일)의 시연을 발표했지만 Niobium Josephson Devices (32,768)의 Niobium Josephson 장치 (32,768)를 성공적으로 통합했습니다 1V 바카라 게임 이 성공적인 대규모 통합의 획기적인 포인트는 기판 표면의 불균일으로 인한 초전도의 임계 전류를 줄이는 것이 었습니다 이는 Niobium Niobium Niobium Josephson 장치를 통합 할 때 문제였습니다화학 기계적 연마 (CMP)|로 기판 표면의 평평한 것이 도입되었다는 사실이었습니다 예방되었습니다
○ 작은 냉장고를 사용하여 세계 최초의 데스크탑 Josephson 바카라 게임 표준 시스템을 사용하여 1V 고정전 바카라 게임을 성공적으로 생성
또한, 우리는 작은 냉장고의 냉각 헤드에서 만든 칩을 장착하는 기술을 개발했으며, 액체 헬륨을 사용하지 않고 1V 바카라 게임의 생성을 보여주는 세계 최초의 데스크탑 Josephson 바카라 게임 표준 시스템의 프로토 타입을 성공적으로 생산했습니다 이를 통해 비용을 절감하고 Josephson 바카라 게임 표준 시스템을 휴대 할 수 있으므로 액체 헬륨을 공급할 수없는 공장 및 실험실에서 고정식 표준 바카라 게임을 쉽게 생성하고 공급할 수 있습니다 또한 가까운 장래에 GPS 무선 소스를 사용하여 전 세계적으로 정확하고 정확한 원격 교정 바카라 게임 표준 네트워크의 실현에 상당한 기여를 할 것으로 예상됩니다
이 연구 및 개발은 NEDO (New Energy and Industrial and Industrial Technology Development Organization)의 계약 연구 "미터 교정 정보 시스템의 연구 및 개발"의 일환으로 수행되었습니다
Josephson Elements (Josephson Voltage Standard)를 사용한 바카라 게임 표준은 본질적으로 높은 정확도를 가지며 반도체 장치 또는 표준 배터리를 사용하여 기술로 달성 할 수 없으며 전 세계 30 개국에서 기본 바카라 게임 표준 (국가 표준)으로 사용됩니다 그러나 현재 사용되는 Josephson 장치의 경우 작동 온도가 4K이므로 액체 헬륨이 냉각되어야하므로 현재 Josephson 바카라 게임 표준을 2 차 표준 (개인 회사 및 대학에서 사용하는 바카라 게임 표준 장치)으로 전파하기가 어렵습니다 [액체 헬륨은 제조 비용이 많이 들기 때문에 쉽게 구할 수 없습니다 (리터당 수천에서 수천 엔), 저장하는 데 비싼 장비가 필요하며 처리하려면 전문 지식이 필요합니다]
이번에는 액체 헬륨을 사용할 필요없이 10K에서 작동하는 대규모 통합 조셉슨 칩을 개발하고,이를 구현하는 소형 냉장고 냉각 시스템을 사용하여 액체 헬륨을 사용하지 않고 데스크탑 형 바카라 게임 표준 시스템을 성공적으로 구축하는 것을 개발함으로써, 위에서 언급 한 현재 기술의 단점은 원칙적으로 극복 할 수있었습니다 다시 말해, 액체 헬륨의 사용을 필요로하지 않는 저렴한 휴대용 휴대용 조셉슨 바카라 게임 표준 시스템을 실현할 수 있으므로 민간 기업 및 대학에서 2 차 표준으로 매우 저렴하고 편리한 수준으로이를 광범위하게 사용할 수 있습니다 또한 GPS를 주파수 참조 소스로 사용함으로써 인터넷을 통해 원격 작동 및 비교 교정 등을 수행 할 수 있으므로 일본은 전 세계적으로 스케일링 된 바카라 게임 표준 네트워크 구성을위한 기술적 이니셔티브를 수행 할 수 있습니다 그림 1
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그림 1 : GPS 무선 소스를 사용한 전세계 원격 교정 바카라 게임 표준 네트워크
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현재 바카라 게임 표준 기술은 주로 세계 최고의 표준 연구 기관입니다US NIST,독일 PTB그리고 일본의 AIST, 세계를 이끌고 있습니다 이 중 4K에서 작동하는 Josephson 표준 바카라 게임 칩이 개발되어 NIST 및 PTB에 실제로 사용되고 있습니다 또한 차세대 바카라 게임 표준의 요소가 개발되었지만, 이들 장치는 모두 Niobium (NB)을 전극 재료로 사용하지만 액체 헬륨 또는 대형 냉장고를 사용하여 칩을 4K로 냉각시키는 것이 필수적이며 대형 냉각 장비 및 높은 사용 비용과 같은 단점은 극복되지 않았습니다
한편 AIST는 임계 온도가 15k 이상입니다 (tC)를 갖는 전극 재료로 Niobium NiTrod (NBN)으로 만든 Josephson 장치를 개발해 왔으며, 그 과정에서 우리는 Niobium Niobium Josephson 장치 (NBN/TIN/NBN 장치)를 얇은 Niobium Nitride 필름 및 얇은 티타늄 질산 티타늄 필름으로 만들었습니다 이 기술은 AIST에 고유하며 현재 10K 운영을 보여주는 전 세계 유일한 기술입니다 이 기술은 냉장고 냉각 헤드의 CMP 평면화 및 칩 장착 기술을 사용하여 새로 개발 된 대규모 통합 프로세스와 함께 세계 최초의 프로토 타입 소형 Josephson 바카라 게임 표준 시스템을 성공적으로 생산했습니다
(1) CMP 아파트를 사용한 새로운 대규모 통합 프로세스 개발
CMP를 통합 한 새로운 프로세스는 32,768 NBN/TIN/NBN 장치를 통합하는 바카라 게임 표준 칩을 제조하기 위해 고안되었습니다 (단일 장치 구조는 그림 2 참조) [그림 3 참조] 이 과정에서, 배선으로 사용되는 NBN 필름은 불균일 한 기판 상에 증착 된 다음 NBN 필름의 표면을 CMP에 의해 평면화하고, NBN 필름을 추가로 증착하여 배선을 제조한다 이 방법은 기존 공정의 경우에 비해 배선의 임계 전류를 두 배 이상 향상시켜 32,768 NBN/TIN/NBN 요소로 구성된 바카라 게임 표준 칩의 제조를 달성했습니다 그림 4
그림 2 : 10k에서 작동하는 John Sefson 요소의 구조
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그림 3 : 기판 표면의 새로 개발 된 CMP 평탄화를 사용한 대규모 통합 프로세스
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그림 4 : 1V 바카라 게임 표준 칩 32,768 NBN/TIN/NBN 요소로 구성된
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(2) 작은 냉장고를 사용한 데스크탑 Josephson 바카라 게임 표준 시스템의 프로토 타입
데스크톱 Josephson 바카라 게임 표준 시스템의 프로토 타입은 상업적으로 이용 가능한 작은 냉장고를 사용하여 수행되었습니다 시스템 설계의 주요 요점은 냉장고의 차가운 헤드와 접촉하여 장치를 식히고 식히는 것이 었습니다
바이어스 전류 및 마이크로파고정밀 바카라 게임을 생성하려면
플립 칩 본딩를 활용하는 포장 기술을 개발했기 때문입니다 [그림 5 및 6 참조]
그림 5 작은 냉장고를 사용하는 데스크톱 유형 Josephson
바카라 게임 표준 시스템의 구조
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그림 6 작은 냉장고를 사용하는 데스크톱 유형 Josephson
바카라 게임 표준 시스템 개요
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(3) 10K에서 1V 고정밀 바카라 게임 생성
(1)에 제조 된 바카라 게임 표준 칩은 (2)의 프로토 타입 시스템에 장착하여 10K에서 콜드 헤드의 온도를 유지하고 외부 회로에서 바이어스 전류 및 16GHz의 전자 레인지를 공급하여 전류 및 바카라 게임 특성에서 명확한 일정한 바카라 게임 단계가 관찰됩니다 그림 참조 7 대략 1V의 고정밀 바카라 게임은도 1의 점선으로 표시된 바이어스 범위 내에서 얻어진다 7 우연히 바이어스 범위는 약 1MA이지만이 값은 기존의 조셉슨 바카라 게임 표준의 약 10 배에 해당하며, 이는 높은 노이즈 저항이 얻어 져 있음을 나타냅니다 (전통적인 조셉슨 바카라 게임 표준에 필수적인 소음을 억제하기 위해서는 비싼 차폐 장비가 필요하지 않습니다)
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32,768 NBN/TIN/NBN 장치의 그림 7
구성된 바카라 게임 표준 요소의 전류 바카라 게임 특성
(16GHz 매크로 파와 조사)
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앞으로 10K에서 2V ~ 5V의 고정밀 바카라 게임을 생성하고 GPS 무선 웨이브 소스를 전자 레인지 주파수에 대한 표준으로 사용하는 장치를 개발할 수있는 표준 바카라 게임 칩을 개발할 것이며 2005 회계 연도 말까지 GPS를 주파수 기준 원으로 사용하는 표준 액체 헬륨이없는 Josephson 바카라 게임 시스템을 개발할 것입니다 그 후,이 기술은 민간 회사로 이전되었고 시스템은 상용화되었으며,이를 바탕으로 회사는 전 세계적으로 스케일링 된 원격 교정 바카라 게임 표준 네트워크를 구축하는 것을 목표로합니다