JP2002014150A - 超伝導量子干渉素子 - Google Patents
超伝導量子干渉素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォトリソグラフィ技術により作製され、超
伝導ループを構成するジョセフソン接合とワッシャーコ
イルおよび検出コイルと、帰還変調コイルと、からなる
超伝導量子干渉素子において、製作する検出コイルの大
きさがフォトリソグラフィ技術の解像度に制限されず、
検出コイルの有効検出面積を小さくして、空間分解能を
高めた超伝導量子干渉素子の提供。 【解決手段】 フォトリソグラフィ技術の他にビーム加
工技術を用いて作製した検出コイルを有する超伝導量子
干渉素子としたものである。
伝導ループを構成するジョセフソン接合とワッシャーコ
イルおよび検出コイルと、帰還変調コイルと、からなる
超伝導量子干渉素子において、製作する検出コイルの大
きさがフォトリソグラフィ技術の解像度に制限されず、
検出コイルの有効検出面積を小さくして、空間分解能を
高めた超伝導量子干渉素子の提供。 【解決手段】 フォトリソグラフィ技術の他にビーム加
工技術を用いて作製した検出コイルを有する超伝導量子
干渉素子としたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、各種半導体素子
や半導体材料、あるいは超伝導材料、その他金属材料や
無機材料など、各種の素子や材料からなる試料につい
て、マイクロメータ程度の範囲における磁気量を計測ま
たは観察する磁気計測装置に関し、詳しくは磁気を検出
する高分解能な超伝導量子干渉素子（以下ＳＱＵＩＤと
称する）に関するものである。
や半導体材料、あるいは超伝導材料、その他金属材料や
無機材料など、各種の素子や材料からなる試料につい
て、マイクロメータ程度の範囲における磁気量を計測ま
たは観察する磁気計測装置に関し、詳しくは磁気を検出
する高分解能な超伝導量子干渉素子（以下ＳＱＵＩＤと
称する）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近に至り、ＳＱＵＩＤ顕微鏡と称され
るマイクロメータ程度の空間分解能を有する高感度磁束
計が実用化され、各種素子や材料についてＳＱＵＩＤ顕
微鏡を用いた計測・観察を行うことが多くなっている。
ＳＱＵＩＤは高い磁場分解能を有する磁気センサーとし
て従来応用されているが、微小領域の磁気観察を行うＳ
ＱＵＩＤ顕微鏡として用いる場合には、空間分解能が重
要な性能となる。
るマイクロメータ程度の空間分解能を有する高感度磁束
計が実用化され、各種素子や材料についてＳＱＵＩＤ顕
微鏡を用いた計測・観察を行うことが多くなっている。
ＳＱＵＩＤは高い磁場分解能を有する磁気センサーとし
て従来応用されているが、微小領域の磁気観察を行うＳ
ＱＵＩＤ顕微鏡として用いる場合には、空間分解能が重
要な性能となる。
【０００３】図２は空間分解能を考慮した従来のＳＱＵ
ＩＤの一例を示した概略図である。
ＩＤの一例を示した概略図である。
【０００４】ＳＱＵＩＤは超伝導ループ１０と帰還変調
コイル２０で作製されたＤＣ−ＳＱＵＩＤである。超伝
導ループ１０は、ワッシャーコイル１１と２つのジョセ
フソン接合１２と検出コイル１３により構成され、帰還
変調コイル２０と共にシリコン基板上に集積される。
コイル２０で作製されたＤＣ−ＳＱＵＩＤである。超伝
導ループ１０は、ワッシャーコイル１１と２つのジョセ
フソン接合１２と検出コイル１３により構成され、帰還
変調コイル２０と共にシリコン基板上に集積される。
【０００５】帰還変調コイル２０はワッシャーコイル１
１に磁気結合される。
１に磁気結合される。
【０００６】外部制御回路により、ワッシャーコイル１
１の２つの電極間に適当なバイアス電流を印加して、検
出コイル１３で検出した磁束と同じ量で逆向きの磁束を
帰還変調コイル２０を通してワッシャーコイル１１へ帰
還させて駆動する。これにより、検出コイル１３で検出
した磁束を外部制御回路から電圧出力として得ることが
できる。
１の２つの電極間に適当なバイアス電流を印加して、検
出コイル１３で検出した磁束と同じ量で逆向きの磁束を
帰還変調コイル２０を通してワッシャーコイル１１へ帰
還させて駆動する。これにより、検出コイル１３で検出
した磁束を外部制御回路から電圧出力として得ることが
できる。
【０００７】空間分解能はＳＱＵＩＤを構成する検出コ
イルの大きさなどの形状と、試料−ＳＱＵＩＤ間の距離
により決定される。空間分解能が高いＳＱＵＩＤを設計
・作製する際には、検出コイルの有効検出面積を可能な
限り小さく設計し、フォトリソグラフィ技術を用いた薄
膜作製技術を利用して作製される。
イルの大きさなどの形状と、試料−ＳＱＵＩＤ間の距離
により決定される。空間分解能が高いＳＱＵＩＤを設計
・作製する際には、検出コイルの有効検出面積を可能な
限り小さく設計し、フォトリソグラフィ技術を用いた薄
膜作製技術を利用して作製される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のフォトリソ
グラフィ技術のみによるＳＱＵＩＤの作製方法によれ
ば、フォトリソグラフィ技術の最小線幅よりも細かい超
伝導配線パターンを作製できず、たとえばステッパー等
を用いた場合においても、最小線幅はサブμｍ程度が限
界であることから、検出コイルの有効検出面積は１μｍ
2程度が限界であり、結果として検出磁界の空間分解能
は１μｍ程度が限界であるという問題があった。
グラフィ技術のみによるＳＱＵＩＤの作製方法によれ
ば、フォトリソグラフィ技術の最小線幅よりも細かい超
伝導配線パターンを作製できず、たとえばステッパー等
を用いた場合においても、最小線幅はサブμｍ程度が限
界であることから、検出コイルの有効検出面積は１μｍ
2程度が限界であり、結果として検出磁界の空間分解能
は１μｍ程度が限界であるという問題があった。
【０００９】この発明は、上記問題点を解決し、検出コ
イルの有効検出面積を小さくし、空間分解能を高めたＳ
ＱＵＩＤを提供することを課題とする。
イルの有効検出面積を小さくし、空間分解能を高めたＳ
ＱＵＩＤを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】（第１の手段）本発明
は、上記の課題を解決するために、フォトリソグラフィ
技術の他にビーム加工により作製した検出コイルを有す
るＳＱＵＩＤとした。 （第２の手段）検出コイルのホール部分に磁気遮蔽板を
設け、磁気遮蔽板にビーム加工により穴もしくはスリッ
トを設けた構造の検出コイルを有するＳＱＵＩＤとし
た。 （第３の手段）第１の手段にさらに、検出コイルを構成
する複数の超伝導膜のうち、上層を加工性の良い別の超
伝導材料を用いた。 （第４の手段）第２の手段にさらに、磁気遮蔽板を超伝
導材料により製作した。 （第５の手段）第４の手段にさらに、検出コイルを構成
する超伝導材料よりも加工性の良い超伝導材料を用いて
磁気遮蔽板を成膜した。 （第６の手段）第２の手段にさらに、磁気遮蔽板を磁性
材料により製作した。 （第７の手段）第１の手段にさらに、ビーム加工を行う
検出コイルまたは磁気遮蔽板を除く部分へ、予めフォト
レジスト膜をつけてビーム加工を行った。 第１の手段によるＳＱＵＩＤによれば、製作する検出コ
イルの大きさがフォトリソグラフィ技術の解像度に制限
されず、検出コイルの有効検出面積を小さくできるた
め、空間分解能を高めることが可能となる。
は、上記の課題を解決するために、フォトリソグラフィ
技術の他にビーム加工により作製した検出コイルを有す
るＳＱＵＩＤとした。 （第２の手段）検出コイルのホール部分に磁気遮蔽板を
設け、磁気遮蔽板にビーム加工により穴もしくはスリッ
トを設けた構造の検出コイルを有するＳＱＵＩＤとし
た。 （第３の手段）第１の手段にさらに、検出コイルを構成
する複数の超伝導膜のうち、上層を加工性の良い別の超
伝導材料を用いた。 （第４の手段）第２の手段にさらに、磁気遮蔽板を超伝
導材料により製作した。 （第５の手段）第４の手段にさらに、検出コイルを構成
する超伝導材料よりも加工性の良い超伝導材料を用いて
磁気遮蔽板を成膜した。 （第６の手段）第２の手段にさらに、磁気遮蔽板を磁性
材料により製作した。 （第７の手段）第１の手段にさらに、ビーム加工を行う
検出コイルまたは磁気遮蔽板を除く部分へ、予めフォト
レジスト膜をつけてビーム加工を行った。 第１の手段によるＳＱＵＩＤによれば、製作する検出コ
イルの大きさがフォトリソグラフィ技術の解像度に制限
されず、検出コイルの有効検出面積を小さくできるた
め、空間分解能を高めることが可能となる。
【００１１】第２の手段により、磁気遮蔽板が検出コイ
ルの有効検出面積を小さくするため、検出磁界の空間分
解能を高めることが可能となる。さらに、使用するフォ
トマスクとしては、従来使用していたフォトマスクに磁
気遮蔽板用のフォトマスク１枚を新たに加えるだけで良
いため、フォトマスクの変更箇所が少なく、経済的であ
る。
ルの有効検出面積を小さくするため、検出磁界の空間分
解能を高めることが可能となる。さらに、使用するフォ
トマスクとしては、従来使用していたフォトマスクに磁
気遮蔽板用のフォトマスク１枚を新たに加えるだけで良
いため、フォトマスクの変更箇所が少なく、経済的であ
る。
【００１２】第３の手段により、ビーム加工で上層と下
層の超伝導膜を加工して検出コイルを形成させる際、下
層の超伝導膜を残して上層の超伝導膜のみを加工するこ
とが容易になるため、検出コイルを構成するホールのう
ちの一部分を下層の超伝導膜で覆う構造となって磁気を
遮蔽する効果が得られ、検出コイルの有効検出面積を小
さくすることが可能となり、空間分解能が高められる。
層の超伝導膜を加工して検出コイルを形成させる際、下
層の超伝導膜を残して上層の超伝導膜のみを加工するこ
とが容易になるため、検出コイルを構成するホールのう
ちの一部分を下層の超伝導膜で覆う構造となって磁気を
遮蔽する効果が得られ、検出コイルの有効検出面積を小
さくすることが可能となり、空間分解能が高められる。
【００１３】第４の手段により、磁気遮蔽版の効果が高
くなる。
くなる。
【００１４】第５の手段により、ビーム加工により磁気
遮蔽板にスリットを施した場合においても、磁気遮蔽板
の下層にある検出コイルまで加工を及ばないようにする
ことが容易となるため、検出コイルの有効検出面積を小
さくすることができ、検出磁場の空間分解能が高められ
る。第６の手段により、磁気遮蔽板に施すビーム加工は
微小な穴を開けるだけでよくなるため、ビーム加工が非
常に容易となる。
遮蔽板にスリットを施した場合においても、磁気遮蔽板
の下層にある検出コイルまで加工を及ばないようにする
ことが容易となるため、検出コイルの有効検出面積を小
さくすることができ、検出磁場の空間分解能が高められ
る。第６の手段により、磁気遮蔽板に施すビーム加工は
微小な穴を開けるだけでよくなるため、ビーム加工が非
常に容易となる。
【００１５】また、通常集束イオンビーム加工装置で加
工する場合、加工を行わない部分であっても、加工部分
を同定するために、例えばガリウムイオンを照射して観
察を行うため、ビーム加工を行わない場所にダメージを
与えることがあったが、第７の手段により加工を行わな
い部分をフォトマスクにより保護できるため、ビームの
照射によるダメージを防ぐことができる。
工する場合、加工を行わない部分であっても、加工部分
を同定するために、例えばガリウムイオンを照射して観
察を行うため、ビーム加工を行わない場所にダメージを
与えることがあったが、第７の手段により加工を行わな
い部分をフォトマスクにより保護できるため、ビームの
照射によるダメージを防ぐことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００１７】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１を示すＳＱＵＩＤの構造を示した概略図である。図
１（Ａ）はＳＱＵＩＤの全体の構造を示し、図１（Ｂ）
は検出コイルの構造を示す。超伝導ループ１０は、ワッ
シャーコイル１１と２つのジョセフソン接合１２と検出
コイル１３により構成され、帰還変調コイル２０と共に
シリコン基板上に集積されている。ワッシャーコイル１
１と検出コイル１３との間は、ストリップライン構造の
配線で接続されている。
態１を示すＳＱＵＩＤの構造を示した概略図である。図
１（Ａ）はＳＱＵＩＤの全体の構造を示し、図１（Ｂ）
は検出コイルの構造を示す。超伝導ループ１０は、ワッ
シャーコイル１１と２つのジョセフソン接合１２と検出
コイル１３により構成され、帰還変調コイル２０と共に
シリコン基板上に集積されている。ワッシャーコイル１
１と検出コイル１３との間は、ストリップライン構造の
配線で接続されている。
【００１８】検出コイル１３の作製は、超伝導体にて下
層膜を作製した後に絶縁膜を施し、コンタクトホール１
６を開けた後、斜線で示す上層膜１４を超伝導体で作製
する。上層膜の幅Ｗはフォトリソグラフィ技術で作製可
能な最小線幅に近い幅で作製される。その後、微細加工
ができるビーム加工装置を用いて、ビーム加工部分１５
の少なくとも上層膜を削除する。ビーム加工部分１５の
形状は、検出対象により調節を行う。加工されたビーム
加工部分１５は、検出コイル１３のホールを形成し外部
磁気の検出を行う。加工に使用するビーム加工装置とし
ては、集束イオンビーム加工装置を用いたが、エキシマ
レーザなどその他のビーム加工装置でも良い。
層膜を作製した後に絶縁膜を施し、コンタクトホール１
６を開けた後、斜線で示す上層膜１４を超伝導体で作製
する。上層膜の幅Ｗはフォトリソグラフィ技術で作製可
能な最小線幅に近い幅で作製される。その後、微細加工
ができるビーム加工装置を用いて、ビーム加工部分１５
の少なくとも上層膜を削除する。ビーム加工部分１５の
形状は、検出対象により調節を行う。加工されたビーム
加工部分１５は、検出コイル１３のホールを形成し外部
磁気の検出を行う。加工に使用するビーム加工装置とし
ては、集束イオンビーム加工装置を用いたが、エキシマ
レーザなどその他のビーム加工装置でも良い。
【００１９】集束イオンビーム加工装置で加工した部分
はビーム加工部分１５のみであるが、検出コイルを形成
する超伝導膜のエッヂを削る加工、たとえば、上層膜の
幅Ｗを細くするなどの加工、を行うこともある。
はビーム加工部分１５のみであるが、検出コイルを形成
する超伝導膜のエッヂを削る加工、たとえば、上層膜の
幅Ｗを細くするなどの加工、を行うこともある。
【００２０】作製したＳＱＵＩＤは、検出コイルをワッ
シャーコイルおよびジョセフソン接合と共に一つの超伝
導ループに製作させた一体型であるが、検出コイルをワ
ッシャーコイルとは別の超伝導ループで形成させ、検出
した磁界をワッシャーコイルへ結合させる構造としたト
ランス結合型のＳＱＵＩＤでも良い。
シャーコイルおよびジョセフソン接合と共に一つの超伝
導ループに製作させた一体型であるが、検出コイルをワ
ッシャーコイルとは別の超伝導ループで形成させ、検出
した磁界をワッシャーコイルへ結合させる構造としたト
ランス結合型のＳＱＵＩＤでも良い。
【００２１】帰還変調コイル２０は、ワッシャーコイル
１１に帰還変調信号を磁気結合させるために用いられ
る。
１１に帰還変調信号を磁気結合させるために用いられ
る。
【００２２】ＳＱＵＩＤを作製する超伝導材料として
は、液体ヘリウムの沸点温度程度で動作するニオブを用
いた。また、ジョセフソン接合としては、ニオブ／酸化
アルミ／ニオブのトンネル接合型ジョセフソン接合を用
いた。 （実施の形態２）図３は本発明の実施の形態２を示すＳ
ＱＵＩＤの構造を示した概略図である。検出コイル１３
の構造以外は実施の形態１となんら変わるところはな
い。
は、液体ヘリウムの沸点温度程度で動作するニオブを用
いた。また、ジョセフソン接合としては、ニオブ／酸化
アルミ／ニオブのトンネル接合型ジョセフソン接合を用
いた。 （実施の形態２）図３は本発明の実施の形態２を示すＳ
ＱＵＩＤの構造を示した概略図である。検出コイル１３
の構造以外は実施の形態１となんら変わるところはな
い。
【００２３】検出コイル１３は、まず従来と同様にフォ
トリソグラフィ技術により下層の超伝導膜、絶縁膜、上
層の超伝導膜と順に作製した後、絶縁膜を施した後に下
層および上層と同様の超伝導体を用いて磁気遮蔽板１７
を作製する。その後、集束イオンビーム加工装置を用い
て、ビーム加工部分１５の少なくとも磁気遮蔽板１７を
構成している膜を削除する。磁気遮蔽板１７のビーム加
工部分１５を通過する磁場のみが検出コイルで検出され
る。ビーム加工部分１５の形状は、検出対象により調節
を行う。 （実施の形態３）図４は本発明の実施の形態３を示すＳ
ＱＵＩＤのうち検出コイル部分の構造を示した概略図で
ある。検出コイル１３の構造以外は実施の形態１となん
ら変わるところはない。
トリソグラフィ技術により下層の超伝導膜、絶縁膜、上
層の超伝導膜と順に作製した後、絶縁膜を施した後に下
層および上層と同様の超伝導体を用いて磁気遮蔽板１７
を作製する。その後、集束イオンビーム加工装置を用い
て、ビーム加工部分１５の少なくとも磁気遮蔽板１７を
構成している膜を削除する。磁気遮蔽板１７のビーム加
工部分１５を通過する磁場のみが検出コイルで検出され
る。ビーム加工部分１５の形状は、検出対象により調節
を行う。 （実施の形態３）図４は本発明の実施の形態３を示すＳ
ＱＵＩＤのうち検出コイル部分の構造を示した概略図で
ある。検出コイル１３の構造以外は実施の形態１となん
ら変わるところはない。
【００２４】検出コイル１３を構成する２つの超伝導膜
のうち、斜線で示した上層の膜を加工性の良い超伝導材
料で成膜した。集束イオンビーム加工装置によりビーム
加工部分１５の膜を除去する加工を行った。除去した超
伝導膜は上層のみで、下層の膜は残留させている。 （実施の形態４）本発明の実施の形態４は、磁気遮蔽板
１７の材料を超伝導体に限定したこと以外は実施の形態
２となんら変わるところはない。 （実施の形態５）図５は本発明の実施の形態５を示すＳ
ＱＵＩＤのうち、検出コイル部分の構造を示した概略図
である。検出コイル部分以外は実施の形態２となんら変
わるところはない。
のうち、斜線で示した上層の膜を加工性の良い超伝導材
料で成膜した。集束イオンビーム加工装置によりビーム
加工部分１５の膜を除去する加工を行った。除去した超
伝導膜は上層のみで、下層の膜は残留させている。 （実施の形態４）本発明の実施の形態４は、磁気遮蔽板
１７の材料を超伝導体に限定したこと以外は実施の形態
２となんら変わるところはない。 （実施の形態５）図５は本発明の実施の形態５を示すＳ
ＱＵＩＤのうち、検出コイル部分の構造を示した概略図
である。検出コイル部分以外は実施の形態２となんら変
わるところはない。
【００２５】磁気遮蔽板１７は検出コイルを構成してい
る下層膜よりも加工性の良い超伝導材料で成膜した。集
束イオンビーム加工装置によりビーム加工部分１５の膜
を除去する加工を行った。除去した超伝導膜は上層の磁
気遮蔽板１７のみで、下層膜の検出コイルは残留させて
いる。 （実施の形態６）図６は本発明の実施の形態６を示すＳ
ＱＵＩＤのうち、検出コイル部分の構造を示した概略図
である。磁気遮蔽板１７の材質とビーム加工部分１５の
形状以外は実施の形態２となんら変わるところはない。
る下層膜よりも加工性の良い超伝導材料で成膜した。集
束イオンビーム加工装置によりビーム加工部分１５の膜
を除去する加工を行った。除去した超伝導膜は上層の磁
気遮蔽板１７のみで、下層膜の検出コイルは残留させて
いる。 （実施の形態６）図６は本発明の実施の形態６を示すＳ
ＱＵＩＤのうち、検出コイル部分の構造を示した概略図
である。磁気遮蔽板１７の材質とビーム加工部分１５の
形状以外は実施の形態２となんら変わるところはない。
【００２６】磁気遮蔽板１７の材料を磁性材料にした。
具体的には軟磁性材料のパーマロイを用いた。ビーム加
工部分１５は、磁気遮蔽板が超伝導材料でないために端
に貫通する必要がなく、点状の形状とした。
具体的には軟磁性材料のパーマロイを用いた。ビーム加
工部分１５は、磁気遮蔽板が超伝導材料でないために端
に貫通する必要がなく、点状の形状とした。
【００２７】（実施の形態７）図７は本発明の実施の形
態７を示すＳＱＵＩＤの構造を示した概略図である。ビ
ーム加工部分１５の周辺を除く部分の最上層へフォトレ
ジスト膜を付けたこと以外は実施の形態１となんら変わ
るところはない。
態７を示すＳＱＵＩＤの構造を示した概略図である。ビ
ーム加工部分１５の周辺を除く部分の最上層へフォトレ
ジスト膜を付けたこと以外は実施の形態１となんら変わ
るところはない。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、従来のフォトリソグラ
フィ技術により成膜した後にビームによる加工を行うこ
とにより、製作される検出コイルの大きさがフォトリソ
グラフィ技術の解像度に制限されず、検出コイルの有効
検出面積を小さくできるため、空間分解能を高めること
が可能となる。
フィ技術により成膜した後にビームによる加工を行うこ
とにより、製作される検出コイルの大きさがフォトリソ
グラフィ技術の解像度に制限されず、検出コイルの有効
検出面積を小さくできるため、空間分解能を高めること
が可能となる。
【００２９】さらに、検出コイルを構成する複数の超伝
導膜のうち、上層の膜に加工性の良い別の超伝導材料を
用いることにより、ビーム加工で上層と下層の超伝導膜
を加工して検出コイルを形成させる際、下層の超伝導膜
を残して上層の超伝導膜のみを加工することが容易にな
るため、検出コイルを構成するホールのうちの一部分を
下層の超伝導膜で覆う構造となって磁気を遮蔽する効果
が得られ、検出コイルの有効検出面積を小さくすること
が可能となり、空間分解能がさらに高められる。
導膜のうち、上層の膜に加工性の良い別の超伝導材料を
用いることにより、ビーム加工で上層と下層の超伝導膜
を加工して検出コイルを形成させる際、下層の超伝導膜
を残して上層の超伝導膜のみを加工することが容易にな
るため、検出コイルを構成するホールのうちの一部分を
下層の超伝導膜で覆う構造となって磁気を遮蔽する効果
が得られ、検出コイルの有効検出面積を小さくすること
が可能となり、空間分解能がさらに高められる。
【００３０】また、検出コイルのホール部分に磁気遮蔽
板を設け、磁気遮蔽板をビーム加工して穴もしくはスリ
ットを設けた構造の検出コイルを有するＳＱＵＩＤとす
ることにより、磁気遮蔽板が検出コイルの有効検出面積
を小さくするため、検出磁界の空間分解能を高めること
が可能となり、さらに、使用するフォトマスクとして
は、従来使用していたフォトマスクに磁気遮蔽板用のフ
ォトマスク１枚を新たに加えるだけで良いため、フォト
マスクの変更箇所が少なく、経済的である。
板を設け、磁気遮蔽板をビーム加工して穴もしくはスリ
ットを設けた構造の検出コイルを有するＳＱＵＩＤとす
ることにより、磁気遮蔽板が検出コイルの有効検出面積
を小さくするため、検出磁界の空間分解能を高めること
が可能となり、さらに、使用するフォトマスクとして
は、従来使用していたフォトマスクに磁気遮蔽板用のフ
ォトマスク１枚を新たに加えるだけで良いため、フォト
マスクの変更箇所が少なく、経済的である。
【００３１】さらに、磁気遮蔽板を超伝導膜により作製
することにより、磁気遮蔽版の効果が高くなり、空間分
解能が高くできる。
することにより、磁気遮蔽版の効果が高くなり、空間分
解能が高くできる。
【００３２】さらにまた、磁気遮蔽板を軟磁性材料によ
り作製することにより、ビーム加工としてはピンホール
を開けるのみで良くなるため、空間分解能が高いＳＱＵ
ＩＤの製作が容易にできるようになる。
り作製することにより、ビーム加工としてはピンホール
を開けるのみで良くなるため、空間分解能が高いＳＱＵ
ＩＤの製作が容易にできるようになる。
【００３３】さらに、ビーム加工部分以外へフォトレジ
スト膜を付けることにより、ビーム加工を行う際に、加
工を行わない膜をビームによるダメージから守ることが
できる。
スト膜を付けることにより、ビーム加工を行う際に、加
工を行わない膜をビームによるダメージから守ることが
できる。
【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態１を示すＳＱＵＩ
Ｄの全体の構造を示した概略図である。（Ｂ）は本発明
の実施の形態１を示すＳＱＵＩＤの検出コイルの構造を
示した概略図である。
Ｄの全体の構造を示した概略図である。（Ｂ）は本発明
の実施の形態１を示すＳＱＵＩＤの検出コイルの構造を
示した概略図である。
【図２】従来の空間分解能を考慮したＳＱＵＩＤの一例
を示した概略図である。
を示した概略図である。
【図３】本発明の実施の形態２を示すＳＱＵＩＤの構造
を示した概略図である。
を示した概略図である。
【図４】本発明の実施の形態３を示すＳＱＵＩＤのうち
検出コイル部分の構造を示した概略図である。
検出コイル部分の構造を示した概略図である。
【図５】本発明の実施の形態５を示すＳＱＵＩＤのう
ち、検出コイル部分の構造を示した概略図である。
ち、検出コイル部分の構造を示した概略図である。
【図６】本発明の実施の形態６を示すＳＱＵＩＤのう
ち、検出コイル部分の構造を示した概略図である。
ち、検出コイル部分の構造を示した概略図である。
【図７】本発明の実施の形態７を示すＳＱＵＩＤの構造
を示した概略図である。
を示した概略図である。
１０ 超伝導ループ １１ ワッシャーコイル １２ ジョセフソン接合 １３ 検出コイル １５ ビーム加工部分 １６ コンタクトホール １７ 磁気遮蔽板 １８ フォトレジスト膜 ２０ 帰還変調コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 師岡 利光 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 (72)発明者 井上 充 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G017 AA01 AB07 AC01 AD33 4M113 AA04 AA14 AA25 AC08 AD03 AD36 AD44 BC04 CA13
Claims (7)
- 【請求項１】 フォトリソグラフィ技術により作製さ
れ、超伝導ループを構成するジョセフソン接合とワッシ
ャーコイルおよび検出コイルと、帰還変調コイルと、か
らなる超伝導量子干渉素子において、フォトリソグラフ
ィ技術の他にビーム加工を用いて作製した前記検出コイ
ルを有することを特徴とする超伝導量子干渉素子。 - 【請求項２】 フォトリソグラフィ技術により作製さ
れ、第一の超伝導ループを構成するジョセフソン接合お
よびワッシャーコイルと、前記第一の超伝導ループに磁
気的に結合される第二の超伝導ループを構成する検出コ
イルおよび入力コイルと、帰還変調コイルと、からなる
超伝導量子干渉素子において、フォトリソグラフィ技術
の他にビーム加工を用いて作製した前記検出コイルを有
することを特徴とする超伝導量子干渉素子。 - 【請求項３】 フォトリソグラフィ技術により作製さ
れ、超伝導ループを構成するジョセフソン接合とワッシ
ャーコイルおよび検出コイルと、帰還変調コイルと、か
らなる超伝導量子干渉素子において、前記検出コイルに
層間絶縁層を挟んで磁気遮蔽板を作製し、前記磁気遮蔽
板の一部分をビーム加工することにより、前記検出コイ
ルに外部磁気が鎖交する構造としたことを特徴とする超
伝導量子干渉素子。 - 【請求項４】 前記検出コイルを少なくとも２層で構成
し、２層の超伝導材料を別々の材料で構成したことを特
徴とする請求項１および２記載の超伝導量子干渉素子。 - 【請求項５】 前記検出コイルと前記磁気遮蔽板を別の
超伝導材料で作製したことを特徴とする請求項３記載の
超伝導量子干渉素子。 - 【請求項６】 前記磁気遮蔽板を磁性材料で作製したこ
とを特徴とする請求項３記載の超伝導量子干渉素子。 - 【請求項７】 前記検出コイルまたは前記磁気遮蔽板に
おけるビーム加工部分を除く部分へ、フォトレジスト膜
をつけたことを特徴とする請求項１および２および３記
載の超伝導量子干渉素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000199290A JP2002014150A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 超伝導量子干渉素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000199290A JP2002014150A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 超伝導量子干渉素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002014150A true JP2002014150A (ja) | 2002-01-18 |
Family
ID=18697330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000199290A Withdrawn JP2002014150A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 超伝導量子干渉素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002014150A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006337297A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Kanazawa Inst Of Technology | 超伝導磁気センサ |
| JP2006349496A (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Kanazawa Inst Of Technology | シングルチップ集積型マルチチャンネル磁気センサ |
-
2000
- 2000-06-30 JP JP2000199290A patent/JP2002014150A/ja not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
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