JPS59138389A - 超伝導回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （Ｍ業上の利用分！ＩＯ’　） 本光明は、ａｉ場の影響を受けやすい超伝導デバイスへ
の磁束トラップを軽減する手段を与えるものである。

（従来技術） 従来、磁束トラップを軽減するだめの手段を備えたこの
種の回路装置の例を第１図に示す。この種の超伝導回路
装置には干渉計（５ｃ４ｔｒより）を利用したデバイス
ｌが超伝導接地面２上に絶縁層を介して配置されておシ
、元来、磁場感度が高いことを利用しているため、反面
外部磁場の影軒全受は易かった。これを防ぐため超伝導
接地面２に、狭いスリット３を開孔させ、たとえ磁界が
存在する状況下においても磁束が前記スリット部にトラ
ップされるようにして、干渉形等のデバイスへの磁束ト
ラップの彩管を椙：滅させていた。しかしながらこのよ
うな＃ｌ長い帯状のスリットでデバイスを取り囲む場合
、完全に連続したスリットでと＃）囲んでしまうと、デ
バイス直下の接地面と、その周囲の接地面が、電気的に
切り離されてし１うため、接地面の役を果たさなくなる
。これを防ぐため、細い橋部４を設けて電流の通路を確
保していた。

しかしながらこの方法ではスリットで囲まれた領域に流
れこんだ電流（例えはスルーホールコンタクト７を通じ
て流れこんだ）はすべて橋部４を流れるため、その上を
通る配線６との間の相互作用が大きくなり、クロストー
クが起こシやすかった。

さらに、橋部４か細いため接地面のインダクタンスが増
大するという欠点があった。また、交差部５のように配
線がスリットを横切る場合、段差による配線の信頼性が
低下するという問題点があった。また、このようなスリ
ット上の近接した配線間のクロストークも問題であった
。

（発明の目的） 本発明はこれらの欠点を解決するために提案されたもの
で、配線間、配線−接地面間のクロストークの増大をも
たらすことなく、磁束トラップの影響を軽減することを
目的とするものである。

（発明の構成） 上記の目的を達成するため、本発明は基板上の超伝導接
地面とその上に配される絶縁層、前記の絶縁層上に配置
されている超伝導配線より成シ磁場に敏感な超伝導デバ
イスを含む超伝導回路装置において、前記接地面内に、
磁束をトラップするだめの複数のドツト状領域が、前記
超伝導デバイス配置領域を除く超伝導デバイス配置領域
近傍に、前記超伝導デバイスをとシ囲むように配置され
ていることを特徴とする超伝導回路装置を発明の要旨と
するものである。

次に本発明の実施例を添附図面について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の鞘神を逸脱しな
い範囲で、柚々の変更あるいは改良を行いうろことは云
うまでもない。

第２図は、本発明の実施も・りであって、１は干渉計（
Ｅ３ＱＩＪより）を利用したデバイス、２は接地面、８
はドツト状の接地面の欠落部、６は配線、７は接地面と
のスルーホールコンタクトである。デバイス１は接地面
２上に絶縁層を介して配されている。

ドツト状欠落部８はデバイス１の直下以外で、かつ、デ
バイス１をとシ囲むように配されている。

その大きさは例えば５μｍＸ５μｍ程度である。超伝導
体が、磁場が存在する環境下で、冷却され超伝導状態に
遷移すると、その時磁束の一部は、量子化されて（フラ
クンイド）超伝導中にとシ残される（いわゆる７ラツク
ストラツプ）ことがあるが、この時、超伝導体の一部に
ポテンシャル的に低い領域、例えば欠落部或いは常伝導
領域、又は超伝導転移温度が、周囲よシ低い領域が存在
すると、その部分に磁束が捕獲され易い。従って本発明
装置に示すように、ドツト状欠落部８を超伝導接地面上
におおよそ一面に配置すると、磁束は高い確率でその欠
落部のどれかに捕獲される。４＋’ｆｉ束が存在するこ
とが障害となるデバイス１の近傍には、欠落部８を配置
しないことによって、デバイス１近傍と、それ以外の欠
落部の配されている領域との間の磁束トラップが生ずる
確率は後者の方が大きくなシ、それによシ、デバイス１
への磁束トラップの影響を組滅することができる。

本発明装置によれば、配線６は欠落部８の配された領域
上に配置されてもイ０」ら問題ない。まず、電流がコン
タクトホール７を通して接地面に流れこんでも、接地面
は網目状に連結され、電流の経路は数多く存在するため
、従来の方法に比してクロストークが少ない。また、接
地面上にドツト上の欠落部が数多く存在しても、大局的
には依然として接地面と見なせるため、隣接した配線が
存在しても、その配線を流れる電流によって生ずる磁場
を局在化させ、クロストークを少なくする作用が存在す
る。また、接地面のインダクタンスの増大もない。欠落
部８を製造する方法としては、フォトリングラフィとエ
ツチングを組み合わせるのが最も容易であシ、この時欠
落部ひとつの大きさは、解像後、加工限界によって決定
される最小の大きさにするのが妥当である。その分布密
度は、磁束トラップの生ずる確率の差を、デバイス１の
存在する領域と、それ以外でどの程度設けるかによって
決定される。

第２図の実施例では、ドツト状の欠落部を磁束の捕獲中
心として用いているが、ポテンシャル的に低けれは良い
ので、ドツト状の小領域が常伝導体であっても良いし、
超伝導転移温度が低くなっていても良い。このような領
域はニオブからなる接地面にイオン注入によって容易に
形成することができる。また、注入密度の差をつけるこ
とによシ、さらにこの小領域とその外側の間に、超伝導
転移温度の傾きをつけることもでき、磁束の捕獲を、さ
らに安定にさせることができる。なぜなら、本装置を冷
却する際に、まず、転移温度の高い領域から超伝導に転
移するが、この時、磁束はその外側へ排除されやすい（
マイスナー効果）。従って、冷却が進み転移温度の低い
領域へ連続に超伝導領域が広がることによシ、磁束は前
述の小領域に効果的に集められることになる。

（発明の効果） 以上、説明したように、本発明によれば磁場に敏感なデ
バイスを含む超伝導回路装置において、配線間、配線−
接地面間のクロストークの増大をもたらすことなく、容
易に磁束トラップの彩管を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置、第２図は本発明装置の実施例を示す
。 ｌ・・・干渉計（５ＱＵＩＤ　）から成るデバイス、２
・・・超伝導接地面、３・・・接地面のスリット、４・
・・橋部、５・・・スリットと配線との交叉部、６・・
超伝導配線、７・・・超伝導コンタクト、β・・超伝導
接地面に開孔しているドツト状欠落部 特許出願人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上の超伝導接地面とその上に配される絶縁層、前記
   の絶縁層上に配置されている超伝導配線よシ成シ磁場に
   敏感な超伝導デバイスを含む超伝導回路装置において、
   前記接地面内に、磁束をトラップするための複数のドツ
   ト状領域が、前記超伝導デバイス配置領域を除く超伝導
   デバイス配置領域近傍に、前記超伝導デバイスをとシ囲
   むように配置されていることを特超とする超伝導回路装
   置。