JPS63235876A - 高感度磁束計 - Google Patents
高感度磁束計Info
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- JPS63235876A JPS63235876A JP62068813A JP6881387A JPS63235876A JP S63235876 A JPS63235876 A JP S63235876A JP 62068813 A JP62068813 A JP 62068813A JP 6881387 A JP6881387 A JP 6881387A JP S63235876 A JPS63235876 A JP S63235876A
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- Japan
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- electrode
- gate
- coils
- gate electrode
- coil
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- Pending
Links
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
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Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は磁束計に係り、特に生体磁界などの微小磁界の
測定に好適な高感度磁束計に関する。
測定に好適な高感度磁束計に関する。
従来の装置は特開昭６１−１２２５８４号や特開昭６０
−１３３３７７に記載のように磁束計のセンサコイルに
おける１次微分コイルや２次微分コイルのコイルのバラ
ンスをとるために、コイルの作製時に余分なタブを設け
、レーザ光などでトリミングするか、あるいは、可動体
に付けたタブを移動するなどして上記コイルのバランス
をとっていた。
−１３３３７７に記載のように磁束計のセンサコイルに
おける１次微分コイルや２次微分コイルのコイルのバラ
ンスをとるために、コイルの作製時に余分なタブを設け
、レーザ光などでトリミングするか、あるいは、可動体
に付けたタブを移動するなどして上記コイルのバランス
をとっていた。
上記従来技術は聞定後にコイルを室温中に取り出さない
とトリミングできないという点や、測定中にバランスを
とれても機械的な再現性に乏しいという点に配慮がされ
ておらず、バランスの精度が低いという問題があった。
とトリミングできないという点や、測定中にバランスを
とれても機械的な再現性に乏しいという点に配慮がされ
ておらず、バランスの精度が低いという問題があった。
本発明の目的は、精度良くしかも再現性良く測定中にバ
ランスをとることができる手段を提供することにある。
ランスをとることができる手段を提供することにある。
上記目的は磁束計デバイス本体や、コイルのトリミング
部分にゲート電極を持つ超電導体−半導体接合を設ける
ことにより達成される。
部分にゲート電極を持つ超電導体−半導体接合を設ける
ことにより達成される。
ゲート電極を持つ超電導体−半導体接合はゲート電圧を
変えることにより超電導体の磁界侵入長を変えることが
でき、超電導体電極のインダクタンスを変えることがで
きる。それによって、磁界の測定中に１ｗｔ気信号によ
りコイルのバランスをとることができるので、精度や再
現性を高めることができる。
変えることにより超電導体の磁界侵入長を変えることが
でき、超電導体電極のインダクタンスを変えることがで
きる。それによって、磁界の測定中に１ｗｔ気信号によ
りコイルのバランスをとることができるので、精度や再
現性を高めることができる。
以下、本実施例を図面により説明する。
第１図は本発明の実施例である。Ｄ Ｃ−３ＱＵＩＤ（
超電導量子干渉計）はシリコン基板１上に超電導体のワ
ッシャ形インダクタ２を設け、その一部に切れ目を設け
、その切れ目を結ぶように直列にジョセフソン接合３を
設けている。この際、ジョセフソン接合としてヒステリ
シスのあるトンネル形接合を使用するときは、ヒステリ
シスを消すために短絡抵抗４を設けている。この短絡抵
抗４は同時にワッシャ形インダクタ２に対する短絡抵抗
ともなっている。ワッシャ形インダクタ２の上には層間
絶縁膜５があり、さらに入力コイル６と帰還コイル７が
超電導体の配線として形成されている。
超電導量子干渉計）はシリコン基板１上に超電導体のワ
ッシャ形インダクタ２を設け、その一部に切れ目を設け
、その切れ目を結ぶように直列にジョセフソン接合３を
設けている。この際、ジョセフソン接合としてヒステリ
シスのあるトンネル形接合を使用するときは、ヒステリ
シスを消すために短絡抵抗４を設けている。この短絡抵
抗４は同時にワッシャ形インダクタ２に対する短絡抵抗
ともなっている。ワッシャ形インダクタ２の上には層間
絶縁膜５があり、さらに入力コイル６と帰還コイル７が
超電導体の配線として形成されている。
Ｄ Ｃ−５ＱＵＩＤはワッシャ形インダクタ２の左右の
部分のインダクタンスが等しくないと磁束感度が低減す
る。そのためワッシャ形インダクタ２の一部はインダク
タンス調整部８，９となっている。
部分のインダクタンスが等しくないと磁束感度が低減す
る。そのためワッシャ形インダクタ２の一部はインダク
タンス調整部８，９となっている。
シリコン基板１はインダクタンス調整部８，９を除いた
領域に高濃度の不純物をドーピングしており、インダク
タンス調整部８，９の直下は低ドーピング領域１０とな
っている。基板１がＳｉやＧ ａ Ａ ｓの場合にはド
ーピング量は５Ｘ１０１ｓ／ｄ以上必要であり、ＩｎＳ
ｂの場合には１０１７／ｄ以上となる。このため極低温
においては低ドーピング領域１０のキャリアがフリーズ
アウトしてしまう。この低ドーピング領域１０はシリコ
ン基板１をこれらの領域だけ加工して極めて薄（してい
る。さらにシリコン基板１の裏側に薄い酸化膜１１を形
成し、その上にゲート電極１．２．１３を設けている。
領域に高濃度の不純物をドーピングしており、インダク
タンス調整部８，９の直下は低ドーピング領域１０とな
っている。基板１がＳｉやＧ ａ Ａ ｓの場合にはド
ーピング量は５Ｘ１０１ｓ／ｄ以上必要であり、ＩｎＳ
ｂの場合には１０１７／ｄ以上となる。このため極低温
においては低ドーピング領域１０のキャリアがフリーズ
アウトしてしまう。この低ドーピング領域１０はシリコ
ン基板１をこれらの領域だけ加工して極めて薄（してい
る。さらにシリコン基板１の裏側に薄い酸化膜１１を形
成し、その上にゲート電極１．２．１３を設けている。
このゲート電極１２．１３にゲート電圧Ｖａを加えると
低ドーピング領域１０に周辺の領域からキャリアが集ま
る。これにより直上のインダクタンス調整部８，９の超
電導体の超電導磁界侵入長λが大きくなる。
低ドーピング領域１０に周辺の領域からキャリアが集ま
る。これにより直上のインダクタンス調整部８，９の超
電導体の超電導磁界侵入長λが大きくなる。
第１図（ｄ）にゲート電圧Ｖａと磁界侵入長λの関係を
示す、このように磁界侵入長λが大きくなるとインダク
タンス；ａｍ部のインダクタンスが大きくなる。従って
ゲート電極１２と１３に加えるゲート電圧を調整すれば
インダクタンスのバランスを調整でき、Ｄ Ｃ−５ＱＵ
ＩＤの感度を向上したり、歩留りを上げることができる
という効果がある。
示す、このように磁界侵入長λが大きくなるとインダク
タンス；ａｍ部のインダクタンスが大きくなる。従って
ゲート電極１２と１３に加えるゲート電圧を調整すれば
インダクタンスのバランスを調整でき、Ｄ Ｃ−５ＱＵ
ＩＤの感度を向上したり、歩留りを上げることができる
という効果がある。
第２図は本発明の実施例の模式図である。ＤＣ−３ＱＵ
ＩＤ ２０にセンサコイル２１とトリミング用のコイル
が結合している。トリミング用のコイルはＸ方向、Ｙ方
向、Ｚ方向の１次微分コイルになっている。１次微分コ
イルの２つのコイルのうち。
ＩＤ ２０にセンサコイル２１とトリミング用のコイル
が結合している。トリミング用のコイルはＸ方向、Ｙ方
向、Ｚ方向の１次微分コイルになっている。１次微分コ
イルの２つのコイルのうち。
１つをシリコン基板３１上の超電導電極３２で形成する
。超電導電極３２の直下で基板のシリコンを極めて薄く
しており１反対側に薄い酸化膜３３とゲート電極３４を
設けている。シリコン基板３１は超電導電極直下を除い
て高濃度にドープしておく、このとき、ゲート電極３４
にゲート電圧を加えると、超電導電極３２の磁界侵入長
λが変化し、１次微分コイルのバランスを調整できる。
。超電導電極３２の直下で基板のシリコンを極めて薄く
しており１反対側に薄い酸化膜３３とゲート電極３４を
設けている。シリコン基板３１は超電導電極直下を除い
て高濃度にドープしておく、このとき、ゲート電極３４
にゲート電圧を加えると、超電導電極３２の磁界侵入長
λが変化し、１次微分コイルのバランスを調整できる。
以上のバランスの７Ｒ９１は３軸に対して行なうもので
あり、それらのゲート電圧の発生電源２９を制御器３０
で制御する。この制御器３０はＤＣ−３ＱυＩＤの出力
を読みながら、バランスを取ることにより自動化もでき
るという効果がある。さらに。
あり、それらのゲート電圧の発生電源２９を制御器３０
で制御する。この制御器３０はＤＣ−３ＱυＩＤの出力
を読みながら、バランスを取ることにより自動化もでき
るという効果がある。さらに。
それらの値を制御器３０の中のメモリに記憶しておけば
、コイルのトリミングを高速化できるという効果がある
。
、コイルのトリミングを高速化できるという効果がある
。
第３図は本発明の実施例である。センサコイルの近傍に
トリミング用電極３５，３６，３７を設置している。ト
リミング用型ｔ！ｉ３５，３６．３７の構造は第２図（
ｂ）と同じであり、ゲート電圧を変えることにより超電
導電極の磁界侵入長λを変化させてコイルのバランスを
取ることができる。
トリミング用電極３５，３６，３７を設置している。ト
リミング用型ｔ！ｉ３５，３６．３７の構造は第２図（
ｂ）と同じであり、ゲート電圧を変えることにより超電
導電極の磁界侵入長λを変化させてコイルのバランスを
取ることができる。
これらのゲート電圧はゲート電圧発生器２９及び制御器
３０で制御される。本実施例では、簡単な構造でトリミ
ングができるという効果がある。
３０で制御される。本実施例では、簡単な構造でトリミ
ングができるという効果がある。
以上の実施例では半導体としてシリコンを用いたが、他
の半導体（ＧａＡｇ、Ｉｎ５ｂ）でも同様に実現できる
。また、これらの実施例はＤ Ｃ−３ＱＵＩＤ磁束計に
関するものであるが、他のＲＦ−３ＱＵＩＤや、量子磁
束パラメトロン（ＱＦＰ）磁束計においても同様の効果
を↑：）ることかできる。
の半導体（ＧａＡｇ、Ｉｎ５ｂ）でも同様に実現できる
。また、これらの実施例はＤ Ｃ−３ＱＵＩＤ磁束計に
関するものであるが、他のＲＦ−３ＱＵＩＤや、量子磁
束パラメトロン（ＱＦＰ）磁束計においても同様の効果
を↑：）ることかできる。
本発明によれば、コイルのバランス調整を機械的にでは
なく、電気的に行えるので、精度の向上と再現性を良く
することができる。
なく、電気的に行えるので、精度の向上と再現性を良く
することができる。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例になる磁束計の
要部平面図、第２図（ａ）、第３図は本発明の実施例の
模式図、第１図（Ｃ）、第２図（ｂ）は実施例の磁束計
の要部断面図、第１図（ｄ）はゲート電圧と磁界侵入長
λの関係を示す図である。 １・・・シリコン基板、２・・・ワッシャ形インダクタ
、３・・・ジョセフソン接合、４・・・短絡抵抗、５・
・・層間絶縁膜、６・・・入力コイル、７・・・帰還コ
イル、８゜９・・・インダクタンス調整部、１０・・・
低ドーピング領域、１１・・・酸化膜、１２．１３・・
・ゲート電極、２０・・・Ｄ Ｃ−５ＱＵＩＤ 、 ２
１・・・センサコイル、２２゜２３．２４・・・トリミ
ングコイル、２５・・・前置増幅器、２６・・・同期検
波増幅器、２７・・・積分器、２８・・・発振器、２９
・・・ゲート電圧発生器、３ｏ・・・制御器、３１・・
・シリコン基板、３２・・・超電導電極、３３・・・酸
化膜、３４・・・ゲート電極、３５，３６゜３７・・・
トリミング電極。 第 １ 口 第 ２ 口 （す
要部平面図、第２図（ａ）、第３図は本発明の実施例の
模式図、第１図（Ｃ）、第２図（ｂ）は実施例の磁束計
の要部断面図、第１図（ｄ）はゲート電圧と磁界侵入長
λの関係を示す図である。 １・・・シリコン基板、２・・・ワッシャ形インダクタ
、３・・・ジョセフソン接合、４・・・短絡抵抗、５・
・・層間絶縁膜、６・・・入力コイル、７・・・帰還コ
イル、８゜９・・・インダクタンス調整部、１０・・・
低ドーピング領域、１１・・・酸化膜、１２．１３・・
・ゲート電極、２０・・・Ｄ Ｃ−５ＱＵＩＤ 、 ２
１・・・センサコイル、２２゜２３．２４・・・トリミ
ングコイル、２５・・・前置増幅器、２６・・・同期検
波増幅器、２７・・・積分器、２８・・・発振器、２９
・・・ゲート電圧発生器、３ｏ・・・制御器、３１・・
・シリコン基板、３２・・・超電導電極、３３・・・酸
化膜、３４・・・ゲート電極、３５，３６゜３７・・・
トリミング電極。 第 １ 口 第 ２ 口 （す
Claims (1)
- １．半導体基板と超電導電極より成る超電導回路におい
て、半導体基板にゲート酸化膜とゲート電極によるイン
ダクタンス調整部を設けたことを特徴とする高感度磁束
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62068813A JPS63235876A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 高感度磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62068813A JPS63235876A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 高感度磁束計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63235876A true JPS63235876A (ja) | 1988-09-30 |
Family
ID=13384532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62068813A Pending JPS63235876A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 高感度磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63235876A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5021739A (en) * | 1988-11-02 | 1991-06-04 | Hitachi, Ltd. | Superconductor type radio frequency with adjustable inductance magnetic flux measuring circuit |
-
1987
- 1987-03-25 JP JP62068813A patent/JPS63235876A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5021739A (en) * | 1988-11-02 | 1991-06-04 | Hitachi, Ltd. | Superconductor type radio frequency with adjustable inductance magnetic flux measuring circuit |
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