JPH0669557A - 高感度磁場検出回路 - Google Patents
高感度磁場検出回路Info
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- JPH0669557A JPH0669557A JP4221721A JP22172192A JPH0669557A JP H0669557 A JPH0669557 A JP H0669557A JP 4221721 A JP4221721 A JP 4221721A JP 22172192 A JP22172192 A JP 22172192A JP H0669557 A JPH0669557 A JP H0669557A
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- squid
- magnetic field
- coil
- circuit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ｄｃ ＳＱＵＩＤの入力磁場に対する電圧変
化を大きくし高感度にする。 【構成】 ｄｃ ＳＱＵＩＤを複数個直列接続されてい
る。出力電圧は直列接続されたｄｃ ＳＱＵＩＤの数だ
け加算されるので、外部磁場に対する出力電圧の変化量
が大きくなるとともに、回路全体のインピーダンスも大
きくすることが可能となり、ＦＬＬ回路とのインピーダ
ンスマッチングが容易となるため、高感度な磁気信号の
検出が容易となる。個々のｄｃ ＳＱＵＩＤは、共通の
基板上に薄膜をフォトリソ工程でパターンニングする方
法で製作するため、入力コイル５、帰還変調コイル６、
ＳＱＵＩＤループ７をそれぞれ任意の数だけ直列に接続
されるようにパターンニングする。
化を大きくし高感度にする。 【構成】 ｄｃ ＳＱＵＩＤを複数個直列接続されてい
る。出力電圧は直列接続されたｄｃ ＳＱＵＩＤの数だ
け加算されるので、外部磁場に対する出力電圧の変化量
が大きくなるとともに、回路全体のインピーダンスも大
きくすることが可能となり、ＦＬＬ回路とのインピーダ
ンスマッチングが容易となるため、高感度な磁気信号の
検出が容易となる。個々のｄｃ ＳＱＵＩＤは、共通の
基板上に薄膜をフォトリソ工程でパターンニングする方
法で製作するため、入力コイル５、帰還変調コイル６、
ＳＱＵＩＤループ７をそれぞれ任意の数だけ直列に接続
されるようにパターンニングする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は高感度電磁気センサ、
電流計、変位計、または高周波信号増幅器などに応用す
るｄｃ ＳＱＵＩＤを使った回路に関するものである。
電流計、変位計、または高周波信号増幅器などに応用す
るｄｃ ＳＱＵＩＤを使った回路に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来の回路を図２に示す。図２の直流駆動
型超伝導量子干渉素子（ｄｃ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃ
ｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
Ｄｅｖｉｃｅ 以下ｄｃ ＳＱＵＩＤと略す）は略図
で正確には図３の回路構成になる。従来の高感度磁場検
出回路は１個のｄｃ ＳＱＵＩＤからなっていた。ｄｃ
ＳＱＩＵＤはバイアス電流１５を流し、入力コイル５
や帰還変調コイル６から磁場を印加すると、出力電圧が
磁束量子（Φo）の周期で変化する。出力電圧の変化量
△Ｖは、ジョセフソン素子１の臨界電流、ギャップ電圧
を各々Ｉc、Ｖg、またシャント抵抗２をＲsとすると△
Ｖ＜ＲsＩc＜Ｖgとなる。△Ｖの値が小さいと外部磁場
に対する電圧の変化量が小さくなる。またダイナミック
レンジも小さくなる。
型超伝導量子干渉素子（ｄｃ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃ
ｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
Ｄｅｖｉｃｅ 以下ｄｃ ＳＱＵＩＤと略す）は略図
で正確には図３の回路構成になる。従来の高感度磁場検
出回路は１個のｄｃ ＳＱＵＩＤからなっていた。ｄｃ
ＳＱＩＵＤはバイアス電流１５を流し、入力コイル５
や帰還変調コイル６から磁場を印加すると、出力電圧が
磁束量子（Φo）の周期で変化する。出力電圧の変化量
△Ｖは、ジョセフソン素子１の臨界電流、ギャップ電圧
を各々Ｉc、Ｖg、またシャント抵抗２をＲsとすると△
Ｖ＜ＲsＩc＜Ｖgとなる。△Ｖの値が小さいと外部磁場
に対する電圧の変化量が小さくなる。またダイナミック
レンジも小さくなる。
【０００３】図４に通常ＳＱＵＩＤによる磁場検出に用
いる位相検波と積分回路からなる帰還回路を組み合わせ
たフラックスロックトループ（ＦＬＬ）方式の概略図を
示す。入力コイル５には外部磁場を鎖交させる検出コイ
ル８が接続されている。ＦＬＬ駆動ではＳＱＵＩＤの出
力電圧が小さくなると動作が不安定になり、正確な測定
ができなくなった。また１個のｄｃ ＳＱＵＩＤは通常
インピーダンスが数オームと小さくＦＬＬ回路のプリア
ンプ１７と接続させる時に、マッチングを取る必要があ
った。マッチング回路１６はトランスやタンク回路（ト
ランスとコンデンサからなる共振回路）等を使い構成す
る。出力信号が小さいため、プリアンプ１７のゲインも
大きくする必要があった。
いる位相検波と積分回路からなる帰還回路を組み合わせ
たフラックスロックトループ（ＦＬＬ）方式の概略図を
示す。入力コイル５には外部磁場を鎖交させる検出コイ
ル８が接続されている。ＦＬＬ駆動ではＳＱＵＩＤの出
力電圧が小さくなると動作が不安定になり、正確な測定
ができなくなった。また１個のｄｃ ＳＱＵＩＤは通常
インピーダンスが数オームと小さくＦＬＬ回路のプリア
ンプ１７と接続させる時に、マッチングを取る必要があ
った。マッチング回路１６はトランスやタンク回路（ト
ランスとコンデンサからなる共振回路）等を使い構成す
る。出力信号が小さいため、プリアンプ１７のゲインも
大きくする必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図２の回路はｄｃ Ｓ
ＱＵＩＤが１個しかないため、出力電圧の変化△Ｖはｄ
ｃ ＳＱＵＩＤ１個分の電圧しか出力されなかった。Ｆ
ＬＬ駆動では出力電圧が小さいため安定に動作しなくな
り、正確な測定ができなくなった。また１個のｄｃ Ｓ
ＱＵＩＤはインピーダンスが数オームと小さくＦＬＬ回
路のプリアンプと接続させる時に、マッチング回路１６
が必要となった。アンプのゲインも大きくする必要があ
った。
ＱＵＩＤが１個しかないため、出力電圧の変化△Ｖはｄ
ｃ ＳＱＵＩＤ１個分の電圧しか出力されなかった。Ｆ
ＬＬ駆動では出力電圧が小さいため安定に動作しなくな
り、正確な測定ができなくなった。また１個のｄｃ Ｓ
ＱＵＩＤはインピーダンスが数オームと小さくＦＬＬ回
路のプリアンプと接続させる時に、マッチング回路１６
が必要となった。アンプのゲインも大きくする必要があ
った。
【０００５】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな課題を解決するため、出力電圧の大きな高感度磁場
検出回路を得ることである。
うな課題を解決するため、出力電圧の大きな高感度磁場
検出回路を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、この発明は従来１個であったｄｃ ＳＱＵＩＤを
多数直列に接続し、磁場に対する出力電圧の変化が大き
くなるようにした。またｄｃ ＳＱＵＩＤのインピーダ
ンスも大きくなる。
めに、この発明は従来１個であったｄｃ ＳＱＵＩＤを
多数直列に接続し、磁場に対する出力電圧の変化が大き
くなるようにした。またｄｃ ＳＱＵＩＤのインピーダ
ンスも大きくなる。
【０００７】
【作用】上記のように構成された磁場検出回路において
は、ｄｃ ＳＱＵＩＤ１個に対して外部磁場に対する電
圧の変化量は△Ｖ＜ＲsＩcとなるから、ｄｃ ＳＱＵＩ
Ｄを複数個直列に接続すれば電圧がｄｃ ＳＱＵＩＤの
数だけ加算され大きくなる。回路全体のインピーダンス
も同様に大きくなり、ＦＬＬ回路とのマッチングがよく
なる。
は、ｄｃ ＳＱＵＩＤ１個に対して外部磁場に対する電
圧の変化量は△Ｖ＜ＲsＩcとなるから、ｄｃ ＳＱＵＩ
Ｄを複数個直列に接続すれば電圧がｄｃ ＳＱＵＩＤの
数だけ加算され大きくなる。回路全体のインピーダンス
も同様に大きくなり、ＦＬＬ回路とのマッチングがよく
なる。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明の第１の実施例を図面を用い
て説明する。図１は本発明の回路図である。従来の高感
度磁場検出回路は１個のｄｃ ＳＱＵＩＤからなってい
たが、本発明では直列に複数個接続している。そのため
従来出力△Ｖが数１０μＶ程度しか出なかったが、例え
ば１００個直列に接続すれば、数ｍＶの出力が得られ信
号の検出が容易になる。つまり△Ｖの値が大きいと外部
磁場に対する電圧の変化量が大きくなる。またインピー
ダンスも大きくなるので、ＦＬＬによる信号検出が容易
になる。
て説明する。図１は本発明の回路図である。従来の高感
度磁場検出回路は１個のｄｃ ＳＱＵＩＤからなってい
たが、本発明では直列に複数個接続している。そのため
従来出力△Ｖが数１０μＶ程度しか出なかったが、例え
ば１００個直列に接続すれば、数ｍＶの出力が得られ信
号の検出が容易になる。つまり△Ｖの値が大きいと外部
磁場に対する電圧の変化量が大きくなる。またインピー
ダンスも大きくなるので、ＦＬＬによる信号検出が容易
になる。
【０００９】本発明では入力コイル５も直列接続される
ので、回路全体での入力コイルのインダクタンスが大き
くなる。通常入力コイルは、測定したい微弱磁場を検出
するインダクタンスの大きな検出コイルと接続するの
で、入力コイル５のインダクタンスも大きい方が効率よ
く磁場の検出が可能である。特に生体計測では脳磁等微
弱な磁場を検出する必要があるので、本発明は有効であ
る。入力コイル５はワッシャーコイル４上にスパイラル
状に多数巻いた方がインダクタンスが大きくなり、効率
がよい。出力端子は従来に比べて大きな出力電圧が出る
ので、ＦＬＬ回路のマッチング回路１６に接続しない
で、アンプに直接接続することも可能である。またＦＬ
Ｌ以外の変調をかけない駆動も可能である。
ので、回路全体での入力コイルのインダクタンスが大き
くなる。通常入力コイルは、測定したい微弱磁場を検出
するインダクタンスの大きな検出コイルと接続するの
で、入力コイル５のインダクタンスも大きい方が効率よ
く磁場の検出が可能である。特に生体計測では脳磁等微
弱な磁場を検出する必要があるので、本発明は有効であ
る。入力コイル５はワッシャーコイル４上にスパイラル
状に多数巻いた方がインダクタンスが大きくなり、効率
がよい。出力端子は従来に比べて大きな出力電圧が出る
ので、ＦＬＬ回路のマッチング回路１６に接続しない
で、アンプに直接接続することも可能である。またＦＬ
Ｌ以外の変調をかけない駆動も可能である。
【００１０】高感度磁場検出回路に用いるｄｃ ＳＱＵ
ＩＤを実際に製作する工程を、第１実施例の平面図であ
る図５と、図５のＡ−Ａ’とパッドの部分での断面図で
ある図６を使って説明する。製作方法は薄膜をフォトリ
ソ工程でパターニングする方法で製作する。
ＩＤを実際に製作する工程を、第１実施例の平面図であ
る図５と、図５のＡ−Ａ’とパッドの部分での断面図で
ある図６を使って説明する。製作方法は薄膜をフォトリ
ソ工程でパターニングする方法で製作する。
【００１１】ｄｃ ＳＱＵＩＤをシャント抵抗２及びダ
ンピング抵抗３の抵抗膜を堆積後、層間絶縁膜１１によ
り前記抵抗膜を絶縁し、抵抗を設計値にする。抵抗膜の
例としてはＭｏ，ＭｏＮ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｐ
ｄ，Ｔｉ等の金属がありいずれもスパッタや蒸着で堆積
可能である。ここではＡｌをＤＣマグネトロンスパッタ
で１００ｎｍ堆積し、フォトリソ工程で、設計のサイズ
にパターニングする。Ａｌのエッチングはウエットとド
ライエッチングの両方が可能である。ウエットエッチン
グの例としては主に燐酸と硝酸の混合液を使った方法が
ある。
ンピング抵抗３の抵抗膜を堆積後、層間絶縁膜１１によ
り前記抵抗膜を絶縁し、抵抗を設計値にする。抵抗膜の
例としてはＭｏ，ＭｏＮ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｐ
ｄ，Ｔｉ等の金属がありいずれもスパッタや蒸着で堆積
可能である。ここではＡｌをＤＣマグネトロンスパッタ
で１００ｎｍ堆積し、フォトリソ工程で、設計のサイズ
にパターニングする。Ａｌのエッチングはウエットとド
ライエッチングの両方が可能である。ウエットエッチン
グの例としては主に燐酸と硝酸の混合液を使った方法が
ある。
【００１２】ドライエッチングの例としてはＣＣｌ4等
のＣｌ系のガス及びそれらの混合ガスを使った反応性イ
オンエッチング（ＲＩＥ）がある。ここではＡｌをウエ
ットエッチングする。層間絶縁膜１１はＳｉＯ2，Ｓｉ
Ｏ，Ｓｉ，ＭｇＯ等がある。どれもスパッタ、蒸着、Ｃ
ＶＤ等で堆積できる。堆積膜厚は抵抗膜を完全に絶縁す
るように抵抗膜の１．５倍から２倍程度にする。ここで
はＲＦマグネトロンスパッタで、ＳｉＯ2を１００−２
００ｎｍ堆積後、フォトリソ工程で抵抗膜とコンタクト
がとれるようにする。ＳｉＯ2のエッチングはウエット
とドライエッチングの両方が可能である。
のＣｌ系のガス及びそれらの混合ガスを使った反応性イ
オンエッチング（ＲＩＥ）がある。ここではＡｌをウエ
ットエッチングする。層間絶縁膜１１はＳｉＯ2，Ｓｉ
Ｏ，Ｓｉ，ＭｇＯ等がある。どれもスパッタ、蒸着、Ｃ
ＶＤ等で堆積できる。堆積膜厚は抵抗膜を完全に絶縁す
るように抵抗膜の１．５倍から２倍程度にする。ここで
はＲＦマグネトロンスパッタで、ＳｉＯ2を１００−２
００ｎｍ堆積後、フォトリソ工程で抵抗膜とコンタクト
がとれるようにする。ＳｉＯ2のエッチングはウエット
とドライエッチングの両方が可能である。
【００１３】ウエットエッチングの例としてはフッ酸の
混合液を使った方法がある。ドライエッチングの例とし
てはＣＦ4やＣＨＦ3と酸素の混合ガスを使った反応性イ
オンエッチング（ＲＩＥ）がある。ここではＣＨＦ3と
酸素の混合ガスを使ったＲＩＥによりＳｉＯ2をエッチ
ングする。
混合液を使った方法がある。ドライエッチングの例とし
てはＣＦ4やＣＨＦ3と酸素の混合ガスを使った反応性イ
オンエッチング（ＲＩＥ）がある。ここではＣＨＦ3と
酸素の混合ガスを使ったＲＩＥによりＳｉＯ2をエッチ
ングする。
【００１４】次に下部電極１２、障壁層１３、上部電極
１４ からなるジョセフソン素子１を製作するために、
各層を堆積し、上部電極１４と障壁層１３をフォトリソ
工程でエッチングする。ジョセフソン素子１の例はＮｂ
／ＡｌＯｘ／Ｎｂ構造の他にＮｂＮ／ＭｇＯ／ＮｂＮ，
Ｎｂ／Ｓｉ／Ｎｂ，Ｎｂ／Ｎｂ−ｏｘｉｄｅ／Ｎｂ等種
々の構造があるが、ここではＮｂ／ＡｌＯｘ／Ｎｂ構造
をスパッタで堆積する。堆積例を以下に示す。
１４ からなるジョセフソン素子１を製作するために、
各層を堆積し、上部電極１４と障壁層１３をフォトリソ
工程でエッチングする。ジョセフソン素子１の例はＮｂ
／ＡｌＯｘ／Ｎｂ構造の他にＮｂＮ／ＭｇＯ／ＮｂＮ，
Ｎｂ／Ｓｉ／Ｎｂ，Ｎｂ／Ｎｂ−ｏｘｉｄｅ／Ｎｂ等種
々の構造があるが、ここではＮｂ／ＡｌＯｘ／Ｎｂ構造
をスパッタで堆積する。堆積例を以下に示す。
【００１５】１０-5Ｐａ台以下まで高真空に引かれた反
応室にＡｒガスを導入し圧力を０．１から４Ｐａで下部
電極１２のＮｂ膜をＤＣマグネトロンスパッタで堆積す
る。膜厚は１００から３００ｎｍ堆積する。アルゴンガ
ス導入を止め再び反応室を１０-5Ｐａ台以下まで高真空
に引いた後、アルゴンガスを導入し圧力を０．１から４
ＰａでＡｌをＤＣマグネトロンスパッタし１ｎｍから２
０ｎｍ堆積する。Ａｌのスパッタ圧力はＮｂに比べて低
くした方が膜が緻密になり、Ｎｂ表面を均一に覆うこと
ができる。
応室にＡｒガスを導入し圧力を０．１から４Ｐａで下部
電極１２のＮｂ膜をＤＣマグネトロンスパッタで堆積す
る。膜厚は１００から３００ｎｍ堆積する。アルゴンガ
ス導入を止め再び反応室を１０-5Ｐａ台以下まで高真空
に引いた後、アルゴンガスを導入し圧力を０．１から４
ＰａでＡｌをＤＣマグネトロンスパッタし１ｎｍから２
０ｎｍ堆積する。Ａｌのスパッタ圧力はＮｂに比べて低
くした方が膜が緻密になり、Ｎｂ表面を均一に覆うこと
ができる。
【００１６】またＡｌスパッタ前は特に高真空に排気を
行なわなくても問題はない。反応室を１０-5Ｐａ台以下
まで高真空に引き、酸素ガスまたは酸素とアルゴンの混
合ガス等を導入し圧力を設定値にし、Ａｌ表面を酸化し
てＡｌＯｘ／Ａｌの障壁層１３を形成する。反応室を１
０-5Ｐａ台以下まで高真空に引き上記Ｎｂ堆積条件で再
び上部電極１４を１００から３００ｎｍ堆積する。
行なわなくても問題はない。反応室を１０-5Ｐａ台以下
まで高真空に引き、酸素ガスまたは酸素とアルゴンの混
合ガス等を導入し圧力を設定値にし、Ａｌ表面を酸化し
てＡｌＯｘ／Ａｌの障壁層１３を形成する。反応室を１
０-5Ｐａ台以下まで高真空に引き上記Ｎｂ堆積条件で再
び上部電極１４を１００から３００ｎｍ堆積する。
【００１７】次にフォトリソ工程により上部電極１４と
障壁層１３をエッチングし、ジョセフソン素子１を形成
する。エッチング方法は一般的にプラズマによるドライ
エッチングを使う。上部電極１４のＮｂはＣＦ4または
ＣＦ4と酸素の混合ガスを使い反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）する。障壁層１３のＡｌは酸を使ったウエッ
トエッチまたはＡｒガスによるＲＩＥで除去する。ここ
で障壁層１３はエッチングを行なわなくても良い。
障壁層１３をエッチングし、ジョセフソン素子１を形成
する。エッチング方法は一般的にプラズマによるドライ
エッチングを使う。上部電極１４のＮｂはＣＦ4または
ＣＦ4と酸素の混合ガスを使い反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）する。障壁層１３のＡｌは酸を使ったウエッ
トエッチまたはＡｒガスによるＲＩＥで除去する。ここ
で障壁層１３はエッチングを行なわなくても良い。
【００１８】次にジョセフソン素子１の下部電極１２と
して堆積した超伝導膜をフォトリソ工程でパターニング
して、ワッシャーコイル４を形成する。エッチング方法
は一般的にプラズマによるドライエッチングを使う。下
部電極１２のＮｂはＣＦ4と酸素の混合ガスを使いプラ
ズマエッチまたは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）す
る。ここでのエッチングは前記上部電極１４のエッチン
グと異なり、酸素の量を多くして等方性エッチングをす
るとともに酸素によりパターン周辺のレジスト膜を削り
テーパ状にする。具体例としてはプラズマエッチング装
置でＣＦ4に１０パーセントの酸素を添加したガスで、
圧力１３３Ｐａ、パワー５０ｗでエッチング可能であ
る。
して堆積した超伝導膜をフォトリソ工程でパターニング
して、ワッシャーコイル４を形成する。エッチング方法
は一般的にプラズマによるドライエッチングを使う。下
部電極１２のＮｂはＣＦ4と酸素の混合ガスを使いプラ
ズマエッチまたは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）す
る。ここでのエッチングは前記上部電極１４のエッチン
グと異なり、酸素の量を多くして等方性エッチングをす
るとともに酸素によりパターン周辺のレジスト膜を削り
テーパ状にする。具体例としてはプラズマエッチング装
置でＣＦ4に１０パーセントの酸素を添加したガスで、
圧力１３３Ｐａ、パワー５０ｗでエッチング可能であ
る。
【００１９】次は層間絶縁膜１１を堆積後フォトリソ工
程でコンタクトホールを開けた後、超伝導膜を堆積して
フォトリソ工程で帰還変調コイル６、入力コイル５を形
成する。超伝導膜の例としてはＮｂ、ＮｂＮやＰｂ−Ｉ
ｎ、Ｐｂ−Ｉｎ−Ａｕをスパッタや蒸着で堆積する方法
がある。ここではジョセフソン接合の電極と同様にし
て、Ｎｂ膜をＤＣマグネトロンスパッタで２５０−６０
０ｎｍ堆積する。堆積前に超伝導コンタクトになるよう
に基板をＡｒガスで逆スパッタする。この後フォトリソ
工程により、パターンを形成する。エッチングは前記の
ワッシャーコイル４と同様にプラズマエッチングで行な
う。
程でコンタクトホールを開けた後、超伝導膜を堆積して
フォトリソ工程で帰還変調コイル６、入力コイル５を形
成する。超伝導膜の例としてはＮｂ、ＮｂＮやＰｂ−Ｉ
ｎ、Ｐｂ−Ｉｎ−Ａｕをスパッタや蒸着で堆積する方法
がある。ここではジョセフソン接合の電極と同様にし
て、Ｎｂ膜をＤＣマグネトロンスパッタで２５０−６０
０ｎｍ堆積する。堆積前に超伝導コンタクトになるよう
に基板をＡｒガスで逆スパッタする。この後フォトリソ
工程により、パターンを形成する。エッチングは前記の
ワッシャーコイル４と同様にプラズマエッチングで行な
う。
【００２０】検出コイル８をＳＱＵＩＤの工程と一緒に
製作しない場合は、測定時に外部の検出コイル８と超伝
導接続する必要がある。そこでパッド部には超伝導接続
するためのバッファーメタル９が必要となることがあ
る。パッド１０がＮｂで超伝導接続にＰｂ−Ｉｎの合金
ワイヤを使用する場合にはバッファーメタルとしてＡｕ
をスパッタで１０−１００ｎｍ堆積する。パターニング
は酸等を使ったウエットエッチで容易に行える。
製作しない場合は、測定時に外部の検出コイル８と超伝
導接続する必要がある。そこでパッド部には超伝導接続
するためのバッファーメタル９が必要となることがあ
る。パッド１０がＮｂで超伝導接続にＰｂ−Ｉｎの合金
ワイヤを使用する場合にはバッファーメタルとしてＡｕ
をスパッタで１０−１００ｎｍ堆積する。パターニング
は酸等を使ったウエットエッチで容易に行える。
【００２１】フォトリソ工程においてレジストの剥離
は、ウエットとドライ方式がある。ウエットにはアセト
ン等の有機溶剤、アルカリ性の剥離液、濃硝酸、加熱し
た濃硫酸等があり、ドライには酸素プラズマやＵＶ光を
使ったものがある。各方法またはいくつかの方法を組み
合わせることで、剥離が可能である。
は、ウエットとドライ方式がある。ウエットにはアセト
ン等の有機溶剤、アルカリ性の剥離液、濃硝酸、加熱し
た濃硫酸等があり、ドライには酸素プラズマやＵＶ光を
使ったものがある。各方法またはいくつかの方法を組み
合わせることで、剥離が可能である。
【００２２】上記の様にして本発明の磁場検出回路は製
作可能である。各層の順番は回路が変わらなければ入れ
換えることが可能であり変更できる。図５の形状をした
ＳＱＵＩＤを製作するときの設計パラメータの例を図７
に示す。今までの第１実施例の説明では、ワッシャーコ
イル１個のシングルワッシャーコイルタイプである。図
５の例に対して等価回路が同じであっても、ワッシャー
コイルの数を複数個接続した形状も可能である。図８、
図９はワッシャーコイルコイルを２個接続したダブルワ
ッシャーコイルのＳＱＵＩＤで、第２実施例、第３実施
例である。、第１実施例のワッシャーコイル１個ではワ
ッシャーコイルに鎖交する一様な磁場も検出するため出
力信号が揺らぎやすい。ワッシャーコイルを２個接続し
たＳＱＵＩＤは一様な磁場をキャンセルするため、出力
信号の揺らぎが小さく安定な動作が得られる。
作可能である。各層の順番は回路が変わらなければ入れ
換えることが可能であり変更できる。図５の形状をした
ＳＱＵＩＤを製作するときの設計パラメータの例を図７
に示す。今までの第１実施例の説明では、ワッシャーコ
イル１個のシングルワッシャーコイルタイプである。図
５の例に対して等価回路が同じであっても、ワッシャー
コイルの数を複数個接続した形状も可能である。図８、
図９はワッシャーコイルコイルを２個接続したダブルワ
ッシャーコイルのＳＱＵＩＤで、第２実施例、第３実施
例である。、第１実施例のワッシャーコイル１個ではワ
ッシャーコイルに鎖交する一様な磁場も検出するため出
力信号が揺らぎやすい。ワッシャーコイルを２個接続し
たＳＱＵＩＤは一様な磁場をキャンセルするため、出力
信号の揺らぎが小さく安定な動作が得られる。
【００２３】ワッシャーコイルを２個接続する方法には
並列と直列の２種類があるので図８が並列接続、図９が
直列接続である。ダブルワッシャーコイルＳＱＵＩＤに
は帰還変調コイル６が２個ずつあるが、いろいろな使用
方法が考えられる。帰還変調用に一方だけ使用しても、
両方使用しても構わない。帰還用と変調用で別々に使用
してもよい。また変調用にだけ使用して、帰還は検出コ
イル８にカップリングさせてもよい。
並列と直列の２種類があるので図８が並列接続、図９が
直列接続である。ダブルワッシャーコイルＳＱＵＩＤに
は帰還変調コイル６が２個ずつあるが、いろいろな使用
方法が考えられる。帰還変調用に一方だけ使用しても、
両方使用しても構わない。帰還用と変調用で別々に使用
してもよい。また変調用にだけ使用して、帰還は検出コ
イル８にカップリングさせてもよい。
【００２４】
【発明の効果】この発明は以上説明したようにｄｃ Ｓ
ＱＵＩＤを複数個直列接合することで、磁場に対する出
力電圧を大きくすることができ、ｄｃ ＳＱＵＩＤの高
感度化が図れるという効果がある。
ＱＵＩＤを複数個直列接合することで、磁場に対する出
力電圧を大きくすることができ、ｄｃ ＳＱＵＩＤの高
感度化が図れるという効果がある。
【図１】本発明の高感度磁場検出回路の概略図である。
【図２】従来の高感度磁場検出回路の概略図である。
【図３】ｄｃ ＳＱＵＩＤの回路構成図である。
【図４】ｄｃ ＳＱＵＩＤを用いたＦＬＬ駆動回路の概
略図である。
略図である。
【図５】本発明の第１実施例のｄｃ ＳＱＵＩＤの平面
図である。
図である。
【図６】本発明のｄｃ ＳＱＵＩＤの製作例の断面図で
ある。
ある。
【図７】ｄｃ ＳＱＵＩＤのパラメータ例である。
【図８】本発明の第２実施例であるダブルワッシャーコ
イル並列接続ＳＱＵＩＤの平面図である。
イル並列接続ＳＱＵＩＤの平面図である。
【図９】本発明の第３実施例であるダブルワッシャーコ
イル直列接続ＳＱＵＩＤの平面図である。
イル直列接続ＳＱＵＩＤの平面図である。
１ ジョセフソン素子 ２ シャント抵抗 ３ ダンピング抵抗 ４ ワッシャーコイル ５ 入力コイル ６ 帰還変調コイル ７ ＳＱＵＩＤループ ８ 検出コイル ９ バッファメタル １０ パッド １１ 層間絶縁膜 １２ 下部電極 １３ 障壁層 １４ 上部電極 １５ バイアス電流 １６ マッチング回路 １７ プリアンプ １８ 位相検波器 １９ 積分器 ２０ 発振器以上
Claims (2)
- 【請求項１】 ワッシャーコイルの両端に接続された２
個のジョセフソン素子により超伝導リングを形成し、前
記ジョセフソン素子に並列接続されたシャント抵抗と、
前記ワッシャーコイルの両端に接続されたダンピング抵
抗と、前記ワッシャーコイルに磁気結合した入力コイル
と帰還変調コイルとからなる直流駆動型超伝導量子干渉
素子を直列に接続した構成であることを特徴とする高感
度磁場検出回路。 - 【請求項２】 前記入力コイルが前記ワッシャーコイル
上に多数回スパイラル状に巻かれていることを特徴とす
る高感度磁場検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4221721A JPH0669557A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 高感度磁場検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4221721A JPH0669557A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 高感度磁場検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0669557A true JPH0669557A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=16771222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4221721A Pending JPH0669557A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 高感度磁場検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0669557A (ja) |
-
1992
- 1992-08-20 JP JP4221721A patent/JPH0669557A/ja active Pending
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