JPH07263761A - シールド付超伝導回路 - Google Patents
シールド付超伝導回路Info
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- JPH07263761A JPH07263761A JP6047416A JP4741694A JPH07263761A JP H07263761 A JPH07263761 A JP H07263761A JP 6047416 A JP6047416 A JP 6047416A JP 4741694 A JP4741694 A JP 4741694A JP H07263761 A JPH07263761 A JP H07263761A
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- shield
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- superconducting circuit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超伝導回路の上下にシールド層１、２を設
け、よりシールドを強化することで、外部ノイズに対し
て強く、回路間のクロストークの少ない回路にする。 【構成】 超伝導回路部３に重なる上部シールド層１と
下部シールド層２からなり、超伝導回路部３の少なくと
も一部を上下でシールドする構成とした。超伝導回路部
とシールド層との間は絶縁層４を設けて絶縁している。
け、よりシールドを強化することで、外部ノイズに対し
て強く、回路間のクロストークの少ない回路にする。 【構成】 超伝導回路部３に重なる上部シールド層１と
下部シールド層２からなり、超伝導回路部３の少なくと
も一部を上下でシールドする構成とした。超伝導回路部
とシールド層との間は絶縁層４を設けて絶縁している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は高速論理素子、高感度
電磁気センサ、または高周波信号増幅器などに応用する
超伝導回路に関するものである。
電磁気センサ、または高周波信号増幅器などに応用する
超伝導回路に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来の超伝導回路の構成を図３，図４に示
す。超伝導回路の高速動作や誤動作を防止するために、
超伝導回路の上または下にシールド層を設けていた。図
３は超伝導回路部３に下部シールド層２を設けている例
を示している。実際に薄膜でジョセフソン素子７を含む
超伝導回路部３を構成した例を図４に示す。実施例で述
べる図５に対応した従来例である。シールド層は電磁シ
ールドであれば導電体で構わないが、超伝導回路では磁
気的なシールドも必要であるため、一般的に超伝導薄膜
を使用する。下部シールド層２と超伝導回路部３とは絶
縁層４を介して電気的に絶縁されている。
す。超伝導回路の高速動作や誤動作を防止するために、
超伝導回路の上または下にシールド層を設けていた。図
３は超伝導回路部３に下部シールド層２を設けている例
を示している。実際に薄膜でジョセフソン素子７を含む
超伝導回路部３を構成した例を図４に示す。実施例で述
べる図５に対応した従来例である。シールド層は電磁シ
ールドであれば導電体で構わないが、超伝導回路では磁
気的なシールドも必要であるため、一般的に超伝導薄膜
を使用する。下部シールド層２と超伝導回路部３とは絶
縁層４を介して電気的に絶縁されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】超伝導回路部の上また
は下のどちらか一方にだけシールド層を設けた場合は、
シールド層がある方から来るノイズは防げるが、反対側
のものについては一部回路内部に入る。そのため回路の
性能が落ち、ノイズが増えたり、誤動作をしたりする。
そこで本発明の目的は超伝導回路部の上下に各々シール
ド層を設けることにより、外部ノイズに強く、回路間の
クロストークの少ない超伝導回路を提供することにあ
る。
は下のどちらか一方にだけシールド層を設けた場合は、
シールド層がある方から来るノイズは防げるが、反対側
のものについては一部回路内部に入る。そのため回路の
性能が落ち、ノイズが増えたり、誤動作をしたりする。
そこで本発明の目的は超伝導回路部の上下に各々シール
ド層を設けることにより、外部ノイズに強く、回路間の
クロストークの少ない超伝導回路を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】超伝導回路部の上下両方
にシールド層を設けた。超伝導回路部は上下のシールド
層によりほぼ完全にシールドされるため、外部ノイズを
防ぐことができ、回路の誤動作もなくなる。超伝導回路
部が複数あり、回路間のクロストークが問題の場合に
は、クロストークをなくしたい回路部のシールド部を他
と分離することで可能である。ジョセフソン素子を含む
超伝導回路は、ジョセフソン素子が外部の電磁波ノイズ
や、磁場の影響を受けやすいため、シールド層による効
果は非常に大きい。またシールドを部分的に行う場合
は、超伝導薄膜をシールド層に使うことで精度良く、か
つ容易に可能である。
にシールド層を設けた。超伝導回路部は上下のシールド
層によりほぼ完全にシールドされるため、外部ノイズを
防ぐことができ、回路の誤動作もなくなる。超伝導回路
部が複数あり、回路間のクロストークが問題の場合に
は、クロストークをなくしたい回路部のシールド部を他
と分離することで可能である。ジョセフソン素子を含む
超伝導回路は、ジョセフソン素子が外部の電磁波ノイズ
や、磁場の影響を受けやすいため、シールド層による効
果は非常に大きい。またシールドを部分的に行う場合
は、超伝導薄膜をシールド層に使うことで精度良く、か
つ容易に可能である。
【０００５】
【実施例】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。図１に本発明の超伝導回路の断面図、図２
に平面図の例を示す。図１は図２のＡＡ’における断面
図である。従来の構造に比べ、超伝導回路部３の上にも
上部シールド層１を設けている。超伝導回路部３の上下
にシールド層を設けたため、外部ノイズが超伝導回路部
３にほとんど侵入しなくなり、回路の性能の低下や、誤
動作を減少できる。
て説明する。図１に本発明の超伝導回路の断面図、図２
に平面図の例を示す。図１は図２のＡＡ’における断面
図である。従来の構造に比べ、超伝導回路部３の上にも
上部シールド層１を設けている。超伝導回路部３の上下
にシールド層を設けたため、外部ノイズが超伝導回路部
３にほとんど侵入しなくなり、回路の性能の低下や、誤
動作を減少できる。
【０００６】シールド層は電磁シールドであれば導電体
でかまわないが、超伝導回路では磁気的なシールドも重
要であるため、一般的に超伝導膜を使用する。シールド
層の厚さは磁場のシールドを完全にするために、使用す
る材料の磁場侵入長よりも厚くした方が良く、約３倍以
上あれば十分である。また本発明では超伝導回路内のラ
インのインダクタンスが従来方法に比べシールド層が増
えた分だけ小さくなるので、設計時に考慮する必要があ
る。
でかまわないが、超伝導回路では磁気的なシールドも重
要であるため、一般的に超伝導膜を使用する。シールド
層の厚さは磁場のシールドを完全にするために、使用す
る材料の磁場侵入長よりも厚くした方が良く、約３倍以
上あれば十分である。また本発明では超伝導回路内のラ
インのインダクタンスが従来方法に比べシールド層が増
えた分だけ小さくなるので、設計時に考慮する必要があ
る。
【０００７】具体的な例について説明する。超伝導回路
部３の例には受動素子として、伝送線路、フィルタ、共
振器等、また能動素子としてジョセフソン素子７を使っ
たプロセッサ、メモリ、Ａ／Ｄ変換器２４等の論理回路
や、磁気や電流を検出するセンサ等がある。製作方法も
バルク材料を使ったものや、薄膜材料を使ったもの、両
者を組み合わせたもの等がある。ここでは微細な加工が
精度良くできる薄膜の堆積と、フォトリソ工程で製作す
る例について述べる。
部３の例には受動素子として、伝送線路、フィルタ、共
振器等、また能動素子としてジョセフソン素子７を使っ
たプロセッサ、メモリ、Ａ／Ｄ変換器２４等の論理回路
や、磁気や電流を検出するセンサ等がある。製作方法も
バルク材料を使ったものや、薄膜材料を使ったもの、両
者を組み合わせたもの等がある。ここでは微細な加工が
精度良くできる薄膜の堆積と、フォトリソ工程で製作す
る例について述べる。
【０００８】超伝導回路部３の例としては、超伝導素子
として数多く使われているｄｃ−ＳＱＵＩＤについて説
明する。図５は電流検出用に多く使われている薄膜で製
作したｄｃ−ＳＱＵＩＤの平面図を示す。図５のＢＢ’
に沿った断面構造を図６に示す。このｄｃ−ＳＱＵＩＤ
は二つのジョセフソン素子７によるＳＱＵＩＤループ１
０、シャント抵抗８、ダンピング抵抗９、第１、第２入
力ラインからなっている。ｄｃ−ＳＱＵＩＤ全体を上部
シールド層１と下部シールド層２が覆っている。動作は
適当なバイアス電流１３を印加した時、入力ラインに流
れる電流に応じてＳＱＵＩＤの両端の電圧が連続的、周
期的に変化し、電流の大きさが電圧の変化として検出で
きる。
として数多く使われているｄｃ−ＳＱＵＩＤについて説
明する。図５は電流検出用に多く使われている薄膜で製
作したｄｃ−ＳＱＵＩＤの平面図を示す。図５のＢＢ’
に沿った断面構造を図６に示す。このｄｃ−ＳＱＵＩＤ
は二つのジョセフソン素子７によるＳＱＵＩＤループ１
０、シャント抵抗８、ダンピング抵抗９、第１、第２入
力ラインからなっている。ｄｃ−ＳＱＵＩＤ全体を上部
シールド層１と下部シールド層２が覆っている。動作は
適当なバイアス電流１３を印加した時、入力ラインに流
れる電流に応じてＳＱＵＩＤの両端の電圧が連続的、周
期的に変化し、電流の大きさが電圧の変化として検出で
きる。
【０００９】図６にＳｉやガラス等の平坦な基板６上に
薄膜で製作したｄｃ−ＳＱＵＩＤの断面構造を示す。上
部、下部シールド層１，２、下部電極、上部電極は超伝
導材料で形成可能である。超伝導膜の例としてはＮｂ、
ＮｂＮやＰｂ−Ｉｎをスパッタや蒸着で堆積するものが
ある。ここでは比較的容易に安定した膜が得られるＮｂ
をＤＣマグネトロンスパッタで堆積する。各パターンは
フォトリソ工程とエッチングにより形成される。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
使い、主にＣＦ4 ガスでエッチングする。
薄膜で製作したｄｃ−ＳＱＵＩＤの断面構造を示す。上
部、下部シールド層１，２、下部電極、上部電極は超伝
導材料で形成可能である。超伝導膜の例としてはＮｂ、
ＮｂＮやＰｂ−Ｉｎをスパッタや蒸着で堆積するものが
ある。ここでは比較的容易に安定した膜が得られるＮｂ
をＤＣマグネトロンスパッタで堆積する。各パターンは
フォトリソ工程とエッチングにより形成される。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
使い、主にＣＦ4 ガスでエッチングする。
【００１０】また超伝導膜として臨界温度の高いセラミ
ック系の材料でも形成可能である。特に下部シールド層
２は最初に堆積するので容易に適用可能である。ジョセ
フソン素子７にはいくつかの種類があり、薄膜を積層す
るトンネル型や、超伝導体を細く絞ったブリッジ型等が
ある。トンネル型にも材料によりＮｂ／ＡｌＯｘ／Ｎ
ｂ、ＮｂＮ／ＭｇＯ／ＮｂＮ，Ｎｂ／Ｓｉ／Ｎｂ，Ｎｂ
／ＮｂＯｘ／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。層間絶縁
層４はＳｉＯ2 ，ＳｉＯ，Ｓｉ，ＭｇＯ，ＡｌＯｘ等が
ある。どれもスパッタ、蒸着、ＣＶＤ等で堆積できる。
堆積膜厚は下の膜を完全に絶縁するようにようにする。
ここではＲＦマグネトロンススパッタで、ＳｉＯ2 を堆
積する。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。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つかたＲＩＥにより
ＳｉＯ2 をエッチングする。
ック系の材料でも形成可能である。特に下部シールド層
２は最初に堆積するので容易に適用可能である。ジョセ
フソン素子７にはいくつかの種類があり、薄膜を積層す
るトンネル型や、超伝導体を細く絞ったブリッジ型等が
ある。トンネル型にも材料によりＮｂ／ＡｌＯｘ／Ｎ
ｂ、ＮｂＮ／ＭｇＯ／ＮｂＮ，Ｎｂ／Ｓｉ／Ｎｂ，Ｎｂ
／ＮｂＯｘ／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。層間絶縁
層４はＳｉＯ2 ，ＳｉＯ，Ｓｉ，ＭｇＯ，ＡｌＯｘ等が
ある。どれもスパッタ、蒸着、ＣＶＤ等で堆積できる。
堆積膜厚は下の膜を完全に絶縁するようにようにする。
ここではＲＦマグネトロンススパッタで、ＳｉＯ2 を堆
積する。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。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つかたＲＩＥにより
ＳｉＯ2 をエッチングする。
【００１１】シャント抵抗８、ダンピング抵抗９等を形
成する抵抗膜の例としてはＭｏ，ＭｏＮ，Ｐｄ，Ａｕ，
Ｃｕ，Ａｌ，Ｐｄ，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。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。図７にｄｃ−ＳＱＵＩＤの等価回路
を示す。
成する抵抗膜の例としてはＭｏ，ＭｏＮ，Ｐｄ，Ａｕ，
Ｃｕ，Ａｌ，Ｐｄ，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。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。図７にｄｃ−ＳＱＵＩＤの等価回路
を示す。
【００１２】図８は超伝導状態と、電圧状態を各々”
０”，”１”に対応させて論理回路を構成するｄｃ−Ｓ
ＱＵＩＤの典型的な平面図である。図５に対してシャン
ト抵抗８のない構造である。動作は臨界電流値以上で電
圧状態になり、出力は保持され、バイアス電流１３を０
付近にすることで超伝導状態に戻る。回路の製作は図６
と同様の工程で可能である。
０”，”１”に対応させて論理回路を構成するｄｃ−Ｓ
ＱＵＩＤの典型的な平面図である。図５に対してシャン
ト抵抗８のない構造である。動作は臨界電流値以上で電
圧状態になり、出力は保持され、バイアス電流１３を０
付近にすることで超伝導状態に戻る。回路の製作は図６
と同様の工程で可能である。
【００１３】次にｄｃ−ＳＱＵＩＤにより高感度な磁気
センサを構成する例について図９で説明する。図９は平
面図である。回路的な構成要素は図５のＳＱＵＩＤと同
じであるが、入力する磁場に対して感度を向上させるた
めに、入力コイルのインダクタンスの値を大きくし、入
力した磁場がＳＱＵＩＤループ１０に多く鎖交するよう
に多数巻かれた構造をしている。入力コイルとＳＱＵＩ
Ｄループ１０の磁気結合が大きくなるように上下シール
ド層はジョセフソン素子７の周辺だけに設けている。第
１入力コイル１１は外部からの磁場を入力するものであ
る。第２入力コイル１２は帰還や変調による駆動をする
場合に使用する。コイルの数や、インダクタンスの値は
設計により変更可能である。
センサを構成する例について図９で説明する。図９は平
面図である。回路的な構成要素は図５のＳＱＵＩＤと同
じであるが、入力する磁場に対して感度を向上させるた
めに、入力コイルのインダクタンスの値を大きくし、入
力した磁場がＳＱＵＩＤループ１０に多く鎖交するよう
に多数巻かれた構造をしている。入力コイルとＳＱＵＩ
Ｄループ１０の磁気結合が大きくなるように上下シール
ド層はジョセフソン素子７の周辺だけに設けている。第
１入力コイル１１は外部からの磁場を入力するものであ
る。第２入力コイル１２は帰還や変調による駆動をする
場合に使用する。コイルの数や、インダクタンスの値は
設計により変更可能である。
【００１４】以上３種類のｄｃ−ＳＱＵＩＤについて説
明したが、ＳＱＵＩＤや超伝導回路には多くの種類があ
り、各種素子を多数集積させることも可能である。また
入力ラインの数やパターンの形状も設計によっていろい
ろ変えられる。断面構造は、図６の構造でほとんど全て
の回路の製作が可能である。
明したが、ＳＱＵＩＤや超伝導回路には多くの種類があ
り、各種素子を多数集積させることも可能である。また
入力ラインの数やパターンの形状も設計によっていろい
ろ変えられる。断面構造は、図６の構造でほとんど全て
の回路の製作が可能である。
【００１５】本発明の第２の実施例について図１０，図
１１に示す。図１１は平面図で、ＣＣ’に沿った断面図
が図１０である。よりシールドを完全にするために、層
間絶縁層４にコンタクトホールを開けて、上部シールド
層１と下部シールド層２とを接続するコンタクト部１４
を設けている。配線５以外の超伝導回路部３の側面もシ
ールドされ、より特性の向上が計られる構造である。ま
た各シールド層と超伝導回路部３のアース部等との接続
をしたい場合も、同様に層間絶縁層４にコンタクトホー
ルを開けて接続可能である。
１１に示す。図１１は平面図で、ＣＣ’に沿った断面図
が図１０である。よりシールドを完全にするために、層
間絶縁層４にコンタクトホールを開けて、上部シールド
層１と下部シールド層２とを接続するコンタクト部１４
を設けている。配線５以外の超伝導回路部３の側面もシ
ールドされ、より特性の向上が計られる構造である。ま
た各シールド層と超伝導回路部３のアース部等との接続
をしたい場合も、同様に層間絶縁層４にコンタクトホー
ルを開けて接続可能である。
【００１６】次に複数の機能を持った超伝導回路部３を
組み合わせた例について説明する。いくつかの機能を持
った素子や回路を組み合わせ集積化することでより高度
な回路システムを構成することが可能になる。図１２に
超伝導回路部３としてセンサ部２０と信号処理部２１か
らなるシステムの一例を示す。外部からの入力信号をセ
ンサ部２０の回路で検出し、さらにセンサ部２０からの
検出信号を信号処理部２１の回路に送り、増幅や信号処
理を行うことで、より高性能なシステムを構成すること
ができる。
組み合わせた例について説明する。いくつかの機能を持
った素子や回路を組み合わせ集積化することでより高度
な回路システムを構成することが可能になる。図１２に
超伝導回路部３としてセンサ部２０と信号処理部２１か
らなるシステムの一例を示す。外部からの入力信号をセ
ンサ部２０の回路で検出し、さらにセンサ部２０からの
検出信号を信号処理部２１の回路に送り、増幅や信号処
理を行うことで、より高性能なシステムを構成すること
ができる。
【００１７】図１２の一例として、ｄｃ−ＳＱＩＵＤを
使った高感度磁気センサシステム回路について図１３で
説明する。センサ部２０には図９のｄｃ−ＳＱＵＩＤを
使用し、入力磁場を高感度に電圧に変換する。入力磁場
を検出するためのコイルは第１入力コイル１１に接続さ
れている。信号処理部２１の回路構成例は、図５，図８
のｄｃ−ＳＱＵＩＤ等を使った回路で、ＳＱＵＩＤアン
プ２２、帰還回路２３、Ａ／Ｄ変換器２４からなってい
る。ＳＱＵＩＤアンプ２２は、センサ部２０のｄｃ−Ｓ
ＱＵＩＤの出力信号の増幅と、センサ部２０と信号処理
部２１の信号の分離が主な働きである。帰還回路２３を
設けて、アナログ出力の一部をセンサ部２０に帰還する
駆動を行い、システムの動作を安定化している。Ａ／Ｄ
変換器２４により帰還回路２３のアナログの出力をディ
ジタル出力として検出することもできる。
使った高感度磁気センサシステム回路について図１３で
説明する。センサ部２０には図９のｄｃ−ＳＱＵＩＤを
使用し、入力磁場を高感度に電圧に変換する。入力磁場
を検出するためのコイルは第１入力コイル１１に接続さ
れている。信号処理部２１の回路構成例は、図５，図８
のｄｃ−ＳＱＵＩＤ等を使った回路で、ＳＱＵＩＤアン
プ２２、帰還回路２３、Ａ／Ｄ変換器２４からなってい
る。ＳＱＵＩＤアンプ２２は、センサ部２０のｄｃ−Ｓ
ＱＵＩＤの出力信号の増幅と、センサ部２０と信号処理
部２１の信号の分離が主な働きである。帰還回路２３を
設けて、アナログ出力の一部をセンサ部２０に帰還する
駆動を行い、システムの動作を安定化している。Ａ／Ｄ
変換器２４により帰還回路２３のアナログの出力をディ
ジタル出力として検出することもできる。
【００１８】本実施例において、センサ部２０のｄｃ−
ＳＱＵＩＤは高感度な磁場の検出を目的としているた
め、ジョセフソン素子７の周辺のみ上下シールド層を設
けている。また信号処理部２１は外部信号をできるだけ
遮蔽するために、全体を上下シールド層を設ける構造に
している。このことにより、センサ部２０と信号処理部
２１のクロストークが無くなり、センサシステムの性能
が向上する。つまり上下シールド層を設けることで、外
部ノイズの遮蔽と自分自身から出る信号で周辺の回路に
影響を与えないようにできるという二つの効果がある。
ＳＱＵＩＤは高感度な磁場の検出を目的としているた
め、ジョセフソン素子７の周辺のみ上下シールド層を設
けている。また信号処理部２１は外部信号をできるだけ
遮蔽するために、全体を上下シールド層を設ける構造に
している。このことにより、センサ部２０と信号処理部
２１のクロストークが無くなり、センサシステムの性能
が向上する。つまり上下シールド層を設けることで、外
部ノイズの遮蔽と自分自身から出る信号で周辺の回路に
影響を与えないようにできるという二つの効果がある。
【００１９】以上いくつかの例を説明してきたが、超伝
導回路の用途、目的に応じて、上下シールド層の配置を
変えたり、各回路部でシールド層を独立に設けて分離す
ることが可能である。従って従来に比べ、より外部ノイ
ズに強く、クロストークの少ない回路システムの構成が
可能になる。また信号処理部２１の回路構成はいろいろ
な組合せがあり、全てを超伝導回路で製作しても、一部
を室温の回路で構成してもよい。
導回路の用途、目的に応じて、上下シールド層の配置を
変えたり、各回路部でシールド層を独立に設けて分離す
ることが可能である。従って従来に比べ、より外部ノイ
ズに強く、クロストークの少ない回路システムの構成が
可能になる。また信号処理部２１の回路構成はいろいろ
な組合せがあり、全てを超伝導回路で製作しても、一部
を室温の回路で構成してもよい。
【００２０】
【発明の効果】必要に応じて超伝導回路部の上下にシー
ルド層を設けるため、外部ノイズに強く、クロストーク
の少ない回路構成が可能になる。超伝導回路部が複数あ
る場合には、回路部のシールド部を他と分離すること
で、回路間のクロストークを減らすことが可能である。
超伝導回路部にジョセフソン素子を含む場合には、ジョ
セフソン素子が外部の電磁波ノイズや、磁場の影響を受
けやすいため、シールド層による効果は非常に大きい。
また設計により、シールド部をジョセフソン素子の周辺
部分だけに設けたい場合には、シールド層に超伝導薄膜
を用いることで、超伝導回路部の製作工程の前後に容易
に可能である。またフォトリソ工程をしようするため精
度良く製作できる。
ルド層を設けるため、外部ノイズに強く、クロストーク
の少ない回路構成が可能になる。超伝導回路部が複数あ
る場合には、回路部のシールド部を他と分離すること
で、回路間のクロストークを減らすことが可能である。
超伝導回路部にジョセフソン素子を含む場合には、ジョ
セフソン素子が外部の電磁波ノイズや、磁場の影響を受
けやすいため、シールド層による効果は非常に大きい。
また設計により、シールド部をジョセフソン素子の周辺
部分だけに設けたい場合には、シールド層に超伝導薄膜
を用いることで、超伝導回路部の製作工程の前後に容易
に可能である。またフォトリソ工程をしようするため精
度良く製作できる。
【図１】本発明の第１実施例の超伝導回路の断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の第１実施例の超伝導回路の平面図であ
る。
る。
【図３】従来の超伝導回路の断面図である。
【図４】従来のｄｃ−ＳＱＵＩＤの断面図である。
【図５】本発明を使ったｄｃ−ＳＱＵＩＤの第１例の平
面図である。
面図である。
【図６】本発明を使ったｄｃ−ＳＱＵＩＤの第１例の断
面図である。
面図である。
【図７】本発明を使ったｄｃ−ＳＱＵＩＤの第１例の等
価回路図である。
価回路図である。
【図８】本発明を使ったｄｃ−ＳＱＵＩＤの第２例の平
面図である。
面図である。
【図９】本発明を使ったｄｃ−ＳＱＵＩＤの第３例の平
面図である。
面図である。
【図１０】本発明の第２実施例の超伝導回路の断面図で
ある。
ある。
【図１１】本発明の第２実施例の超伝導回路の平面図で
ある。
ある。
【図１２】本発明を使った超伝導回路システム例であ
る。
る。
【図１３】本発明を使った高感度磁気センサシステム例
である。
である。
１ 上部シールド層 ２ 下部シールド層 ３ 超伝導回路部 ４ 絶縁層 ５ 配線 ６ 基板 ７ ジョセフソン素子 ８ シャント抵抗 ９ ダンピング抵抗 １０ ＳＱＵＩＤループ １１ 第１入力コイル １２ 第２入力コイル １３ バイアス電流 １４ コンタクト部 ２０ センサ部 ２１ 信号処理部 ２２ ＳＱＵＩＤアンプ ２３ 帰還回路 ２４Ａ／Ｄ変換器
Claims (4)
- 【請求項１】 超伝導体薄膜からなる超伝導回路部と、
下部シールド層と上部シールド層からなり、前記超伝導
回路部と前記上部、下部シールド層と少なくとも一部が
重なる構造をしたシールド付超伝導回路。 - 【請求項２】 前記超伝導回路部が複数あり、各回路部
の前記シールド部の少なくとも一つが他の回路部のシー
ルドと電気的に絶縁されたシールド付超伝導回路。 - 【請求項３】 前記超伝導回路部がジョセフソン接合を
含み、前記シールド部が超伝導薄膜でできている請求項
１記載のシールド付超伝導回路。 - 【請求項４】 前記シールド部を同電位にするためにシ
ールドの少なくとも一部で電気的に接続されている請求
項１記載のシールド付超伝導回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6047416A JPH07263761A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | シールド付超伝導回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6047416A JPH07263761A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | シールド付超伝導回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07263761A true JPH07263761A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=12774554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6047416A Pending JPH07263761A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | シールド付超伝導回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07263761A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1123723A (ja) * | 1997-06-27 | 1999-01-29 | Rikagaku Kenkyusho | 粒子線検出装置 |
| CN112074951A (zh) * | 2018-05-08 | 2020-12-11 | 国际商业机器公司 | 超导设备中pcb到芯片过渡的串扰减轻 |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP6047416A patent/JPH07263761A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1123723A (ja) * | 1997-06-27 | 1999-01-29 | Rikagaku Kenkyusho | 粒子線検出装置 |
| CN112074951A (zh) * | 2018-05-08 | 2020-12-11 | 国际商业机器公司 | 超导设备中pcb到芯片过渡的串扰减轻 |
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