JPS63124585A - 磁界結合型ジヨセフソン集積回路 - Google Patents
磁界結合型ジヨセフソン集積回路Info
- Publication number
- JPS63124585A JPS63124585A JP61272092A JP27209286A JPS63124585A JP S63124585 A JPS63124585 A JP S63124585A JP 61272092 A JP61272092 A JP 61272092A JP 27209286 A JP27209286 A JP 27209286A JP S63124585 A JPS63124585 A JP S63124585A
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- Japan
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- josephson
- magnetic
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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】
〔概要〕
ジョセフソン集積回路において、超伝導体のグランドプ
レーンにより磁気遮蔽をして多層構造とする場合、磁界
結合型ジョセフソン素子が２つのグランドプレーン間に
挾まれると、制御線の磁界感度が低下する。この対策と
して磁界結合型ジョセフソン素子、例えば量子干渉型ジ
ョセフソン素子の磁界結合用のインダクタンスループを
並列に２つ設け、その間に制御線を配置した構造を提起
する。
レーンにより磁気遮蔽をして多層構造とする場合、磁界
結合型ジョセフソン素子が２つのグランドプレーン間に
挾まれると、制御線の磁界感度が低下する。この対策と
して磁界結合型ジョセフソン素子、例えば量子干渉型ジ
ョセフソン素子の磁界結合用のインダクタンスループを
並列に２つ設け、その間に制御線を配置した構造を提起
する。
本発明は多層化に際し、制御線の磁界感度の低下を防止
した構造を有する磁界結合型ジョセフソン集積回路に関
する。
した構造を有する磁界結合型ジョセフソン集積回路に関
する。
ジョセフソン素子を用いた論理回路、メモリ回路、その
他のディジタル、アナログ回路において、磁界結合型ジ
ョセフソン素子を集積化し、さらに多層構造を採用した
３次元集積回路の研究が行われている。
他のディジタル、アナログ回路において、磁界結合型ジ
ョセフソン素子を集積化し、さらに多層構造を採用した
３次元集積回路の研究が行われている。
ジョセフソン素子を多層構造に集積化する場合、磁場の
漏れと、配線のインダクタンスの増大を避けるために、
グランドプレーンは単層の場合以上に重要となる。
漏れと、配線のインダクタンスの増大を避けるために、
グランドプレーンは単層の場合以上に重要となる。
多層構造の場合、ジョセフソン素子はグランドプレーン
間に挟まれる構造となるために、磁界感度の低下をとも
ない、これを避ける対策が必要となる。
間に挟まれる構造となるために、磁界感度の低下をとも
ない、これを避ける対策が必要となる。
第４図（１）〜（３）はそれぞれ従来の磁界結合型ジョ
セフソン集積回路の斜視図、等価回路図および断面図で
ある。
セフソン集積回路の斜視図、等価回路図および断面図で
ある。
図は磁界結合型ジョセフソン素子の一例として２接合量
子干渉型ジョセフソン素子を示す。
子干渉型ジョセフソン素子を示す。
図において、基部電極３は対向電極４との間にジョセフ
ソン接合５．５Ａを形成し、かつ磁界結合用のインダク
タンスループとして用い、基部電極３−ジョセフソン接
合５一対向電極４−ジョセフソン接合５ａ−ｉ部電極３
とループを構成する。
ソン接合５．５Ａを形成し、かつ磁界結合用のインダク
タンスループとして用い、基部電極３−ジョセフソン接
合５一対向電極４−ジョセフソン接合５ａ−ｉ部電極３
とループを構成する。
インダクタンスループ３に近接して制御線６が配置され
る。
る。
基部電極３、対向電極４は超伝導体、例えばニオブ（Ｎ
ｂ）等よりなり、また、ジョセフソン接合５は薄いアル
ミナ膜により形成されている。
ｂ）等よりなり、また、ジョセフソン接合５は薄いアル
ミナ膜により形成されている。
また、各々の超伝導体層の層間を絶縁する絶縁層８．９
．１０は二酸化珪素（Ｓｉｎｇ）をスパックリング、ま
たは−酸化珪素（Ｓｉｎ）を蒸着して形成される。
．１０は二酸化珪素（Ｓｉｎｇ）をスパックリング、ま
たは−酸化珪素（Ｓｉｎ）を蒸着して形成される。
これまでは多層化の試みは殆どされていないので、従来
は第４図（３）に示される第２のグランドプレーン２を
用いないで、下側の第１のグランドプレーン１のみを用
いていた。
は第４図（３）に示される第２のグランドプレーン２を
用いないで、下側の第１のグランドプレーン１のみを用
いていた。
ところが、多層化のために第２のグランドプレーン２を
設けると、後述の作用の項で説明するように、制御線６
に流れる電流は上下両方に略半々に流れるため、ループ
に流れるイメージ電流も半分になり、磁界感度はおおよ
そ半分に低下してしまう。
設けると、後述の作用の項で説明するように、制御線６
に流れる電流は上下両方に略半々に流れるため、ループ
に流れるイメージ電流も半分になり、磁界感度はおおよ
そ半分に低下してしまう。
多層化のためにグランドプレーンを磁界結合型ジョセフ
ソン素子の上下に形成すると、磁界感度が低下する。
ソン素子の上下に形成すると、磁界感度が低下する。
上記問題点の解決は、２つの超伝導体よりなるグランド
プレーン間に絶縁層を介して、ジョセフソン接合を有す
る第１の超伝導ループと、磁場発生用の制御線と、該ジ
ョセフソン接合を共有して該第１の超伝導ループに並列
に接続された第２の超伝導ループとが順次重なるように
、それぞれ絶縁層を介して配置されてなるｙｉ！磁界結
合型ジョセフソン素子を有する磁界結合型ジョセフソン
集積回路により達成される。
プレーン間に絶縁層を介して、ジョセフソン接合を有す
る第１の超伝導ループと、磁場発生用の制御線と、該ジ
ョセフソン接合を共有して該第１の超伝導ループに並列
に接続された第２の超伝導ループとが順次重なるように
、それぞれ絶縁層を介して配置されてなるｙｉ！磁界結
合型ジョセフソン素子を有する磁界結合型ジョセフソン
集積回路により達成される。
磁界磁界結合型ジョセフソン素子が多層構造に形成され
る場合には、２つのグランドプレーン間にジョセフソン
素子が挟まれる構造となるため本発明が特に必要となる
。
る場合には、２つのグランドプレーン間にジョセフソン
素子が挟まれる構造となるため本発明が特に必要となる
。
本発明は上下にグランドプレーンがあると、制御線に流
れるイメージ電流は上下に２分されるため、制御線の上
側にもインダクタンスループを並列に設けて磁界感度の
低下を避けるようにしたものである。
れるイメージ電流は上下に２分されるため、制御線の上
側にもインダクタンスループを並列に設けて磁界感度の
低下を避けるようにしたものである。
第３図（１）〜（３）は本発明の詳細な説明する集積回
路の断面図である。
路の断面図である。
図において、
（１）はグランドプレーンが片側のみにある従来例、（
２）はグランドプレーンが両側にある従来例、（３）は
グランドプレーンが両側にある本発明を示す。
２）はグランドプレーンが両側にある従来例、（３）は
グランドプレーンが両側にある本発明を示す。
図示される○の中のコーと・は通常の電流方向を示す記
号で、＋は紙面より背後、・は紙面より手前の方向であ
る。
号で、＋は紙面より背後、・は紙面より手前の方向であ
る。
また、点線で囲んだ部分が量子干渉素子のループ部分で
、ここにつくられる磁界が問題となる。
、ここにつくられる磁界が問題となる。
いま、ループの線幅をし１、制御線に流れる電流をＩと
すると、磁界Ｆ１は （１１では、イメージ電流がループの下側のみに流れる
ために Ｈ＝Ｔ／匈。
すると、磁界Ｆ１は （１１では、イメージ電流がループの下側のみに流れる
ために Ｈ＝Ｔ／匈。
となる。
（２）では、イメージ電流がループの上下に２分して流
れるため、 ＋Ｉ ＝ Ｉ／２Ｗ 。
れるため、 ＋Ｉ ＝ Ｉ／２Ｗ 。
と半分に低下してしまう。
（３）では、ループが上下にあるため、両方を合算して
、 Ｈ＝ Ｉ／Ｗ 。
、 Ｈ＝ Ｉ／Ｗ 。
となり、（１１と同じになる。
第１図（１）〜（３）はそれぞれ本発明の磁界結合型ジ
ョセフソン集積回路の斜視図、等価回路図および断面図
である。
ョセフソン集積回路の斜視図、等価回路図および断面図
である。
図は従来例と対比して磁界結合型ジョセフソン素子の一
例として２接合量子干渉型ジョセフソン素子を示す。
例として２接合量子干渉型ジョセフソン素子を示す。
本発明では従来例のインダクタンスループ３に追加して
、これに並列に第２のインダクタンスループ７が接続さ
れる。２木のインダクタンスループが１本の制御線６を
共有している。
、これに並列に第２のインダクタンスループ７が接続さ
れる。２木のインダクタンスループが１本の制御線６を
共有している。
なお、１０は追加された絶！！層である。
実施例では、制御線を１本としたが、多数本にすること
は勿論可能である。
は勿論可能である。
また、実施例では２接合因子干渉素子を用いたが、これ
の代わりに１接合量子干渉素子、３接合量子干渉素子、
・・・等であってもよい。
の代わりに１接合量子干渉素子、３接合量子干渉素子、
・・・等であってもよい。
第２図は本発明のジョセフソン素子を多層化した構造を
有するる集積回路の断面図である。
有するる集積回路の断面図である。
図において、グランドプレーン２１．２２．２３の各々
の間に本発明の素子２４．２５と２６．２７が形成され
ている。
の間に本発明の素子２４．２５と２６．２７が形成され
ている。
以上詳細に説明したように本発明によれば、磁界結合型
ジョセフソン素子を多層化する際、磁界感度を１層のと
きと同一に保つことができる。
ジョセフソン素子を多層化する際、磁界感度を１層のと
きと同一に保つことができる。
従って、高集積、高性能のジョセフソン集積回路が実現
できる。
できる。
第１図（１）〜（３）はそれぞれ本発明の磁界結合型ジ
ョセフソン集積回路の斜視図、等価回路図および断面図
、 第２図は本発明のジョセフソン素子を多層化した構造を
有するｌ集積回路の断面図、 第３図（１）〜（３）は本発明の詳細な説明する集積回
路の断面図、 第４図（１）〜（３）はそれぞれ従来の磁界結合型ジョ
セフソン集積回路の斜視図、等価回路図および断面図で
ある。 図において、 １は第１のグランドプレーン、 ２は第２のグランドプレーン、 ３は基部電極 （第１のインダクタンスループ）、 ４は対向電極、 ５．５Ａはジョセフソン接合、 ６は制御線、 ７は第２のインダクタンスループ、 ８〜１０は絶８ｉ層 本発明Ｑ剖覗１．瀉楊回塾図、折笥圓 第１ 目 乙へ声。□ ・−二に箕 ・−＝：に （ハ促釆 （２し突釆 （３）参発明
不発明１之明すう断面図 ネ３図
ョセフソン集積回路の斜視図、等価回路図および断面図
、 第２図は本発明のジョセフソン素子を多層化した構造を
有するｌ集積回路の断面図、 第３図（１）〜（３）は本発明の詳細な説明する集積回
路の断面図、 第４図（１）〜（３）はそれぞれ従来の磁界結合型ジョ
セフソン集積回路の斜視図、等価回路図および断面図で
ある。 図において、 １は第１のグランドプレーン、 ２は第２のグランドプレーン、 ３は基部電極 （第１のインダクタンスループ）、 ４は対向電極、 ５．５Ａはジョセフソン接合、 ６は制御線、 ７は第２のインダクタンスループ、 ８〜１０は絶８ｉ層 本発明Ｑ剖覗１．瀉楊回塾図、折笥圓 第１ 目 乙へ声。□ ・−二に箕 ・−＝：に （ハ促釆 （２し突釆 （３）参発明
不発明１之明すう断面図 ネ３図
Claims (2)
- （１）２つの超伝導体よりなるグランドプレーン間に絶
縁層を介して、 ジョセフソン接合を有する第１の超伝導ループと、磁場
発生用の制御線と、該ジョセフソン接合を共有して該第
１の超伝導ループに並列に接続された第２の超伝導ルー
プとが順次重なるように、それぞれ絶縁層を介して配置
されてなる磁界結合型ジョセフソン素子を有する ことを特徴とする磁界結合型ジョセフソン集積回路。 - （２）前記磁界結合型ジョセフソン素子が多層構造に形
成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の磁界結合型ジョセフソン集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61272092A JPH0719920B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | 磁界結合型ジヨセフソン集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61272092A JPH0719920B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | 磁界結合型ジヨセフソン集積回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63124585A true JPS63124585A (ja) | 1988-05-28 |
| JPH0719920B2 JPH0719920B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=17508968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61272092A Expired - Lifetime JPH0719920B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | 磁界結合型ジヨセフソン集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0719920B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7687938B2 (en) * | 2006-12-01 | 2010-03-30 | D-Wave Systems Inc. | Superconducting shielding for use with an integrated circuit for quantum computing |
| US12598922B2 (en) | 2020-01-17 | 2026-04-07 | D-Wave Systems Inc. | Systems and methods for fabricating superconducting integrated circuits |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5889878A (ja) * | 1981-11-21 | 1983-05-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導回路装置 |
| JPS61255077A (ja) * | 1985-05-07 | 1986-11-12 | Nec Corp | 超伝導量子干渉計ゲ−ト |
-
1986
- 1986-11-14 JP JP61272092A patent/JPH0719920B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5889878A (ja) * | 1981-11-21 | 1983-05-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導回路装置 |
| JPS61255077A (ja) * | 1985-05-07 | 1986-11-12 | Nec Corp | 超伝導量子干渉計ゲ−ト |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7687938B2 (en) * | 2006-12-01 | 2010-03-30 | D-Wave Systems Inc. | Superconducting shielding for use with an integrated circuit for quantum computing |
| US8247799B2 (en) | 2006-12-01 | 2012-08-21 | D-Wave Systems Inc. | Superconducting shielding for use with an integrated circuit for quantum computing |
| US12598922B2 (en) | 2020-01-17 | 2026-04-07 | D-Wave Systems Inc. | Systems and methods for fabricating superconducting integrated circuits |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0719920B2 (ja) | 1995-03-06 |
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