JPH0378675A - Ｓｑｕｉｄ素子 - Google Patents
Ｓｑｕｉｄ素子Info
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- JPH0378675A JPH0378675A JP1215205A JP21520589A JPH0378675A JP H0378675 A JPH0378675 A JP H0378675A JP 1215205 A JP1215205 A JP 1215205A JP 21520589 A JP21520589 A JP 21520589A JP H0378675 A JPH0378675 A JP H0378675A
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- Japan
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- thin film
- ring
- substrate
- squid
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Landscapes
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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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は高温超電導薄膜を用いたＳＱＵＩＤ素子に関す
る。
る。
なお、本発明のＳＱＵＩＤ素子は、例えば生体の肺や心
臓等における磁気の検出、金属疲労や金属腐食等を検査
する材料試験、更には資源探査、あるいは地震予知等の
、極めて微弱な磁気の検出に適用することができる。
臓等における磁気の検出、金属疲労や金属腐食等を検査
する材料試験、更には資源探査、あるいは地震予知等の
、極めて微弱な磁気の検出に適用することができる。
〈従来の技術〉
ＹＢＣＯに代表される高温超電導薄膜を用いたＳＱＵＩ
Ｄ素子関しては、既に多くの報告がなされているが、そ
のジョセフソン接合はいずれも実質的に粒界接合であり
、粒界部分での臨界電流密度が小さいことを利用して、
弱結合部たるジョセフソン接合を得ている。
Ｄ素子関しては、既に多くの報告がなされているが、そ
のジョセフソン接合はいずれも実質的に粒界接合であり
、粒界部分での臨界電流密度が小さいことを利用して、
弱結合部たるジョセフソン接合を得ている。
このことから、従来すでに発表されている高温超電導薄
膜製のＳＱＵＩＤ素子では、高温超電導体の多結晶薄膜
をパターニングすることによって、超電導リングとジョ
セフソン接合部を得ている。
膜製のＳＱＵＩＤ素子では、高温超電導体の多結晶薄膜
をパターニングすることによって、超電導リングとジョ
セフソン接合部を得ている。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、高温超電導薄膜では、粒界が存在するとその
部分から薄膜内に磁束が侵入する。
部分から薄膜内に磁束が侵入する。
従って、上記のような従来の高温超電導薄膜を用いたＳ
ＱＵＩＤ素子によれば、超電導リング部分にも磁束が侵
入することになり、その結果、磁場−出力電圧特性が安
定せず、ヒステリシス等が存在する。
ＱＵＩＤ素子によれば、超電導リング部分にも磁束が侵
入することになり、その結果、磁場−出力電圧特性が安
定せず、ヒステリシス等が存在する。
く課題を解決するための手段〉
本発明はより安定した動作を行うことのできる高温超電
導薄膜製のＳＱＵＩＤ素子を得るためになされたもので
、その構成を実施例に対応する第１図を参照しつつ説明
すると、本発明では、基板１の一方の面に、高温超電導
体の粒界接合を利用したジョセフソン接合２ａを含む所
定パターンの薄膜ＳＱＵＩＤリング２を形成し、その基
板１の他方の面には、ジョセフソン接合２ａに対応する
箇所を除いて、上記のＳＱＵ Ｉ Ｄリング２のパター
ンと同じパターンで、ＳＱＵＩＤリング２を形成する薄
膜よりも高い臨界電流値を有する高温超電導３膜３を形
成している。
導薄膜製のＳＱＵＩＤ素子を得るためになされたもので
、その構成を実施例に対応する第１図を参照しつつ説明
すると、本発明では、基板１の一方の面に、高温超電導
体の粒界接合を利用したジョセフソン接合２ａを含む所
定パターンの薄膜ＳＱＵＩＤリング２を形成し、その基
板１の他方の面には、ジョセフソン接合２ａに対応する
箇所を除いて、上記のＳＱＵ Ｉ Ｄリング２のパター
ンと同じパターンで、ＳＱＵＩＤリング２を形成する薄
膜よりも高い臨界電流値を有する高温超電導３膜３を形
成している。
〈作用〉
ジョセフソン接合２ａを除いた５ＱｔＪＩＤ２の超電導
リング部２ｂは、これと同じパターンでその裏面に形成
された高温超電導薄膜３によってシールドされ、磁束の
侵入が阻止される。
リング部２ｂは、これと同じパターンでその裏面に形成
された高温超電導薄膜３によってシールドされ、磁束の
侵入が阻止される。
〈実施例〉
第１図は本発明実施例の構成を示す図で、（ａ）は表面
図、（ｂ）は裏面図、（Ｃ）は側面図である。
図、（ｂ）は裏面図、（Ｃ）は側面図である。
Ｍｇ０（１００）製の基板１の表面には、ＹＢＣＯ高温
超電導薄膜をバターニングして超電導リング部２ｂの一
部にジョセフソン接合２ａを持つＳＱＵＩＤリング２が
形成されている。
超電導薄膜をバターニングして超電導リング部２ｂの一
部にジョセフソン接合２ａを持つＳＱＵＩＤリング２が
形成されている。
このＳＱＵＩＤリング２を形成する高温超電導薄膜は、
第２図にそのジョセフソン接合２ａ近傍の拡大図を模式
的に示すように、粒界Ｉを持つ多結晶膜であって、その
結晶粒径はジョセフソン接合２ａの幅と長さにオーダー
的にほぼ等しい大きさを持っている。
第２図にそのジョセフソン接合２ａ近傍の拡大図を模式
的に示すように、粒界Ｉを持つ多結晶膜であって、その
結晶粒径はジョセフソン接合２ａの幅と長さにオーダー
的にほぼ等しい大きさを持っている。
基板１の裏面には、ＳＱＵＩＤリング２とほぼ同一のパ
ターンを持つＹＢＣＯ高温超電導薄膜３が形成されてい
る。裏面の高温超電導薄膜３のパターンが表面のＳＱＵ
ＩＤリング２のパターンと相違する点は、第３図に示す
ように、ＳＱＵＩＤリング２のジョセフソン接合２ａに
対応する箇所には製膜されていない点である。
ターンを持つＹＢＣＯ高温超電導薄膜３が形成されてい
る。裏面の高温超電導薄膜３のパターンが表面のＳＱＵ
ＩＤリング２のパターンと相違する点は、第３図に示す
ように、ＳＱＵＩＤリング２のジョセフソン接合２ａに
対応する箇所には製膜されていない点である。
そして、この高温超電導薄膜３は粒界の殆ど存在しない
実質的に単結晶膜であって、ＳＱＵＩＤリング２を形成
する超電導薄膜よりも高い臨界電流密度を持っている。
実質的に単結晶膜であって、ＳＱＵＩＤリング２を形成
する超電導薄膜よりも高い臨界電流密度を持っている。
以上のような構造によれば、ＳＱＵＩＤリング２の超電
導リング部２ｂは、その裏面にこれと同一パターンで形
成された臨界電流密度の高い、かつ、粒界の存在しない
高温超電導薄膜３によって磁気シールドされることにな
り、超電導リング部２ｂが臨界電流密度の低い多結晶薄
膜であっても、ここに磁束が侵入することがない。
導リング部２ｂは、その裏面にこれと同一パターンで形
成された臨界電流密度の高い、かつ、粒界の存在しない
高温超電導薄膜３によって磁気シールドされることにな
り、超電導リング部２ｂが臨界電流密度の低い多結晶薄
膜であっても、ここに磁束が侵入することがない。
次に以上の本発明実施例の製法を説明する。
まず、両面研磨した基板１を用意し、基板１を加熱せず
にその表面にＲＦマグネトロンスパッタによりＹＢＣＯ
薄膜を製膜する。
にその表面にＲＦマグネトロンスパッタによりＹＢＣＯ
薄膜を製膜する。
その後、基板１を加熱しながらＲＦマグネトロンスパッ
タを行うことによって、裏面側にＹＢＣＯのアズグロウ
ン膜を製膜する。
タを行うことによって、裏面側にＹＢＣＯのアズグロウ
ン膜を製膜する。
次いで両面にＹＢＣｏ薄膜が製膜された基板１をアニー
ルすることによって、表面側のＹＢＣＯ薄膜を結晶化し
てこれに粒界を作成する。つまり、裏面にＹＢＣＯのボ
ストアニール膜を得るわけである。
ルすることによって、表面側のＹＢＣＯ薄膜を結晶化し
てこれに粒界を作成する。つまり、裏面にＹＢＣＯのボ
ストアニール膜を得るわけである。
次に、両面のＹＢＣＯ薄膜上にフォトレジストを塗布し
、フォトリソ工程によって表裏両面に第１図に示すパタ
ーンを残してレジストを除去する。
、フォトリソ工程によって表裏両面に第１図に示すパタ
ーンを残してレジストを除去する。
このとき、表裏両面のパターンの位置合わせを考慮した
露光を行う必要があるが、これは、両面同時露光装置を
用い、あらかじめダミーウェハで上下のフォトマスクの
位置合わせをしておくことによって可能である。
露光を行う必要があるが、これは、両面同時露光装置を
用い、あらかじめダミーウェハで上下のフォトマスクの
位置合わせをしておくことによって可能である。
そして、現像によって残されたレジスト膜をマスクとし
て、ドライエツチング（特にＡｒイオンエツチングがベ
スト）によって第１図に示した構造の素子を得る。
て、ドライエツチング（特にＡｒイオンエツチングがベ
スト）によって第１図に示した構造の素子を得る。
なお、以上の工程において、表裏両面のパターニングの
後にアニールを行ってもよい。
後にアニールを行ってもよい。
また、本発明では、基板１は必ずしも一枚でなくてもよ
く、異なる基板に粒界ＳＱＵＩＤリング２とシールド体
である高温超電導薄膜３を別々に作成して、位置合わせ
をして貼り合わせてもよい。
く、異なる基板に粒界ＳＱＵＩＤリング２とシールド体
である高温超電導薄膜３を別々に作成して、位置合わせ
をして貼り合わせてもよい。
更に、ＳＱＵＩＤリング２とそのシールド体である高温
超電導薄膜３は、ＹＢＣＯ薄膜に限らず、他の高温超電
導薄膜であってもよいことは勿論であり、基板１の材料
はＭｇＯのほか、ＳｒＴｉＯ３等、使用する高温超電導
薄膜の成長が可能な任意のものを使用できることは言う
までもない。
超電導薄膜３は、ＹＢＣＯ薄膜に限らず、他の高温超電
導薄膜であってもよいことは勿論であり、基板１の材料
はＭｇＯのほか、ＳｒＴｉＯ３等、使用する高温超電導
薄膜の成長が可能な任意のものを使用できることは言う
までもない。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、高温超電導薄膜
の粒界を利用したジョセフソン接合を有するＳＱＵＩＤ
リングが形成された基板の裏面に、そのジョセフソン接
合部分を除く超電導リング部と等しいパターンで、ＳＱ
ＵＩＤリングを構成する超電導薄膜よりも臨界電流密度
の高い、換言すれば磁束の侵入しにくい超電導薄膜を形
成したので、ＳＱＵＩＤリングの超電導リング部はその
裏面の高温超電導薄膜によって磁気シールドされ、ここ
に磁束が侵入することがなくなり、動作の安定した高性
能のＳＱＵＩＤ素子が得られる。
の粒界を利用したジョセフソン接合を有するＳＱＵＩＤ
リングが形成された基板の裏面に、そのジョセフソン接
合部分を除く超電導リング部と等しいパターンで、ＳＱ
ＵＩＤリングを構成する超電導薄膜よりも臨界電流密度
の高い、換言すれば磁束の侵入しにくい超電導薄膜を形
成したので、ＳＱＵＩＤリングの超電導リング部はその
裏面の高温超電導薄膜によって磁気シールドされ、ここ
に磁束が侵入することがなくなり、動作の安定した高性
能のＳＱＵＩＤ素子が得られる。
第１図は本発明実施例の構成図で、（ａ）は表面図、（
ｂ）は裏面図、（Ｃ）は側面図である。第２図はその本
発明実施例のＳＱＵＩＤリング２の近傍の模式的拡大図
、第３図は同じく本発明実施例のジョセフソン接合２ａ
の真下部分近傍の裏面の高温超電導薄膜３の拡大図であ
る。 １・・・・基板 ２・・・・ＳＱＵＩＤリング ２ａ・・・・ジョセフソン接合 ２ｂ・・・・超電導リング ３・・・・高温超電導薄膜 ■・・・・粒界
ｂ）は裏面図、（Ｃ）は側面図である。第２図はその本
発明実施例のＳＱＵＩＤリング２の近傍の模式的拡大図
、第３図は同じく本発明実施例のジョセフソン接合２ａ
の真下部分近傍の裏面の高温超電導薄膜３の拡大図であ
る。 １・・・・基板 ２・・・・ＳＱＵＩＤリング ２ａ・・・・ジョセフソン接合 ２ｂ・・・・超電導リング ３・・・・高温超電導薄膜 ■・・・・粒界
Claims (1)
- 基板の一方の面に、高温超電導体の粒界接合を利用した
ジョセフソン接合を含む所定パターンの薄膜ＳＱＵＩＤ
リングが形成され、その基板の他方の面には、上記ジョ
セフソン接合に対応する箇所を除いて、上記パターンと
同じパターンで、上記薄膜よりも高い臨界電流値を有す
る高温超電導薄膜が形成されてなる、ＳＱＵＩＤ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1215205A JPH0675101B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Ｓｑｕｉｄ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1215205A JPH0675101B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Ｓｑｕｉｄ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0378675A true JPH0378675A (ja) | 1991-04-03 |
| JPH0675101B2 JPH0675101B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=16668434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1215205A Expired - Fee Related JPH0675101B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Ｓｑｕｉｄ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0675101B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007153295A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-21 | Taku Kato | 階段昇降補助機構付き台車 |
| WO2010122733A1 (ja) * | 2009-04-23 | 2010-10-28 | 国立大学法人 豊橋技術科学大学 | Ｓｑｕｉｄ磁気センサ |
-
1989
- 1989-08-21 JP JP1215205A patent/JPH0675101B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007153295A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-21 | Taku Kato | 階段昇降補助機構付き台車 |
| WO2010122733A1 (ja) * | 2009-04-23 | 2010-10-28 | 国立大学法人 豊橋技術科学大学 | Ｓｑｕｉｄ磁気センサ |
| US20120053059A1 (en) * | 2009-04-23 | 2012-03-01 | National University Corporation Toyohashi University Of Technology | Squid magnetic sensor |
| US8548542B2 (en) | 2009-04-23 | 2013-10-01 | National University Corporation, Toyohashi University Of Technology | SQUID magnetic sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0675101B2 (ja) | 1994-09-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |