(57)【要約】【課題】  ＦＩＢ装置により微小に作製しうるＳＱＵＩＤおよびその製法を提供する。【解決手段】  本発明のある態様では、タングステンを主成分とする超伝導配線によるリング配線径路１００がＦＩＢ−ＣＶＤ法により形成され、次いで超伝導配線をＦＩＢ法により狭窄してジョセフソン接合部１２０Ａ、１２０Ｂが設けられる超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）およびその製造方法が提供される。基体７０の表面７２のうちＳＱＵＩＤによる磁気測定動作を障害する位置の少なくともいずれかに超伝導転移性物質が付着する場合には例えばＦＩＢ法により除去される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の表面上または該表面の上方に、タングステンを主成分とする超伝導配線によるリング配線径路を備えており、
前記リング配線径路の途中には、前記超伝導配線の少なくとも一部が狭窄されたジョセフソン接合部が設けられており、
前記超伝導配線が収束イオンビーム−化学気相成長（ＦＩＢ−ＣＶＤ）法により形成されたものであり、
前記ジョセフソン接合部が収束イオンビーム（ＦＩＢ）法により前記超伝導配線の前記少なくとも一部を狭窄して形成したものである、超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）。
【請求項２】
前記基体の前記表面のうち前記ＳＱＵＩＤによる磁気測定動作を障害する位置の少なくともいずれかにおいて超伝導転移性物質が除去されており、ここで、該超伝導転移性物質は、前記ＳＱＵＩＤを動作させる条件で超伝導状態となりうる物質である、請求項１に記載のＳＱＵＩＤ。
【請求項３】
前記リング配線径路が前記ジョセフソン接合部を少なくとも二つの位置に備えており、
前記ジョセフソン接合部は、ＦＩＢ法のビーム照射点により前記リング配線径路の前記少なくとも二つの位置をひと続きに走査することによって形成されたものである、請求項１に記載のＳＱＵＩＤ。
【請求項４】
前記超伝導配線の前記リング配線径路は、
少なくとも一部が前記基体の表面に接して配置された前記超伝導体配線の材質による第１の厚みを持つ第１部分配線と、
前記基体の表面上または該表面の上方に配置された前記超伝導体配線の材質による前記第１の厚みより厚い第２の厚みを持つ第２部分配線と
を備えるものであり、
前記第１部分配線と前記第２部分配線とがともに前記リング配線の部分をなしており、
前記ジョセフソン接合部は前記基体の表面に接している前記第１部分配線の位置のいずれかに、ＦＩＢ法のビーム照射点の走査により形成されたものである、請求項１に記載のＳＱＵＩＤ。
【請求項５】
前記リング配線径路は、
前記基体の前記表面に接して前記リング配線径路の一部をなしており、前記ジョセフソン接合部が設けられている基体表面上径路と、
前記表面に接触せずに前記リング配線径路の他の一部をなす空中径路と
を含むものである、請求項１に記載のＳＱＵＩＤ。
【請求項６】
基体の表面上または該表面の上方に、タングステンを主成分とする超伝導体薄膜によるリング配線径路を形成する超伝導配線形成工程と、
前記リング配線径路の途中に、前記超伝導配線の少なくとも一部を狭窄した形状にしてジョセフソン接合部を形成する狭窄加工工程と
を含み、
前記超伝導配線形成工程が収束イオンビーム−化学気相成長（ＦＩＢ−ＣＶＤ）法を前記リング配線径路の形成に利用するものであり、
前記狭窄加工工程が収束イオンビーム（ＦＩＢ）法を前記ジョセフソン接合部の形成に利用するものである
超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）の製造方法。
【請求項７】
前記基体の前記表面のうち前記ＳＱＵＩＤによる磁気測定動作を障害する位置の少なくともいずれかにおいて超伝導転移性物質を除去する短絡物質除去工程
を前記ＳＱＵＩＤの完成までのいずれかの段階にさらに含み、
ここで、前記超伝導転移性物質は、前記ＳＱＵＩＤを動作させる条件で超伝導状態となりうる物質である、請求項６に記載のＳＱＵＩＤの製造方法。
【請求項８】
前記短絡物質除去工程が前記超伝導転移性物質をＦＩＢ法により除去する工程である、請求項７に記載のＳＱＵＩＤの製造方法。
【請求項９】
前記短絡物質除去工程はイオン化されたガスを前記基体の前記表面に向けて衝突させるスパッタクリーニング法により前記超伝導転移性物質を除去する工程である、請求項７に記載のＳＱＵＩＤの製造方法。
【請求項１０】
前記リング配線径路が前記ジョセフソン接合部を少なくとも二つの位置に備えたものであり、
前記狭窄加工工程は、ＦＩＢ法のビーム照射点により前記リング配線径路の前記少なくとも二つの位置をひと続きに走査することにより前記ジョセフソン接合部を形成するものである、請求項６に記載のＳＱＵＩＤの製造方法。
【請求項１１】
前記超伝導配線形成工程は、
前記超伝導体配線の材質による第１部分配線を、その少なくとも一部を前記基体の表面に接し第１の厚みを持つように形成する第１部分配線形成工程と、
前超伝導体配線の材質による第２部分配線を、前記基体の表面上または該表面の上方に前記第１の厚みより厚い第２の厚みを持つように形成する第２部分配線形成工程と
を含むものであり、
前記第１部分配線と前記第２部分配線とがともに前記リング配線の部分をなしており、
前記狭窄加工工程は、前記基体の表面に接している前記第１部分配線の位置のいずれかを、ＦＩＢ法のビーム照射点を走査させて前記ジョセフソン接合部を形成するものである、請求項６に記載のＳＱＵＩＤの製造方法。
【請求項１２】
被処理加工物たる前記基体が前記超伝導配線形成工程と前記狭窄加工工程の間に収束イオンビーム形成装置の加工チェンバーから取出されずに実行される、請求項６に記載のＳＱＵＩＤの製造方法。
【請求項１３】
前記超伝導配線形成工程は、
前記基体の前記表面に接して前記リング配線径路の一部をなしており、前記ジョセフソン接合部が設けられている基体表面上径路を形成する工程と、
前記表面に接触せずに前記リング配線径路の他の一部をなす空中径路を形成する工程と
を含むものである、請求項６に記載のＳＱＵＩＤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）およびその製造方法に関する。さらに詳細には、本発明はＦＩＢ装置により作製されるＳＱＵＩＤおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超伝導量子干渉素子（superconducting quantum interference device; ＳＱＵＩＤ）が磁気センサのために用いられている。ＳＱＵＩＤはジョセフソン接合を挟む両側での超伝導状態の電子の位相差を検出することにより磁気測定を行いうる素子であり、超伝導材料で形成されたループ状のリング配線径路にジョセフソン接合を設け、当該リング配線径路を貫く測定対象の磁束により超伝導状態の電子の位相変化を電気的に検出できるように作製される。比較的高精度な磁気センサであるＳＱＵＩＤの適用が試行されるものの一つが、微小物体のごく近傍を対象とする磁気計測である。例えばμｍ程度のサイズを持つ微小物体の近傍で磁束を高い精度で測定することができれば、大きな結晶を作製しにくい物体であっても磁気的性質の調査対象となり、有用な知見がもたらされる。
【０００３】
タングステンを含有する材質の薄膜には、超伝導転移温度Ｔｃが１Ｋ（ケルビン）に満たないタングステン単体のバルク材料に比べ、高温で超伝導状態となりうるものが報告されている（非特許文献１）。当該薄膜では５Ｋ程度のＴＣが観察されている。この物質は、タングステンと炭素等を構成元素に含むものであるが、物質の詳細な性質は解明途上である。なお、本出願では、単にタングステンを主成分に含む超伝導材料を特定するためには、「Ｗ系超伝導材料」との表現を使用する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】E. S. Sadki, S. Ooi, and K. Hirata, "Focused-ion-beam-induced deposition of superconducting nanowires", Applied Physics Letters 85, 6206 (2004), http://dx.doi.org/10.1063/1.1842367
【非特許文献２】Jun Dai et al., "Direct fabrication of a W-C SNS Josephson junction using focused-ion-beam chemical vapour deposition", J. Micromech. Microeng. 24 055015 (2014), doi:10.1088/0960-1317/24/5/055015
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願の発明者は、タングステンを主成分とする超伝導材料（Ｗ系超伝導材料）の薄膜を成膜する手法のために、ＦＩＢ−ＣＶＤ（収束イオンビーム−化学気相成長）法に注目した。非特許文献２にて報告されるように、Ｗ系超伝導材料からＳＱＵＩＤを作製するためにＦＩＢ−ＣＶＤ法を採用すれば、超伝導配線によるリング配線径路を形成する際のパターニングが容易となる。なお、ＦＩＢ−ＣＶＤ法は、精密加工法の一つであるＦＩＢ（収束イオンビーム）法においてＭＯＣＶＤ等の化学気相成長法と類似の成膜を行うものであり、前駆体ガスまたは原料ガスから成膜を行う手法である。ＦＩＢ−ＣＶＤ法では、イオンビームによりエネルギーを付与された成膜ガスの成分が何らかの基体やその上の何らかの膜に付着することにより成膜が進行する。成膜が進行する位置が収束させたイオンビームの照射位置に限られることから、ＦＩＢ−ＣＶＤ法では高い位置選択性が得られるとともに、照射位置を走査すれば目的のパターンも形成することができる。なお、ＦＩＢ−ＣＶＤ法は、Ｉｏｎ  ｂｅａｍ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＩＢＩＤ）とも呼ばれることがある。
【０００６】
ＳＱＵＩＤを機能させるためのジョセフソン接合の典型的な一つが超伝導状態と常伝導金属状態とによりＳ／Ｎ／Ｓの電子相の構造を実現することである。ただし、Ｓは超伝導体（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、Ｎは常伝導金属（Ｎｏｒｍａｌ  Ｍｅｔａｌ）である。非特許文献２の報告では、Ｓ／Ｎ／Ｓの電子相構造のために、ＦＩＢ−ＣＶＤ法にて形成する超伝導配線の延びる向きに沿って材質の組成が変更され、実際にＳＱＵＩＤの動作が確認された。具体的には、超伝導状態にする位置に比べ、常伝導金属状態にする位置の材質で炭素Ｃの比率を高めることにより、ジョセフソン接合の動作が確認された。
【０００７】
本発明は、薄膜状に形成した超伝導物質による新たな構造のＳＱＵＩＤやその製造方法を提供することを課題とする。これにより、本発明は、例えば微小物体を対象としうるＳＱＵＩＤを実現し、磁気計測技術の発達に寄与するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の発明者は、組成の変更によらず、むしろリング配線径路を縮小しても再現性よくジョセフソン接合部を形成することができることに着想した。そして当該リング配線径路における超伝導配線の一部を縮小することは、ＦＩＢ法にて実施可能であると予測した。ＦＩＢ法は、物体から原子層単位で物質を除去することが可能な手法であり、収束イオンビームによる高い位置選択性と制御性のよい物質除去能力を兼ね備えている。そのため、ＳＱＵＩＤを作製するためのジョセフソン接合部はＦＩＢ法に超伝導配線を加工するのみにて形成することができる。
【０００９】
そして、本願の発明者がＷ系超伝導材料によるＳＱＵＩＤとして動作可能な素子をＦＩＢ−ＣＶＤ法およびＦＩＢ法を使用し作製したところ、作製後のＳＱＵＩＤが磁束計測能力を発揮することを確認した。
【００１０】
すなわち、本発明のある態様においては、基体の表面上または該表面の上方に、タングステンを主成分とする超伝導配線によるリング配線径路を備えており、前記リング配線径路の途中には、前記超伝導配線の少なくとも一部が狭窄されたジョセフソン接合部が設けられており、前記超伝導配線が収束イオンビーム−化学気相成長（ＦＩＢ−ＣＶＤ）法により形成されたものであり、前記ジョセフソン接合部が収束イオンビーム（ＦＩＢ）法により前記超伝導配線の前記少なくとも一部を狭窄して形成したものである超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）が提供される。また、本発明のある態様では、基体の表面上または該表面の上方に、タングステンを主成分とする超伝導体薄膜によるリング配線径路を形成する超伝導配線形成工程と、前記リング配線径路の途中に、前記超伝導配線の少なくとも一部を狭窄した形状にしてジョセフソン接合部を形成する狭窄加工工程とを含み、前記超伝導配線形成工程が収束イオンビーム−化学気相成長（ＦＩＢ−ＣＶＤ）法を前記リング配線径路の形成に利用するものであり、前記狭窄加工工程が収束イオンビーム（ＦＩＢ）法を前記ジョセフソン接合部の形成に利用するものである超伝導量子干渉素子の製造方法も提供される。
【００１１】
本出願全般に、配線には導電路とも呼ばれる電気伝導のための任意の径路を含む。このため、配線のうちには、基体等の支持体に支持されたりそこに接したりしているもののほか、空間中に自立しているものも含み、明示の限定が無い場合には特段限定されない。超伝導配線とは、超伝導状態になりうる材質で作製された配線であることを意味し、条件次第で超伝導ではなく常伝導なることもある材質の配線を含む。例えば、タングステンを主成分とする超伝導配線とは、Ｗ系超伝導材料のパターン化された薄膜または細線状の導電路である。
【００１２】
また、本出願全般に、ＦＩＢ−ＣＶＤ法やＦＩＢ法はイオン種を特に問うものではなく、典型的なイオンビームではＧａイオンの加速ビームが採用される。リング配線径路では、その径路をなす超伝導配線のＷ系超伝導材料が超伝導状態に転移することにより、ＳＱＵＩＤの動作が実現する。上述したようにＷ系超伝導材料の薄膜はＳＱＵＩＤとして動作させる温度の上限を高く取ることができ実用性が高い。例えば、液体ヘリウム温度（４．２Ｋ）やＧＭ冷凍機（Ｇｉｆｆｏｒｄ−ＭｃＭａｈｏｎ  ｃｏｏｌｅｒ）等の乾式冷凍機の到達温度においてＷ系超伝導材料の薄膜を超伝導状態に転移させることができる。また、Ｗ系超伝導材料の薄膜は、臨界磁場が７．５Ｔ程度（磁束密度の値）となることから、作製されたＳＱＵＩＤは比較的強い磁場に対する動作も期待できる。これらから、Ｗ系超伝導材料の薄膜によるＳＱＵＩＤには高い実用性を期待することができる。ただし、本出願におけるＷ系超伝導材料による超伝導配線は、必ずしもこれらの性質を満たすものに限定されない。
【００１３】
本出願にて説明するジョセフソン接合部は、典型的には、超伝導配線によるリング配線径路の途中に狭窄された（ｎａｒｒｏｗｅｄ）部分を設けることにより作製される。狭窄された部位つまり狭窄部では、その両側の狭窄されていない部位に比較し超伝導ギャップの大きさが抑制され、また電流を流した場合の電流密度が高まる。これらのため、同じ温度や同じ電流量（総量）の条件下において狭窄部は超伝導位相差のできるジョセフソン接合としてふるまうことができる。その結果、同一の材質の超伝導配線であっても、動作条件を調整することよりその配線に沿って見た場合に狭窄部が超伝導体で挟まれた、Ｓ／Ｎ／Ｓの電子状態と同様の機能を持たせることができる。本発明の各態様においては、狭窄された部分を目的の形状に加工するためにＦＩＢ法を採用する。ＦＩＢ法を採用すれば、形状を狭窄する加工のみにより超伝導配線にジョセフソン接合を設けることができる。
【００１４】
本願の発明者は、上記態様のＳＱＵＩＤを上記態様の製造方法により作製し、作製されたＳＱＵＩＤが単に動作するだけでなく高い実用性を持つものであることを実際に確認した。これらの詳細は、本発明の実施形態や実施例を通じて説明される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のいずれかの態様においては、薄膜のＷ系超伝導材料によるＳＱＵＩＤを作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態本実施形態のＳＱＵＩＤの構造を示す概略斜視図である。図１ＡはＳＱＵＩＤの全体像、図１Ｂはジョセフソン接合部の拡大図である。
【図２】本発明の第１実施形態に本実施形態のＳＱＵＩＤの製造方法のフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態におけるＦＩＢ−ＣＶＤ法の模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態における各製造段階でのＳＱＵＩＤの構成を示す平面図および立面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の実施例において作製したＳＱＵＩＤ（４素子）の完成後の実施例の走査型電子顕微鏡写真を示す。図５Ａは当該写真を示し、図５Ｂは同写真にて撮影された像の内容を補足するための説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態の実施例においてＳＱＵＩＤを冷却状態とした条件での電流電圧特性を実測値のグラフである。
【図７】本発明の第１実施形態の実施例におけるＳＱＵＩＤの臨界電流Ｉｃの温度依存性を示す実測値および理論値のグラフである。
【図８】本発明の第１実施形態の実施例におけるＳＱＵＩＤの各温度での磁場干渉パターンを示す実測値のグラフである。
【図９】本実施形態の第２実施形態のＳＱＵＩＤの構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るＳＱＵＩＤおよびその製造方法に関する実施形態を図面に基づき説明する。当該説明に際し特に言及がない限り、全図にわたり共通する部分または要素には共通する参照符号が付されている。また各図は各部の互いの縮尺を保って示されてはいない。
【００１８】
１．第１実施形態
本発明の第１実施形態として、超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）およびその製造方法を説明する。図１は本実施形態のＳＱＵＩＤの構造を示す概略斜視図であり、図２〜図４は、それぞれ、本実施形態のＳＱＵＩＤの製造方法のフローチャート、ＦＩＢ−ＣＶＤ法の模式図、そして各製造段階でのＳＱＵＩＤの構成を示す平面図および立面図である。
【００１９】
１−１．構造
本実施形態のＳＱＵＩＤ１０００は、概して図１に示す構造を持つ。図１Ａの全体像に示されるように、ＳＱＵＩＤ１０００は、超伝導配線１４０のリング配線径路１００を備えており、ＳＱＵＩＤ１０００は、例えばシリコンウエハーの表面にＳｉＯ２膜を形成した基体７０の表面７２に接するようにして形成される。リング配線径路１００は、その全体がタングステンを主成分とした材質（Ｗ系超伝導材料）で形成された超伝導配線１４０から構成される。つまり、表面７２の上に形成されたＷ系超伝導材料を材質とする超伝導配線１４０が閉じたループのリング配線径路１００をなしている。その途中には、超伝導配線１４０の一部を狭窄することにより形成したジョセフソン接合１２０Ａ、１２０Ｂが設けられる。本明細書の説明においてジョセフソン接合１２０Ａ、１２０Ｂを集合的に指し示す場合や区別せずに示す場合には、ジョセフソン接合１２０とのみ記すことがある。リング配線径路１００には、外部との接続を確立するための超伝導材料からなる接続配線３００、４００が取り付けられる。
【００２０】
図１Ｂに、超伝導配線１４０に設けられたジョセフソン接合１２０付近の詳細な構造を示す。ジョセフソン接合１２０は、電流の径路に沿って電子相をみたときにＳ／Ｎ／Ｓ（Ｓ：超伝導体；  Ｎ：常伝導金属）という構造となる接合構造を指している。図１Ａに示した通り、典型的なリング配線径路１００はジョセフソン接合１２０が設けられる第１部分配線１４２と第２部分配線１４４とから構成される。ここで、超伝導配線１４０は第１部分配線１４２と第２部分配線１４４とを組み合わせて作製される。第１部分配線１４２の超伝導体配線１４０の厚みは、第２部分配線１４４の超伝導体配線１４０の厚みに比べて薄くなるようにされており、典型的には、第１部分配線１４２、第２部分配線１４４は、それぞれ約１０ｎｍ、約１００ｎｍの厚みに形成される。また、第１部分配線１４２をなす超伝導体配線１４０の幅も、第２部分配線１４４のなす超伝導体配線１４０の幅に比べ細くされることもある。
【００２１】
なお、第１部分配線１４２と第２部分配線１４４は、ともに、それぞれの範囲を形成する材質が均質となることを目指してそれぞれの作製条件が決定される。ただし、第１部分配線１４２と第２部分配線１４４は、互いに材料組成の異なる超伝導体配線として、それぞれに適した組成や材質を採用することも有利である。第１部分配線１４２には狭窄部１２２を形成するのみでジョセフソン接合を成立させる必要があるのに対し、第２部分配線１４４にはむしろ超伝導状態の維持が要求される。
【００２２】
ＳＱＵＩＤ１０００におけるジョセフソン接合１２０は、リング配線径路１００の途中、特に第１部分配線１４２の途中において超伝導配線１４０それ自体を狭窄した狭窄部１２２を設けることにより形成される。超伝導配線１４０は第１部分配線１４２に比べ狭窄部１２２において断面積が小さくなっている。この構造は、典型的には狭窄部１２２の超伝導配線１４０の厚み、幅の両方がジョセフソン接合１２０にて第１部分配線１４２よりも縮小して実現される。このため、狭窄部１２２は超伝導配線１４０に沿ってみたとき、狭窄されていない第１部分配線１４２により挟まれている。この構造では、狭窄部１２２において、超伝導配線１４０の長手方向に流れる電流密度が高くなる。しかも狭窄部１２２は、前後の第１部分配線１４２と同じ材質であるにもかかわらず超伝導状態が抑制される。これらのため、適切な環境下において第１部分配線１４２、狭窄部１２２、第１部分配線１４２の構造により、ジョセフソン接合として機能する。この構造はＤａｙｍａｎブリッジ構造とも呼ばれることがある。
【００２３】
超伝導配線１４０の典型例の構造における第１部分配線１４２と第２部分配線１４４は、厚みを互いに変更するように形成される。これは、ジョセフソン接合１２０を設ける第１部分配線１４２は薄い厚みが好ましく、第２部分配線１４４は超伝導状態を維持しやすくするためにそれよりも厚いことが好ましいためである。接続配線３００、４００（図１Ａ）も、第１部分配線１４２と同様に、またはそれ以上に厚い超伝導配線とされる場合もある。
【００２４】
１−２．製造方法
次にＳＱＵＩＤ１０００を作製する製造方法を説明する。ＳＱＵＩＤ１０００は、概して、超伝導体の薄膜によって超伝導配線１４０を形成し（図２、超伝導配線形成工程Ｓ１０）、次いで、狭窄部１２２を形成する（狭窄加工工程Ｓ２０）、という順序で作製される。上述したように、超伝導配線形成工程Ｓ１０では収束イオンビーム−化学気相成長（ＦＩＢ−ＣＶＤ）法による成膜手法が採用される。また、狭窄加工工程Ｓ２０では、収束イオンビーム（ＦＩＢ）法が採用される。
【００２５】
図３の模式図により示すように、超伝導配線形成工程Ｓ１０のＦＩＢ−ＣＶＤ法では、基体７０が例えばＳｉ０２膜を形成したシリコンウエハーである場合、収束イオンビーム装置（ＦＩＢ装置）の真空にされた加工チェンバー内のステージ（図示しない）に載置した基体７０の表面７２に向けて、前駆体ガスがガスノズル８４から供給される。前駆体ガスは、Ｗ系超伝導材料を採用する構成では例えばヘキサカルボニルタングステンＷ（ＣＯ）６である。その状態で、超伝導配線１４０を形成する位置に向けて収束イオンビーム（ＦＩＢ）８２が照射される。収束イオンビーム８２から、運動量を与えられた前駆体ガスは、その進行方向の先にある基体７０の表面７２に堆積する。図３に模式的に示すように、前駆体ガスの供給位置と収束したイオンビームの照射位置とを適切に設定し、これらに対し基体７０を所定の速度で移動させれば、基体７０の表面７２の所望の位置に対して超伝導配線１４０を直接描画する形態で形成することができる。これがＦＩＢ−ＣＶＤによる超伝導配線形成工程Ｓ１０の概略である。
【００２６】
実際の超伝導配線形成工程Ｓ１０は複数の工程を含むことができる。典型的には、図２に示すように第１部分配線形成工程Ｓ１２と第２部分配線形成工程Ｓ１４との複数の段階に分けて超伝導配線１４０が形成される。
【００２７】
第１部分配線形成工程Ｓ１２においては、超伝導配線１４０のうちの薄い部分である第１部分配線１４２が形成される（図４Ａ）。これに対し、第２部分配線形成工程Ｓ１４においては、超伝導配線１４０の厚い部分である第２部分配線１４４が形成される（図４Ｂ）。典型的な第１部分配線１４２と第２部分配線１４４は、同一の前駆体ガスを利用して膜厚のみ変更するように条件が変更される。変更される条件は、堆積する物質量を決定する任意の条件であり、例えば走査速度、ガス濃度、ビーム強度などを調整することができる。このような複数の段階を経てリング配線径路１００が完成される。なお、例えば実施上の条件次第では、厚い第２部分配線１４４を先に形成することもでき、順序は任意である。また、必要に応じ、接続配線３００、４００も第２部分配線形成工程Ｓ１４の一部として、または他の追加の工程として任意のタイミングにて形成される。
【００２８】
次の収束イオンビーム（ＦＩＢ）法による狭窄加工工程Ｓ２０において狭窄部分１２２を形成することによりＳＱＵＩＤとして動作する機能構成が完成する（図４Ｃ）。狭窄加工工程Ｓ２０におけるイオンビームは、ＦＩＢ−ＣＶＤ法と異なり前駆体ガスの供給を行わずに照射され、イオンビームの照射位置から固体物質を除去したり、固体物質を一時的に溶解するために利用される。狭窄部１２２は、図１に示したように、薄く形成されている第１部分配線１４２の途中に形成される。その際、所定の条件で発生させたイオンビームを、第１部分配線１４２の超伝導配線１４０の向きを横切るように走査する。その結果、ＦＩＢが照射された位置の超伝導配線１４０の物質が除去または溶解され、狭窄部１２２が形成される。第１部分配線１４２においてイオンビームが照射された位置では、典型的には、基体面内の第１部分配線１４２が典型的には幅方向と厚み方向の両方が狭まり狭窄され狭窄部１２２となる。この際、狭窄部１２２において超伝導配線１４０の材質が完全に除去されるわけではない。このように、加工条件を調整できるＦＩＢ法では、ビーム径を最小では１０ｎｍ程度にまで絞ることが可能であり、ジョセフソン接合１２０にて超伝導状態を隔てる狭窄部１２２の厚みも１０ｎｍまたはそれと同程度にまで縮小することができる。結果として微小な厚みで超伝導状態を隔てる構造が実現し、Ｄａｙｍａｎブリッジのジョセフソン接合１２０が形成される。なお、本実施形態においては、ジョセフソン接合１２０が形成される位置は、基体７０の表面７２に対して第１部分配線１４２が接している位置のいずれであるかは特段問わない。また、狭窄加工工程Ｓ２０において、ＦＩＢ法におけるスキャンは少なくとも１回行い、狭窄部１２２の形状やその他の作製条件次第では複数回スキャンすることも有用である。
【００２９】
超伝導配線形成工程Ｓ１０と狭窄加工工程Ｓ２０をともにＦＩＢ装置により実施可能なことは、実用面では極めて有利である。加工チェンバーから被処理基体を取出さず、動作条件を合せ直す程度の軽微な条件変更のみで同一の装置にてＳＱＵＩＤ１０００を作製することかできるためである。
【００３０】
図１Ａに示したように、ＳＱＵＩＤ１０００の典型的な構成ではリング配線径路１００においてジョセフソン接合１２０が複数設けられる。この場合の狭窄加工工程Ｓ２０では、ジョセフソン接合１２０Ａとジョセフソン接合１２０Ｂを、ひと続きに走査するようにＦＩＢ法のビームの照射点により走査する。このひと続きの走査は、最も典型的には、図４Ｂに示すように、矢印Ａから矢印Ｂをつなぐ直線に沿って走査される。このようにしてジョセフソン接合１２０Ａとジョセフソン接合１２０Ｂを形成すれば、それぞれの狭窄部１２２が殆ど同一の条件により形成されるため、ジョセフソン接合１２０Ａと１２０Ｂの両方の狭窄部１２２の形状が互いにほぼ同一となり、加工ばらつきを極小化することができる。その結果、ジョセフソン接合１２０Ａと１２０Ｂの動作条件が近づき、磁気に応じた電流変調量が大きくなる。ただし、走査の間にイオンビームは第１部分配線１４２を横切るタイミングのみ照射されていれば十分であり、継続して照射され続けることは必須ではない。
【００３１】
本実施形態におけるＳＱＵＩＤの製造方法には追加の工程を含めることができる。ＳＱＵＩＤ１０００を万全に機能させる上でとりわけ役立つ追加の工程が短絡物質除去工程Ｓ３０（図２）である。本願の発明者が調査したところ、超伝導配線形成工程Ｓ１０の処理や、それに類似した他の超伝導物質を形成する処理を行うと、意図的に超伝導材料を形成する表面７２の位置を外れたところにも、超伝導になり得る材質（超伝導転移性物質５００、図４Ａ〜Ｃ）が付着することが確認された。そして超伝導転移性物質が意図した位置以外に付着したままリング配線径路１００を動作させるために例えば冷却すると、超伝導配線１４０、接続配線３００、４００の相互の間の超伝導転移性物質５００も超伝導状態に転移していることに気づいた。なお、超伝導転移性物質が表面７２のうち超伝導配線１４０や接続配線３００、４００といった意図した位置を外れた位置に付着する理由については必ずしも明確ではない。ただし、超伝導転移性物質５００が意図した位置以外にも付着する現象はＦＩＢ法にてしばしば見られるようである。
【００３２】
そのような意図しない位置に存在する超伝導転移性物質５００がＳＱＵＩＤ１０００の動作時に超伝導状態に転移すると、ＳＱＵＩＤ１０００本来の動作が障害される。例えば、ジョセフソン接合１２０を迂回する径路を超伝導状態となった電子が伝播すれば、短絡またはリークが生じかねず、狭窄部１２２によるジョセフソン接合部１２０の動作に影響を与える。また、検出されるべき磁束が貫く位置であるリング配線径路１００の内側に超伝導転移性物質５００が存在すると、超伝導に伴うマイスナー効果の磁気シールド作用が生じ、検出されるべき磁場自体も影響を受ける。これら以外の現象を含め、超伝導転移性物質５００が表面７２の意図しない位置に存在すると、ＳＱＵＩＤの磁気測定動作に障害を来すおそれがある。
【００３３】
これに応じ本実施形態においては、短絡物質除去工程Ｓ３０を追加することが好適である。短絡物質除去工程Ｓ３０は、基体７０の表面７２のうち超伝導転移性物質が存在するとすればリング配線径路１００の磁気測定動作を障害することとなる位置から、実際に付着した超伝導転移性物質５００を除去するために、または、超伝導転移性物質が確実に除去されている状態とするために、実施される。
【００３４】
短絡物質除去工程Ｓ３０の一つの好適な実施形態は、ＦＩＢ法により超伝導転移性物質を除去する工程である。ＦＩＢ法の持つ、除去する厚みや位置についての高い制御性を生かせば、リング配線径路１００のサイズが微小であっても適切に短絡物質除去工程Ｓ３０を特段の困難を伴わず実行することができる。また、超伝導配線形成工程Ｓ１０、狭窄加工工程Ｓ２０でもＦＩＢ装置を使用する場合には、動作条件を合せ直す程度の軽微な条件変更のみで同一の装置を使用して短絡物質除去工程Ｓ３０を実施できることとなり、有利である。
【００３５】
本実施形態における短絡物質除去工程Ｓ３０はこれに限られず他の任意の手法により実施することもできる。例えば、いわゆる逆スパッタリング法によるクリーニングも有用である。超伝導転移性物質が表面７２に残存している量や位置的な広がり次第では、アルゴンイオンなどを衝突させることによりクリーニングすることにより、余計な超伝導転移性物質を除去することができる。この場合、ＦＩＢによる狭窄加工条件を変えることにより、ＦＩＢによる狭窄加工工程をスパッタクリーニングの前後どちらにでも組み込むことが可能である。アルゴンイオン等によるスパッタクリーニングのほかにも、ドライエッチング法、ウェットエッチング法なども利用可能である。
【００３６】
短絡物質除去工程Ｓ３０のタイミング、回数は、ＳＱＵＩＤ１０００の機能を損なわずに超伝導転移性物質５００を除去することが期待できる段階のいずれかにおいて、任意の回数だけ実施される。例示しない任意の処理を組み合わせることで短絡物質除去工程Ｓ３０を実施することも有用である。
【００３７】
留意すべきは、超伝導転移性物質５００が実際に存在したことや実際に存在した超伝導転移性物質が現に除去されたことが短絡物質除去工程Ｓ３０に該当することの解釈において必要となるものではないことである。短絡物質除去工程Ｓ３０は、目的通りに動作するＳＱＵＩＤが作製されることの確実性を高める工程である。このため、短絡物質除去工程Ｓ３０は超伝導転移性物質を除去する能力のある工程を行うことのみを指しており、除去すべき超伝導転移性物質が存在することについては可能性のみで十分である。また、実際のＳＱＵＩＤ１０００の製造方法では、図２に示した各工程以外に、ＳＱＵＩＤ１０００を機能させるための追加の要素を作製する適宜に追加することも行われる。
【００３８】
１−３．実施例
第１実施形態のＳＱＵＩＤ１０００を実際に作製した実施例を説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順、要素または部材の向きや具体的配置等は本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することかできる。したがって、本発明の範囲は以下の具体例に限定されるものではない。また、説明済みの図面を既述の参照符号に基づき引き続き参照する。
【００３９】
図１に示した構造を持つＳＱＵＩＤ１０００の実施例サンプルを、図２に示した製造方法により作製した。基体７０としてＳｉＯ２を形成したシリコンウエハーを採用し、最大加速電圧４０ｋＶの集束イオン／電子ビーム加工観察装置（ＮＢ５０００、日立ハイテクノロジーズ）を使用した。前駆体ガスはヘキサカルボニルタングステンＷ（ＣＯ）６を採用し、イオンビームは同装置のＧａイオンビームを使用した。まず、第１部分配線形成工程Ｓ１２にて第１部分配線１４２を厚み１０ｎｍとなるように形成した。ついで第２部分配線形成工程Ｓ１４にて第１部分配線１４２を厚み１００ｎｍとなるように形成した。その後、基体７０の表面７２上に、ＳＱＵＩＤ１０００を機能させるための取出し電極（図１〜４では図示しない）を形成した。接続配線３００、４００やさらに外部との信号伝達のための取出し電極（図示しない）も形成した。さらに、狭窄加工工程Ｓ２０にて、ＦＩＢ法にて狭窄部１２２を成形することにより、ジョセフソン接合１２０Ａ、ジョセフソン接合１２０Ｂを作製した。さらに、短絡物質除去工程Ｓ３０にて、ＦＩＢ法にて表面７２のうちＳＱＵＩＤ１０００のＳＱＵＩＤの動作を障害する可能性のある位置から、その時点で形成されている超伝導転移性物質を除去した。これらの工程は、基体７０を装置外に取出すことなく実施することができた。
【００４０】
図５に、作製したＳＱＵＩＤ１０００（４素子）の完成後の走査型電子顕微鏡写真を示す。図５Ａは当該写真であり、図５Ｂは同写真にて撮影された像の内容を補足するための説明図である。なお、図４にて説明したＳＱＵＩＤ１０００の構造と実際に作製した４素子のＳＱＵＩＤ１０００（本実施例にてＳＱＵＩＤ１０００Ａ〜Ｄという）の構造は、第１部分配線１４２と第２部分配線１４４の範囲がわずかに異なり、第１部分配線１４２がリング配線径路１００の向かい合う一対の辺を、第２部分配線１４４が他の一対の辺をそれぞれ占めるようにされる。ＳＱＵＩＤ１０００Ａ〜Ｄは、狭窄部１２２を形成するためのイオンビームによる加工条件以外は互いに同一の条件にて形成した。ＳＱＵＩＤ１０００Ａ〜Ｄにおいてリング配線径路１００の線幅は全体を１００ｎｍとし、リング配線径路１００が３μｍ×３μｍの範囲を持つように形成した。狭窄加工工程Ｓ２０によるジョセフソン接合１２０の形成は、ＳＱＵＩＤ１０００Ａ〜Ｄそれぞれの各リング配線径路１００において、ジョセフソン接合１２０Ａとジョセフソン接合１２０Ｂをひと続きのビーム照射点の走査により形成した。このため、ＳＱＵＩＤ１０００Ａ〜Ｄを個別にみると、ジョセフソン接合１２０Ａとジョセフソン接合１２０Ｂは互いに殆ど同じ形状に形成されている。
【００４１】
図５Ａに写し込まれ、特に明瞭に確認できる範囲を図５Ｂに強調して示すように、基体７０の表面７２には超伝導転移性物質５００が付着した。完成後のＳＱＵＩＤ１０００Ａ〜Ｄでは、明瞭に観察されるように、ＦＩＢ−ＣＶＤ法により形成した超伝導転移性物質５００がパターン周辺の基体７０の表面７２上に付着した。この原因は、超伝導配線形成工程Ｓ１０において何らかの理由によりＦＩＢの照射点以外において超伝導転移性物質５００が付着したまたは前駆体ガスから析出したためと考えている。短絡物質除去工程Ｓ３０にてイオンビームを照射した領域は、主に、リング配線径路１００の内部７２２、リング配線径路１００の第１部分配線１４２に沿った辺のリング外部７２４、そして、第２部分配線１４４のリング外部７２６である。ＳＱＵＩＤ１０００では、リング配線径路１００の内部７２２、リング外部７２４および７２６において超伝導転移性物質５００を除去したため、ＳＱＵＩＤ１０００の磁気測定動作にとって好ましくない位置に超伝導転移性物質は残存していない。なお、短絡物質除去工程Ｓ３０のイオンビームを照射した領域はＳＱＵＩＤ１０００Ｄについてのみ示すものの、ＳＱＵＩＤ１０００Ａ〜Ｃについても同様とした。
【００４２】
次に、作製したＳＱＵＩＤの実施例サンプルを対象に特性を測定した。図６にＳＱＵＩＤ１０００Ｂ（図５Ｂ）の０．３５Ｋ（ケルビン）の冷却状態での電流電圧特性を実測値により示す。測定は、接続配線３００、４００（図１Ａ）に流す電流を変化させてそれらの間に生じる電圧値をプロットしたものである。接合の常伝導抵抗値Ｒｎは約７００Ω程度であった。また、この温度（０．３５Ｋ）での臨界電流Ｉｃは約３．６μＡ程度であり、その大きさまで電流が流れると超伝導から常伝導へ転移を生じた。その後電圧が生じ始める。しかし再び電流を低下させても同一の電流値では電圧を生じ常伝導のままであった。このヒステリシス特性から、ジョセフソン接合１２０ではジュール熱が生じて局所的に温度が上昇しているものと推測した。接合の品質を示し一般に超伝導への転移温度Ｔｃに比例するＩｃＲｎ積の値は約１．３ｍＶであり、数Ｋ程度の転移温度Ｔｃに相当する値であった。これは、ジョセフソン接合１２０における超伝導接合の超伝導に関与しているのがタングステンであることを示唆している。マイクロ波を照射した際のシャピロステップは観察されなかった。
【００４３】
なお、図６に示したものとは異なり、電流を流すことにより常に電圧が生じるような条件で作製されたものもＳＱＵＩＤとして動作させることができる。熱励起が関与する条件では電流に応じた電圧差を伴う特性となる。これは狭窄部１２２のみが常伝導となることを示すに過ぎず、その前後の超伝導状態の電子の物質波におけるコヒーレンスが狭窄部１２２を通ることにより消失しなければＳＱＵＩＤとして機能させて磁束測定が可能である。
【００４４】
図７は、実施例サンプルにおけるＳＱＵＩＤ１０００Ｂの臨界電流Ｉｃの温度依存性を示す実測値および理論値のグラフである。測定値（黒丸）が示すように、液体ヘリウム温度である４．２Ｋにおいて約１μＡ程度という十分な臨界電流が測定された。このことは、液体ヘリウムやＧＭ冷凍機による冷却により超伝導となってＳＱＵＩＤ１０００が磁気測定のための機能を果たしうることを示している。また、グラフ中の実線は、臨界電流Ｉｃを３．６μＡ、ＩｃＲｎ積の値を１．３ｍＶとした条件でのＡｍｂｅｇａｏｋａｒ−Ｂａｒａｔｏｆｆ理論（ＡＢ  ｔｈｅｏｒｙ）による臨界電流Ｉｃの温度依存性予測値のカーブである。実験値は同カーブに対し良好にフィットしており、ジョセフソン接合１２０における動作がＤａｙｅｍ  ｂｒｉｄｇｅ型の接合であることを裏付ける結果が得られた。
【００４５】
図８は、実施例サンプルにおけるＳＱＵＩＤ１０００Ｂの各温度での磁場干渉パターンを示す実測値のグラフである。グラフ横軸は外部から印加した磁場を示す。４．５Ｋ程度より低温で磁束密度の変化に応じた臨界電流Ｉｃの変調が観察された。臨界電流Ｉｃの変調振幅（ピークトゥーピーク）ΔＩｃが４．５Ｋにおいて約０．４μＡであり、相対変調度ΔＩｃ／Ｉｃは約１０％となる。また、外部磁場の強度に対し臨界電流Ｉｃが示す振動の周期は０．１８ｍＴ程度である。これらから、４．５Ｋ以下の温度においてＳＱＵＩＤ１０００ＢはＳＱＵＩＤとして十分に機能することが確認された。また、ＳＱＵＩＤ１０００Ｂのリング配線径路１００の広がり（ＳＱＵＩＤループ面積）が３μｍ×３μｍと微小であり、薄膜のＷ系超伝導材料による磁気測定が可能であることを確認した。
【００４６】
実施例サンプルに含まれるＳＱＵＩＤ１０００Ａ、Ｃ、Ｄについては、実測値をグラフに示したＳＱＵＩＤ１０００Ｂから、狭窄部１２２を形成するためのイオンビームによる加工条件を変更し、異なる臨界電流Ｉｃが得られた。これらのうちＳＱＵＩＤ１０００Ｃは正常に動作せず、ＳＱＵＩＤ１０００Ａ、Ｄについては、０．３５Ｋの臨界電流Ｉｃが１６μＡおよび５００μＡとなった。一般に、狭窄部１２２として狭窄する量が少なく、したがって残こる超伝導配線１４０の断面積が大きいほど、臨界電流Ｉｃが大きくなる。また、狭窄部１２２の電流径路における長さが長くなると、臨界電流Ｉｃが小さくなる。また、ジョセフソン接合１２０Ａと１２０Ｂの互いの狭窄部１２２の形状が近付くほど、ジョセフソン接合としての動作が近付き、ＳＱＵＩＤ１０００の磁場変調量を高くすることができる。
【００４７】
１−４． 適用例
上述した実施例ではリング配線径路１００のサイズが３μｍ×３μｍであった。本実施形態のＳＱＵＩＤ１０００では薄膜のＷ系超伝導材料を使用しＦＩＢ−ＣＶＤ法やＦＩＢ法を採用するために、リング配線径路１００のサイズがパターン描画サイズにより定めることができる結果、一層微小な範囲とすることも可能である。本願の発明者が施行したところ、３μｍ×３μｍの各辺をさらに約１０分の１程度にまで縮小してもＳＱＵＩＤとして動作可能な構造を作製できることを確認している。
【００４８】
１−５．適用分野
本実施形態のＳＱＵＩＤ１０００は従来とは異なる適用先での磁気測定を可能にし、計測技術の限界を大幅に拡大する可能性を有している。例えば、図６に示したヒステリシス特性は必ずしも必須ではなく、実際、高い磁場での測定条件とした場合には、ヒステリシスが現われない。そのときは、一定の電流値に対する非ゼロの電圧値の変化を観察する構成も有用である。なおそのような動作により使用する場合には、一般に、臨界電流ＩＣが小さい素子構成とする構成が有用である。また臨界電流ＩＣが小さい素子構成では、測定電流の値を小さくして測定が行えるため、測定電流それ自体が形成する磁束が計測対象の磁束に重畳され振動波形が磁束に対し正弦波振動から外れる現象を抑制できる点も有用である。また、同様のヒステリシスを持たせずに動作させるための別手法として、例えばＰｔによるバイパス抵抗（シャント抵抗）の追加などの工夫を行うことができる。この場合、Ｐｔも例えばＰｔ（ＣＨ３）３ＣＨ３Ｃ５Ｈ４などを前駆体ガスとしてＦＩＢ−ＣＶＤ法により形成される。Ｐｔの抵抗配線の形成工程は、本実施形態のＳＱＵＩＤ１０００の製造方法に類似のものとすることができるため、上述したＳＱＵＩＤの製造方法との適合性が高い。
【００４９】
また、本実施形態の手法を採用すれば、ＳＱＵＩＤのループを１μｍ角以下程度にまで微小化することも視野に入る。
【００５０】
さらに、ＳＱＵＩＤを配列化として集積化することも有用である。さらに、ベクトルとして三次元的な方向を持つ磁束を検出するためには、例えばリング配線径路の向きを意図的に変化させればよい。例えば、ＳＱＵＩＤを形成する対象の基体を立体的な基体とし、互いに平行ではない複数の面に対して各面のためのＳＱＵＩＤを作製することも、本実施形態の手法によって可能となる。
【００５１】
さらに、ＳＱＵＩＤの配列を作製した場合には、たとえ同一平面のリング配線径路を複数のＳＱＵＩＤ素子が有していても、磁束の勾配を検出することが可能となる。
【００５２】
２．第２実施形態
上述した第１実施形態に加え、本発明は、リング配線径路の一部が空中を通って空中径路をなすようなＳＱＵＩＤの実施形態（第２実施形態）により実施することもできる。図９は、本発明の第２実施形態のＳＱＵＩＤ２０００の構造を示す斜視図である。第２実施形態のＳＱＵＩＤ２０００のリング配線径路２００を形成するためには、第１実施形態でリング配線径路１００を形成するために採用したＦＩＢ−ＣＶＤ法を採用することができる。ＦＩＢ−ＣＶＤ法では、堆積させる物質を基体表面から離れる高さ方向に積み上げることができるため、リング配線径路２００を基体面から延出させることができる。この際、収束イオンビームの照射点は、基体面に沿って走査するのではなく、堆積物の成長に合せて基体面に垂直に走査され、空中径路２６４が形成される。ただし、リング配線径路２００はそれ自体を支持させるために、また、超伝導配線２４０の一部を狭窄して作製する狭窄部２２２を設けてジョセフソン接合２２０（２２０Ａ、２２０Ｂ）を形成するために、一部が基体表面に接した基体表面上径路２６２が設けられている。このため、空中径路２６４は、延びる向きを軸にしてその周囲のいずれにも基体７０の表面７２が接していない位置として規定される。図示したＳＱＵＩＤ２０００のリング配線径路２００は、薄い第１部分配線２４２と厚い第２部分配線２４４を含んでいるばかりでなく、基体表面上径路２６２と空中径路２６４を組み合わせて構成されている。
【００５３】
図９に示すＳＱＵＩＤ２０００は、概して基体面の一方向として定められるｘ軸（図９）に沿った磁束をリング配線径路２００が捉えるような向きに作製される。ＳＱＵＩＤ２０００の基体表面上径路２６２に設けるジョセフソン接合２２０の形成手法や構造、また、超伝導転移性物質を除去する手法については、第１実施形態と同様の手法を採用することができる。これに対し、ＳＱＵＩＤ２０００の空中径路２６４の三次元的な形状や向きや配置は、製造時のＦＩＢ−ＣＶＤ法でのイオンビームによる直接描画の道筋により決定することができる。このため、ＳＱＵＩＤ２０００が形成される一片の基体に、測定する磁束の向きをｙ軸（図９）に沿った向きとするような追加のＳＱＵＩＤを集積化して形成することも可能である。さらに、第１実施形態に説明したＳＱＵＩＤ１０００もその一片の基体を利用して形成すれば、基体面に垂直な軸に沿った向き（図９、ｚ軸）に沿った磁束を測定するためのＳＱＵＩＤも集積化することができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。上述の各実施形態および構成例は、発明を説明するために記載されたものであり、本出願の発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきものである。また、各実施形態のほかの組合せを含む本発明の範囲内に存在する変形例もまた特許請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のＳＱＵＩＤは磁気を測定する任意の電気機器に利用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０００、２０００  ＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素子）
１００、２００  リング配線径路
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、２２０、２２０Ａ、２２０Ｂ  ジョセフソン接合部
１２２、２２２  狭窄部
１４０、２４０  超伝導配線
１４２、２４２  第１部分配線
１４４、２４４  第２部分配線
２６２  基体表面上径路
２６４  空中径路
３００、４００  接続配線
５００  超伝導転移性物質
７０  基体
７２  表面
７２２  （表面７２の）リング内部
７２４、７２６  （表面７２の）リング外部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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