[發明專利]一種超導約瑟夫森結以及量子芯片的制備方法

在審

• 申請號: 202010899167.1
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN114122247A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 趙勇杰
• 申請（專利權）人: 合肥本源量子計算科技有限責任公司
• 主分類號: H01L39/24
• 分類號: H01L39/24;H01L39/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種超導約瑟夫森結的制備方法，其特征在于，包括：

確定襯底上用于制備超導約瑟夫森結的第一區域，所述第一區域的形狀與所述超導約瑟夫森結的輪廓形狀一致；

于所述第一區域上制備隔離層；

于所述襯底上制備覆蓋所述隔離層的圖形層，且所述圖形層上形成有與所述超導約瑟夫森結的輪廓形狀一致的圖形；

以所述圖形層為掩膜利用刻蝕介質刻蝕所述隔離層；

以所述圖形層為掩膜形成所述超導約瑟夫森結于所述第一區域，其中，所述超導約瑟夫森結包括第一超導材料層、絕緣層和第二超導材料層，所述絕緣層位于所述第一超導材料層上，所述第二超導材料層位于所述絕緣層上。

2.根據權利要求1所述的超導約瑟夫森結的制備方法，其特征在于，所述隔離層的材質為Si、SiO₂或金屬。

3.根據權利要求1所述的超導約瑟夫森結的制備方法，其特征在于，所述隔離層與所述第一超導材料層為相同的金屬材質。

4.根據權利要求4所述的超導約瑟夫森結的制備方法，其特征在于，所述以所述圖形層為掩膜利用刻蝕介質刻蝕所述隔離層形成窗口，包括：

以所述圖形層為掩膜利用刻蝕介質刻蝕去除部分所述隔離層獲得超導材料層。

5.根據權利要求4所述的超導約瑟夫森結的制備方法，其特征在于，所述以所述圖形層為掩膜形成所述超導約瑟夫森結于所述第一區域，包括：

氧化所述超導材料層獲得所述第一超導材料層和所述絕緣層；

以所述圖形層為掩膜在所述絕緣層上沉積形成所述第二超導材料層。

6.根據權利要求1所述的超導約瑟夫森結的制備方法，其特征在于，所述于所述第一區域上制備隔離層，包括：

形成隔離材料層于所述襯底上；

圖形化所述隔離材料層，獲得位于所述第一區域上的所述隔離層。

7.根據權利要求1所述的超導約瑟夫森結的制備方法，其特征在于，所述隔離層的厚度大于或等于所述超導約瑟夫森結的厚度。

8.根據權利要求7所述的超導約瑟夫森結的制備方法，其特征在于，所述于所述襯底上制備覆蓋所述隔離層的圖形層，且所述圖形層上形成有與所述超導約瑟夫森結的輪廓形狀一致的圖形，包括：

于所述襯底上涂覆光刻膠，形成覆蓋所述隔離層的光刻膠層；

圖形化所述光刻膠層形成與所述超導約瑟夫森結的輪廓形狀一致的圖形，獲得所述圖形層，其中，所述圖形層與所述隔離層位置相對應。

9.一種量子芯片的制備方法，所述量子芯片包括線路和超導約瑟夫森結，其特征在于，所述量子芯片的制備方法包括：

提供襯底；

形成第一金屬層于所述襯底上；

圖形化所述第一金屬層，獲得所述線路；

利用權利要求1至8中任一項所述方法制備所述超導約瑟夫森結；以及

連接所述線路和所述超導約瑟夫森結。

10.根據權利要求9所述的量子芯片的制備方法，其特征在于，所述第一金屬層為不溶于所述刻蝕介質的材質。

11.根據權利要求10所述的量子芯片的制備方法，其特征在于，所述第一金屬層為Nb，所述隔離層為Al，所述刻蝕介質為四甲基氫氧化銨溶液。