[發明專利]一階梯度串聯型SQUID電流傳感器陣列及制備方法

在審

• 申請號: 202210910315.4
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN115407110A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 徐達;李勁勁;鐘青;王雪深
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/20;G01R33/035;G01R33/00;H01L39/22;H01L39/24
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 吳迪

1.一種一階梯度串聯型SQUID電流傳感器陣列，其特征在于，包括：

多個環路電極，每個所述環路電極具有第一端與第二端；

輸入線圈，設置于所述多個環路電極的表面，且所述輸入線圈與所述多個環路電極絕緣設置；

反饋線圈，與所述輸入線圈間隔設置，且所述反饋線圈圍繞所述多個環路電極設置；

所述輸入線圈用于輸入超導轉變邊緣探測器信號，所述反饋線圈用于磁通鎖定；

多個第一約瑟夫森結構，每個所述第一約瑟夫森結構的第一超導薄膜結構設置于每個所述環路電極的第一端；

多個第二約瑟夫森結構，每個所述第二約瑟夫森結構的第一超導薄膜結構設置于每個所述環路電極的第二端；

多個正極連接結構，每個所述正極連接結構與每個所述環路電極的第二端連接；

多個負極連接結構，每個所述負極連接結構分別與所述第一約瑟夫森結構的第二超導薄膜結構和所述第二約瑟夫森結構的第二超導薄膜結構連接；

一個所述環路電極對應的所述負極連接結構與相鄰一個所述環路電極對應的所述正極連接結構連接。

2.根據權利要求1所述的一階梯度串聯型SQUID電流傳感器陣列，其特征在于，每個所述環路電極包括：

第一環路電極；

第二環路電極，與所述第一環路電極首尾依次連接，形成所述環路電極；

所述第二環路電極具有所述第一端與所述第二端。

3.根據權利要求1所述的一階梯度串聯型SQUID電流傳感器陣列，其特征在于，每個所述環路電極包括第一曲線結構、第二曲線結構以及第三曲線結構；

所述第二曲線結構設置于所述第一曲線結構與所述第三曲線結構之間；

所述第一曲線結構的第一端與所述第二曲線結構的第一端連接，所述第一曲線結構的第二端與所述第三曲線結構的第一端連接；

所述第二曲線結構的第二端為所述環路電極的第一端，所述第三曲線結構的第二端為所述環路電極的第二端。

4.根據權利要求3所述的一階梯度串聯型SQUID電流傳感器陣列，其特征在于，通過第一端口連接結構將所述第一曲線結構的第二端與所述第三曲線結構的第一端連接；

且所述第一端口連接結構設置于所述第一曲線結構表面、所述第二曲線結構表面以及所述第三曲線結構表面，所述第一端口連接結構與所述第二曲線結構之間絕緣設置。

5.根據權利要求3所述的一階梯度串聯型SQUID電流傳感器陣列，其特征在于，通過第二端口連接結構將所述第一曲線結構的第一端與所述第二曲線結構的第一端連接。

6.根據權利要求2所述的一階梯度串聯型SQUID電流傳感器陣列，其特征在于，所述輸入線圈包括：

第一輸入環路，與多個所述第一環路電極絕緣設置；

第二輸入環路，與多個所述第二環路電極絕緣設置；

所述第一輸入環路與所述第二輸入環路首尾依次連接，形成所述輸入線圈。

7.根據權利要求6所述的一階梯度串聯型SQUID電流傳感器陣列，其特征在于，所述反饋線圈包括：

第一反饋環路，圍繞多個所述第一輸入環路設置；

第二反饋環路，圍繞多個所述第二輸入環路設置；

所述第一反饋環路與所述第二反饋環路首尾依次連接，形成所述反饋線圈。

8.根據權利要求1所述的一階梯度串聯型SQUID電流傳感器陣列，其特征在于，所述一階梯度串聯型SQUID電流傳感器陣列還包括：

多個第一終端電阻，每個所述第一終端電阻與每個所述第一約瑟夫森結構并聯連接。

9.根據權利要求1所述的一階梯度串聯型SQUID電流傳感器陣列，其特征在于，所述一階梯度串聯型SQUID電流傳感器陣列還包括：

多個第二終端電阻，每個所述第二終端電阻與每個所述第二約瑟夫森結構并聯連接。

10.一種一階梯度串聯型SQUID電流傳感器陣列的制備方法，其特征在于，包括：

提供基底，于所述基底表面制備二氧化硅薄膜；

于所述二氧化硅薄膜遠離所述基底的表面依次制備第一超導薄膜層、第一絕緣層以及第二超導薄膜層；

將所述第二層超導薄膜刻蝕至所述第一絕緣層，形成多個第二超導薄膜結構；

將所述第一絕緣層刻蝕至所述第一層超導薄膜，形成多個第一絕緣結構，每個所述第一絕緣結構將每個所述第二超導薄膜結構覆蓋；

將所述第一超導薄膜層刻蝕至所述二氧化硅薄膜，形成多個環路電極與多個第一超導薄膜結構；

于多個所述二氧化硅薄膜的表面、多個所述環路電極的表面、多個所述第一絕緣結構的表面以及多個所述第二超導薄膜結構的表面制備第二絕緣層；

對所述第二絕緣層進行刻蝕，分別刻蝕至多個所述第一超導薄膜結構與多個所述第二超導薄膜結構，形成多個連接通孔與多個第二絕緣結構；

于多個所述連接通孔之間的多個所述第二絕緣結構表面制備終端電阻；

于多個所述連接通孔與多個所述第二絕緣結構表面沉積引線超導薄膜層；

對所述引線超導薄膜層進行刻蝕，刻蝕至多個所述第二絕緣結構，形成輸入線圈、反饋線圈以及連接結構。