[發(fā)明專利]量子器件的制備方法、超導(dǎo)電路及量子芯片

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• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115568276A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高然;鄧純青
• 申請（專利權(quán)）人: 阿里巴巴達(dá)摩院（杭州）科技有限公司
• 主分類號: H10N60/01
• 分類號: H10N60/01;H10N60/12;H10N60/82;H10N60/85;G06N10/40
• 代理公司: 北京博浩百睿知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11134
• 代理人: 曾紅芳

1.一種量子器件的制備方法，其特征在于，包括：

依次在襯底的不同區(qū)域上得到多個超導(dǎo)材料層，其中，所述多個超導(dǎo)材料層分別包括沉積在所述襯底上的超導(dǎo)材料以及覆蓋在對應(yīng)超導(dǎo)材料上的硬掩膜，所述多個超導(dǎo)材料層中的超導(dǎo)材料包括具有動力學(xué)電感的超導(dǎo)材料；

刻蝕掉所述多個超導(dǎo)材料層上的硬掩膜，得到集成在所述襯底上的多個目標(biāo)電路元件；

基于所述多個目標(biāo)電路元件制備目標(biāo)量子器件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述多個超導(dǎo)材料層為兩個超導(dǎo)材料層，所述兩個超導(dǎo)材料層為第一超導(dǎo)材料層和第二超導(dǎo)材料層的情況下，所述依次在襯底的不同區(qū)域上得到多個超導(dǎo)材料層，包括：

在所述襯底上沉積由第一目標(biāo)區(qū)域范圍的第一硬掩膜覆蓋所述第一目標(biāo)區(qū)域范圍的第一超導(dǎo)材料的第一超導(dǎo)材料層，其中，所述第一超導(dǎo)材料為具有動力學(xué)電感的超導(dǎo)材料；

在沉積有所述第一超導(dǎo)材料層的所述襯底上沉積第二超導(dǎo)材料；

將第二硬掩膜覆蓋在所述第二超導(dǎo)材料上；

對所述第二硬掩膜和所述第二超導(dǎo)材料進(jìn)行刻蝕處理，得到由第二目標(biāo)區(qū)域范圍的第二硬掩膜覆蓋所述第二目標(biāo)區(qū)域范圍的第二超導(dǎo)材料的第二超導(dǎo)材料層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述襯底上沉積由第一目標(biāo)區(qū)域范圍的第一硬掩膜覆蓋所述第一目標(biāo)區(qū)域范圍的第一超導(dǎo)材料的第一超導(dǎo)材料層，包括：

在所述襯底上沉積所述第一超導(dǎo)材料；

將所述第一硬掩膜覆蓋在所述第一超導(dǎo)材料上；

確定所述第一超導(dǎo)材料要留在所述襯底上的第一目標(biāo)區(qū)域范圍；

對所述第一硬掩膜和所述第一超導(dǎo)材料進(jìn)行刻蝕處理，得到由第一目標(biāo)區(qū)域范圍的第一硬掩膜覆蓋所述第一目標(biāo)區(qū)域范圍的第一超導(dǎo)材料的第一超導(dǎo)材料層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對所述第一硬掩膜和所述第一超導(dǎo)材料進(jìn)行刻蝕處理，得到由第一目標(biāo)區(qū)域范圍的第一硬掩膜覆蓋所述第一目標(biāo)區(qū)域范圍的第一超導(dǎo)材料的第一超導(dǎo)材料層，包括：

分別逐步刻蝕掉所述第一硬掩膜中第一其它區(qū)域范圍的第一硬掩膜，以及刻蝕掉所述第一超導(dǎo)材料中所述第一其它區(qū)域的超導(dǎo)材料，得到由所述第一目標(biāo)區(qū)域范圍的第一硬掩膜覆蓋所述第一目標(biāo)區(qū)域范圍的第一超導(dǎo)材料的第一超導(dǎo)材料層，其中，所述第一其它區(qū)域范圍為所述襯底上除所述第一目標(biāo)區(qū)域范圍之外的區(qū)域范圍。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對所述第二硬掩膜和所述第二超導(dǎo)材料進(jìn)行刻蝕處理，得到由第二目標(biāo)區(qū)域范圍的第二硬掩膜覆蓋所述第二目標(biāo)區(qū)域范圍的第二超導(dǎo)材料的第二超導(dǎo)材料層，包括：

分別逐步刻蝕掉所述第二硬掩膜中第二其它區(qū)域的第二硬掩膜，以及刻蝕掉所述第二超導(dǎo)材料中所述第二其它區(qū)域的超導(dǎo)材料，得到由所述第二目標(biāo)區(qū)域范圍的第二硬掩膜覆蓋所述第二目標(biāo)區(qū)域范圍的第二超導(dǎo)材料的第二超導(dǎo)材料層，其中，所述第二其它區(qū)域范圍為所述襯底上除所述第二目標(biāo)區(qū)域范圍之外的區(qū)域范圍。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多個目標(biāo)電路元件制備目標(biāo)超導(dǎo)器件，包括：

確定所述襯底上的結(jié)區(qū)和歐姆接觸區(qū)；

采用陰影蒸發(fā)方法，在所述結(jié)區(qū)蒸發(fā)沉積約瑟夫森結(jié)和在所述歐姆接觸區(qū)蒸發(fā)沉積歐姆接觸，得到作為所述目標(biāo)超導(dǎo)器件的超導(dǎo)量子比特。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述超導(dǎo)量子比特為Fluxonium量子比特。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述襯底上沉積由第一目標(biāo)區(qū)域范圍的第一硬掩膜覆蓋所述第一目標(biāo)區(qū)域范圍的第一超導(dǎo)材料的第一超導(dǎo)材料層之后，還包括：

對所述第一超導(dǎo)材料層進(jìn)行高溫退火處理，得到目標(biāo)第一超導(dǎo)材料層，其中，所述目標(biāo)第一超導(dǎo)材料層中的第一超導(dǎo)材料的動力學(xué)電感的數(shù)值達(dá)到目標(biāo)動力學(xué)電感值。