[發(fā)明專利]約瑟夫森結(jié)及超導(dǎo)電子器件的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211493020.8
• 申請日: 2022-11-25
• 公開（公告）號: CN115835767A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國峰;王永良;榮亮亮;董慧;謝曉明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號: H10N60/01
• 分類號: H10N60/01;H10N60/12
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種約瑟夫森結(jié)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供襯底；

于所述襯底上形成自下而上堆疊的第一超導(dǎo)層、絕緣勢壘層及第二超導(dǎo)層，其中，所述第一超導(dǎo)層具有第一厚度，所述第二超導(dǎo)層具有第二厚度，且所述第一厚度大于所述第二厚度；

刻蝕所述第二超導(dǎo)層及所述絕緣勢壘層，顯露部分所述第一超導(dǎo)層；

刻蝕顯露的所述第一超導(dǎo)層形成下層引出電極，同時刻蝕所述第二超導(dǎo)層在所述絕緣勢壘層上形成第一超導(dǎo)條帶線；

形成絕緣保護(hù)層，所述絕緣保護(hù)層覆蓋所述絕緣勢壘層，且顯露所述第一超導(dǎo)條帶線的表面及所述下層引出電極的表面；

于所述第一超導(dǎo)條帶線上形成第三超導(dǎo)層；

刻蝕所述第三超導(dǎo)層形成第二超導(dǎo)條帶線及上層引出電極，同時刻蝕所述第一超導(dǎo)條帶線顯露所述絕緣勢壘層，且所述第二超導(dǎo)條帶線與所述第一超導(dǎo)條帶線交叉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的約瑟夫森結(jié)的制備方法，其特征在于：所述第二超導(dǎo)層的厚度與所述第一超導(dǎo)層的厚度的比值范圍為1:4～1:2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的約瑟夫森結(jié)的制備方法，其特征在于：所述第一超導(dǎo)層的厚度為100nm～200nm，所述第二超導(dǎo)層的厚度為50nm～100nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的約瑟夫森結(jié)的制備方法，其特征在于：形成的所述第二超導(dǎo)條帶線與所述第一超導(dǎo)條帶線相垂直。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的約瑟夫森結(jié)的制備方法，其特征在于：形成的所述約瑟夫森結(jié)的尺寸范圍為300nm～600nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的約瑟夫森結(jié)的制備方法，其特征在于：所述絕緣保護(hù)層包括氧化硅層、二氧化硅層及氮化硅層中的一種或組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的約瑟夫森結(jié)的制備方法，其特征在于：所述襯底包括硅襯底、氧化鎂襯底、藍(lán)寶石襯底及碳化硅襯底中的一種；所述襯底包括晶圓級襯底。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的約瑟夫森結(jié)的制備方法，其特征在于：所述第一超導(dǎo)層包括氮化鈮層及鈮層中的至少一種；所述第二超導(dǎo)層包括氮化鈮層及鈮層中的至少一種；所述第三超導(dǎo)層包括氮化鈮層及鈮層中的至少一種；所述絕緣勢壘層包括鋁層、氧化鋁層及氮化鋁層中的至少一種。

9.一種超導(dǎo)電子器件的制備方法，其特征在于：所述超導(dǎo)電子器件的制備方法包括采用如權(quán)利要求1～8中的任意一項所述的約瑟夫森結(jié)的制備方法制備約瑟夫森結(jié)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超導(dǎo)電子器件的制備方法，其特征在于：所述超導(dǎo)電子器件為超導(dǎo)量子干涉器件，且在形成所述絕緣保護(hù)層后還包括形成覆蓋所述絕緣保護(hù)層的鈍化層的步驟，且所述鈍化層的制備步驟在形成所述超導(dǎo)量子干涉器件的電阻層之后。