一种超导量子芯片制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超导量子芯片制备方法，包括：在第一结构件上形成量子比特、读取腔、第一连接端子，其中，所述量子比特和所述读取腔耦合连接，所述量子比特和所述第一连接端子电连接；在第二结构件上形成信号传输线和第二连接端子，其中，所述信号传输线和所述第二连接端子电连接；形成支撑连接件，所述支撑连接件两端分别电连接所述第一连接端子和所述第二连接端子，用于将所述信号传输线上接收到的控制信号传输至所述量子比特。本发明专利技术提供了一种制备高集成度的超导量子芯片的方法。制备高集成度的超导量子芯片的方法。制备高集成度的超导量子芯片的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种超导量子芯片制备方法


[0001]本专利技术属于芯片制备领域，特别是一种超导量子芯片制备方法。

技术介绍

[0002]量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。量子计算机的核心是量子处理器，也称作量子芯片，经典集成电路芯片通过一个个晶体管构建经典比特，二进制信息单元即经典比特，而量子芯片采用不同物理体系构建量子比特，例如超导量子芯片利用约瑟夫森结来实现二能级系统，在经典力学系统中，一个比特的状态是唯一的，而量子力学允许量子比特是同一时刻两个状态的叠加，量子计算技术用2个量子状态来叠加及纠缠，用以执行以量子比特为基础的运算。量子比特越多，量子计算机的计算能力越强。
[0003]超导量子芯片上设置有量子比特、读取腔、微波线路、信号端口等，而这些部件均集成在一块基片表面，但随着对量子计算机计算能力要求的提升，量子比特数量越来越多，在一块基片上制备二维结构的超导量子芯片的尺寸会越来越大，难以集成。
[0004]目前如何制备集成度高的超导量子芯片，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种超导量子芯片制备方法，以解决现有技术中的不足，它能够提供一种制备集成度高的立体结构的超导量子芯片的方法。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]在第一结构件上形成量子比特、读取腔和第一连接端子，其中，所述量子比特和所述读取腔耦合连接，所述量子比特和所述第一连接端子电连接；在第二结构件上形成信号传输线和第二连接端子，其中，所述信号传输线和所述第二连接端子电连接；形成支撑连接件，所述支撑连接件两端分别电连接所述第一连接端子和所述第二连接端子，用于将所述信号传输线上接收到的控制信号传输至所述量子比特。
[0008]进一步的，所述在第一结构件上形成量子比特、读取腔和第一连接端子的步骤，包括：形成贯穿所述第一结构件的第一表面和第二表面的第一通孔；在所述第一通孔内填充第一金属层；在所述第一结构件的第二表面形成所述第一连接端子；在所述第一结构件的第一表面形成所述量子比特和所述读取腔；其中，所述第一金属层用于电连接所述量子比特和所述第一连接端子。
[0009]进一步的，在所述形成贯穿所述第一结构件的第一表面和第二表面的第一通孔的步骤之前，包括：在所述第一结构件的第二表面形成第一保护膜。
[0010]进一步的，所述形成贯穿所述第一结构件的第一表面和第二表面的第一通孔的步骤，包括：利用电感耦合等离子体刻蚀所述第一结构件形成所述第一通孔。
[0011]进一步的，所述在所述第一通孔内填充第一金属层的步骤，包括：利用原子层沉积
技术在所述第一通孔内形成所述第一金属层。
[0012]进一步的，在所述利用原子层沉积技术在所述第一通孔内形成所述第一金属层的步骤之后，在所述第一金属层表面形成第二保护膜。
[0013]进一步的，所述在第一结构件上形成量子比特、读取腔和第一连接端子的步骤，包括：在所述第一结构件的第二表面形成所述量子比特、所述读取腔和所述第一连接端子；所述在第二结构件上形成信号传输线和第二连接端子的步骤，包括：在所述第二结构件的第一表面形成所述信号传输线和所述第二连接端子；其中，第一表面和第二表面相对设置。
[0014]进一步的，所述在第二结构件上形成信号传输线和第二连接端子的步骤，包括：形成贯穿所述第二结构件的第一表面和第二表面的第二通孔；在所述第二通孔内填充第二金属层；在所述第二结构件的第一表面形成所述第二连接端子；在所述第二结构件的第二表面形成所述信号传输线；其中，所述第二金属层用于电连接所述信号传输线和所述第二连接端子。
[0015]进一步的，所述形成支撑连接件，所述支撑连接件两端分别电连接所述第一连接端子和所述第二连接端子的步骤，包括：在所述第二连接端子表面形成支撑连接件；将所述支撑连接件的另一端与所述第一连接端子电连接。
[0016]进一步的，所述将所述支撑连接件的另一端与所述第一连接端子电连接的步骤，包括：利用倒装焊接技术将所述支撑连接件的另一端与所述第一连接端子焊接。
[0017]与现有技术相比，本专利技术通过在第一结构件上形成量子比特、读取腔、第一连接端子，其中，所述量子比特和所述读取腔耦合连接，所述量子比特和所述第一连接端子电连接；并在第二结构件上形成信号传输线和第二连接端子，其中，所述信号传输线和所述第二连接端子电连接；以及形成支撑连接件，并将所述支撑连接件两端分别电连接所述第一连接端子和所述第二连接端子，用于将所述信号传输线上接收到的控制信号传输至所述量子比特，构成了完整的超导量子芯片的电路结构。本专利技术提供了一种制备高集成度的超导量子芯片的方法。
附图说明
[0018]图1为现有技术中二维结构的超导量子芯片结构图；
[0019]图2为本专利技术超导量子芯片制备方法流程图；
[0020]图3为本专利技术第一结构件形成方法流程图；
[0021]图4为本专利技术形成第一通孔的结构示意图；
[0022]图5为本专利技术形成第一通孔表面的第一金属层的结构示意图；
[0023]图6为本专利技术形成第二保护膜的结构示意图；
[0024]图7为本专利技术第一结构件去除第一保护膜示意图；
[0025]图8为本专利技术第一结构件的第二表面电路结构示意图；
[0026]图9为本专利技术第一结构件的第一表面电路结构示意图；
[0027]图10为本专利技术第一结构件的整体结构示意图；
[0028]图11为本专利技术第二结构件的第一表面电路结构示意图；
[0029]图12为本专利技术采用第一种超导量子芯片制备方法制备的芯片结构示意图；
[0030]图13为本专利技术第二种超导量子芯片制备方法流程图；
[0031]图14为本专利技术第二结构件的第二连接端子结构示意图；
[0032]图15为本专利技术第二结构件的信号传输线结构示意图；
[0033]图16为本专利技术采用第二种超导量子芯片制备方法制备的芯片结构示意图；
[0034]图17为本专利技术第三种超导量子芯片制备方法流程图；
[0035]图18为本专利技术采用第三种超导量子芯片制备方法制备的芯片结构示意图；
[0036]图19为本专利技术形成支撑连接件的流程示意图；
[0037]图20为本专利技术形成支撑连接件的结构示意图。
[0038]附图标记说明：1
‑
衬底，11
‑
量子比特，12
‑
读取腔，13
‑
信号传输线，14
‑
信号端口，10
‑
第一结构件，20
‑
第二结构件，30
‑
支撑连接件，101
‑
量子比特，102
‑
读取腔，103
‑
第一连接端子，104<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导量子芯片制备方法，其特征在于，包括：在第一结构件上形成量子比特、读取腔和第一连接端子，其中，所述量子比特和所述读取腔耦合连接，所述量子比特和所述第一连接端子电连接；在第二结构件上形成信号传输线和第二连接端子，其中，所述信号传输线和所述第二连接端子电连接；形成支撑连接件，所述支撑连接件两端分别电连接所述第一连接端子和所述第二连接端子，用于将所述信号传输线上接收到的控制信号传输至所述量子比特。2.根据权利要求1所述的超导量子芯片制备方法，其特征在于，所述在第一结构件上形成量子比特、读取腔和第一连接端子的步骤，包括：形成贯穿所述第一结构件的第一表面和第二表面的第一通孔；在所述第一通孔内填充第一金属层；在所述第一结构件的第二表面形成所述第一连接端子；在所述第一结构件的第一表面形成所述量子比特和所述读取腔；其中，所述第一金属层用于电连接所述量子比特和所述第一连接端子。3.根据权利要求2所述的超导量子芯片制备方法，其特征在于，在所述形成贯穿所述第一结构件的第一表面和第二表面的第一通孔的步骤之前，包括：在所述第一结构件的第二表面形成第一保护膜。4.根据权利要求2所述的超导量子芯片制备方法，其特征在于，所述形成贯穿所述第一结构件的第一表面和第二表面的第一通孔的步骤，包括：利用电感耦合等离子体刻蚀所述第一结构件形成所述第一通孔。5.根据权利要求2所述的超导量子芯片制备方法，其特征在于，所述在所述第一通孔内填充第一金属层的步骤，包括：利用原子层沉积技术在所述第一通孔内形成所述第一金属层。6.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇杰，
申请(专利权)人：合肥本源量子计算科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：