本申请公开了一种掩模版制备方法、掩模版、约瑟夫森结元件及量子芯片，属于量子信息领域，尤其是量子计算技术领域。掩模版制备方法包括：提供一介质层，所述介质层的厚度与待制备的目标图形的线宽之比大于图形化设备允许的切割深宽比；确定所述介质层的第一子层和第二子层，其中，所述第二子层的厚度与所述目标图形的线宽之比小于或等于所述切割深宽比；形成位于所述第二子层上的所述目标图形，以及位于所述第一子层上的第一图形，且所述第一图形暴露出所述目标图形。本申请能够在提供的介质层厚度与待制备的目标图形的线宽之比大于图形化设备允许的切割深宽比时，能够制备出包含目标图形的掩模版。含目标图形的掩模版。
【技术实现步骤摘要】
掩模版制备方法、掩模版、约瑟夫森结元件及量子芯片
[0001]本申请属于量子信息领域，尤其是量子计算领域，特别地，本申请涉及一种掩模版制备方法、掩模版、约瑟夫森结元件及量子芯片。
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。与一般计算机比较起来,信息处理量愈多，对于量子计算机实施运算也就愈加有利，也就更能确保运算具备精准性。
[0003]量子芯片作为量子计算机的核心部件，其工艺制备方法主要包括两种：光刻法和掩模法。光刻法受限于曝光精度的约束，会使图形线宽存在不稳定的情况。在量子芯片中微小元器件加工时，任何微小的尺寸变动都可能会影响量子芯片的性能参数。掩模法可以克服图形线宽不稳定的情况，但是其难以在提供的介质层厚度与待制备的目标图形的线宽之比大于图形化设备允许的切割深宽比时，制备出包含目标图形的掩模版。
专利技术创造内容
[0004]本申请的目的是提供一种掩模版制备方法、掩模版、约瑟夫森结元件及量子芯片，以解决现有技术中的不足，其在提供的介质层厚度与待制备的目标图形的线宽之比大于图形化设备允许的切割深宽比时，能够制备出包含目标图形的掩模版。
[0005]第一方面，本申请的一个实施例提供了一种掩模版制备方法，包括：
[0006]提供一介质层，所述介质层的厚度与待制备的目标图形的线宽之比大于图形化设备允许的切割深宽比；
[0007]确定所述介质层的第一子层和第二子层，其中，所述第二子层的厚度与所述目标图形的线宽之比小于或等于所述切割深宽比；
[0008]形成位于所述第二子层上的所述目标图形，以及位于所述第一子层上的第一图形，且所述第一图形暴露出所述目标图形。
[0009]可选的，所述确定所述介质层的第一子层和第二子层，包括：
[0010]若所述介质层的厚度与所述目标图形的线宽之比大于或等于预设阈值，则确定至少两个第一子层和一个第二子层；
[0011]若所述介质层的厚度与所述目标图形的线宽之比小于所述预设阈值，则确定一个所述第一子层和一个所述第二子层。
[0012]可选的，所述形成位于所述第二子层上的所述目标图形之前，所述方法还包括：
[0013]在所述介质层上形成用于定位切割的标记，以及基于所述标记确定所述第一子层上用于形成第一图形的第一目标区域及所述第二子层上用于形成所述目标图形的第二目标区域。
[0014]可选的，所述形成位于所述第二子层上的所述目标图形，以及位于所述第一子层
上的第一图形，包括：
[0015]采用所述图形化设备沿着所述第一子层的厚度方向切割所述第一目标区域，形成位于所述第一子层上的第一图形；以及沿着所述第二子层的厚度方向切割所述第二目标区域，形成位于所述第二子层上的所述目标图形。
[0016]可选的，所述提供一介质层，包括：
[0017]提供一半导体器件，所述半导体器件包括所述介质层、衬底以及位于所述衬底和所述介质层之间的绝缘层。
[0018]可选的，所述衬底为硅衬底，所述介质层为硅介质层，所述绝缘层为二氧化硅绝缘层。
[0019]可选的，所述绝缘层、所述介质层、所述衬底三者的厚度依次增大。
[0020]可选地，所述预设阈值为5。
[0021]可选地，所述图形化设备为聚焦离子束FIB设备，所述切割深宽比为1：1。
[0022]第二方面，本申请的一个实施例提供了一种约瑟夫森结元件制备方法，根据权利要求第一方面任一项所述的方法制备的掩模版制备约瑟夫森结元件，所述目标图形的线宽为150nm
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250nm。
[0023]第三方面，本申请的一个实施例提供了一种掩模版，包括具有第一子层和第二子层的介质层，所述介质层的厚度与待制备的目标图形的线宽之比大于图形化设备允许的切割深宽比，所述第一子层上形成有第一图形，所述第二子层上形成有目标图形，且所述第一图形暴露出所述目标图形，其中，所述第二子层的厚度与所述目标图形的线宽之比小于或等于所述切割深宽比。
[0024]可选的，若所述介质层的厚度与所述目标图形的线宽之比大于或等于预设阈值，则所述第一子层的数量大于或等于2；若所述介质层的厚度与所述目标图形的线宽之比小于所述预设阈值，则所述第一子层的数量为1。
[0025]可选的，所述介质层还形成有用于定位切割的标记，所述标记用于确定所述第一子层上用于形成所述第一图形的第一目标区域及所述第二子层上用于形成所述目标图形的第二目标区域。
[0026]可选的，所述第一图形采用所述图形化设备沿着所述第一子层的厚度方向切割所述第一目标区域形成；所述目标图形采用所述图形化设备沿着所述第二子层的厚度方向切割所述第二目标区域形成。
[0027]可选的，还包括衬底以及位于所述衬底和所述介质层之间的绝缘层。
[0028]可选的，所述衬底为硅衬底，所述介质层为硅介质层，所述绝缘层为二氧化硅绝缘层。
[0029]可选的，所述绝缘层、所述介质层、所述衬底三者的厚度依次增大。
[0030]可选的，所述预设阈值为5。
[0031]可选的，所述图形化设备为聚焦离子束设备，所述切割深宽比为1：1。
[0032]第四方面，本申请的一个实施例提供了一种约瑟夫森结元件，所述约瑟夫森结元件利用基于第三方面任一项所述的掩模版的掩模工艺制备，所述目标图形的线宽为150nm
‑
250nm。
[0033]第五方面，本申请的一个实施例提供了一种超导量子芯片，所述超导量子芯片包
括第四方面所述的约瑟夫森结元件。
[0034]与现有技术相比，在提供的介质层的厚度与待制备的目标图形的线宽之比大于图形化设备允许的切割深宽比时，本申请先确定介质层的第一子层和第二子层，其中，第二子层的厚度与目标图形的线宽之比小于或等于切割深宽比；然后形成位于第二子层上的目标图形，以及位于第一子层上的第一图形，且第一图形暴露出目标图形，本申请通过分层的方式实现了在提供的介质层的厚度与待制备的目标图形的线宽之比大于图形化设备允许的切割深宽比时，目标图形的制备，最后形成有目标图形的介质层，该介质层可以用于掩模法制备量子芯片中的元器件，因此也有利于控制目标图形的线宽。
附图说明
[0035]图1为本申请实施例提供的一种掩模版制备方法的流程示意图；
[0036]图2为本申请实施例提供的一种介质层的截面示意图；
[0037]图3为本申请实施例提供的另一种介质层的截面示意图；
[0038]图4为本申请实施例提供的一种半导体器件的截面示意图；
[0039]图5为本申请实施例提供的另一种半导体器件的俯视图。
[0040]附图标记说明：1
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介质层，2
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绝缘层，3
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衬底，11
‑
第一子层本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种掩模版制备方法，其特征在于，包括：提供一介质层，所述介质层的厚度与待制备的目标图形的线宽之比大于图形化设备允许的切割深宽比；确定所述介质层的第一子层和第二子层，其中，所述第二子层的厚度与所述目标图形的线宽之比小于或等于所述切割深宽比；形成位于所述第二子层上的所述目标图形，以及位于所述第一子层上的第一图形，且所述第一图形暴露出所述目标图形。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述介质层的第一子层和第二子层，包括：若所述介质层的厚度与所述目标图形的线宽之比大于或等于预设阈值，则确定至少两个第一子层和一个第二子层；若所述介质层的厚度与所述目标图形的线宽之比小于所述预设阈值，则确定一个所述第一子层和一个所述第二子层。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述形成位于所述第二子层上的所述目标图形之前，所述方法还包括：在所述介质层上形成用于定位切割的标记，以及基于所述标记确定所述第一子层上用于形成第一图形的第一目标区域及所述第二子层上用于形成所述目标图形的第二目标区域。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述形成位于所述第二子层上的所述目标图形，以及位于所述第一子层上的第一图形，包括：采用所述图形化设备沿着所述第一子层的厚度方向切割所述第一目标区域，形成位于所述第一子层上的第一图形；以及沿着所述第二子层的厚度方向切割所述第二目标区域，形成位于所述第二子层上的所述目标图形。5.根据权利要求1
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4任一项所述的方法，其特征在于，所述提供一介质层，包括：提供一半导体器件，所述半导体器件包括所述介质层、衬底以及位于所述衬底和所述介质层之间的绝缘层。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述衬底为硅衬底，所述介质层为硅介质层，所述绝缘层为二氧化硅绝缘层。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述绝缘层、所述介质层、所述衬底三者的厚度依次增大。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设阈值为5。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述图形化设备为聚焦离子束FIB设备，所述切割深宽比为1：1。10.一种约瑟夫森结元件制备方法，其特征在于，根据权利要求1
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9任一项所述的方法制备的掩模版制备约...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晖，代志鹏，马亮亮，尤兵，王念慈，陆瑞，
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：
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