一种超导量子芯片制备方法及超导量子芯片技术

本发明专利技术公开了一种超导量子芯片制备方法及超导量子芯片，应用于量子芯片技术领域，包括在第一衬底表面设置分离层；在分离层表面设置空气桥；空气桥的桥面与分离层相贴合，空气桥的桥墩从分离层向背向第一衬底一侧方向延伸；将相互对位的空气桥与电路器件相互电连接；在将空气桥与电路器件相互电连接后，通过分离层将第一衬底与空气桥相互分离，制成超导量子芯片。通过先在第一衬底表面单独的设置空气桥，之后通过倒装焊工艺将空气桥直接倒装焊至第二衬底表面与电路器件相连接，从而将空气桥的制备与其他电路器件的制备相互分离，使其互不干扰，可以避免装配空气桥所带来的负面影响。响。响。

【技术实现步骤摘要】
一种超导量子芯片制备方法及超导量子芯片


[0001]本专利技术涉及量子芯片
，特别是涉及一种超导量子芯片制备方法以及一种超导量子芯片。

技术介绍

[0002]超导量子在近二十年得到了快速发展，尤其在量子芯片方面获得了诸多突破，为实现可容错的量子计算提供了可能。要实现可能的量子计算，至少需要达到1000量级的量子比特数量。超导量子芯片，目前采用共面波导结构利用微波测控技术对比特信息进行读取和调控。由于在多比特芯片的结构布局设计以及实际加工制备中，共面波导结构会存在较为明显的寄生模式，从而影响信号的测控，而多比特的同时调控也会带来明显的相互串扰。为了消除或者降低这些寄生和串扰的影响，目前通常采用空气桥的形式将CPW（共面波导结构）被割裂的地平面之间进行电连接。
[0003]目前空气桥基本在大结构和约瑟夫森结完成制备后再在同一平面上，利用光刻胶热回流或者其他材质充当牺牲层，结合光刻、镀膜和刻蚀工艺进行制备。然而无论是哪种方案，由于都在同一平面进行工艺，后续各道工艺都会对之前的大结构和约瑟夫森结存在影响和风险。
[0004]在现有技术中，若在共面波导结构和约瑟夫森结制备完成后，通过光刻、镀膜以及刻蚀的工艺加工制备出空气桥，存在残留污染以及影响原先器件性能的风险。例如光刻烘烤以及光刻胶回流等高温工艺会对约瑟夫森结特性产生较为明显影响，进而改变芯片整体性能。若在约瑟夫森结制备前加工空气桥，则由于空气桥的存在，对约瑟夫森结制备存在明显的干扰，限制了器件的整体加工工艺。所以如何避免装配空气桥所带来的负面影响是本领域技术人员急需解决的问题。

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，可以避免装配空气桥所带来的负面影响；本专利技术的另一目的在于提供一种超导量子芯片，可以避免装配空气桥所带来的负面影响。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种超导量子芯片制备方法，包括：在第一衬底表面设置分离层；在所述分离层表面设置空气桥；所述空气桥的桥面与所述分离层相贴合，所述空气桥的桥墩从所述分离层向背向所述第一衬底一侧方向延伸；将所述第一衬底与第二衬底相互对位；所述第一衬底朝向所述第二衬底一侧设置有所述空气桥，所述第二衬底朝向所述第一衬底一侧设置有电路器件；将相互对位的所述空气桥与所述电路器件相互电连接；在将所述空气桥与所述电路器件相互电连接后，通过所述分离层将所述第一衬底与所述空气桥相互分离，制成所述超导量子芯片。
[0007]可选的，所述将相互对位的所述空气桥与所述电路器件相互电连接包括：基于倒装焊设备将相互对位的所述空气桥与所述电路器件相互焊接。
[0008]可选的，所述在所述分离层表面设置空气桥包括：在所述分离层表面的预设区域设置超导层；通过第一掩膜遮蔽所述超导层中对应所述桥墩的区域，暴露所述超导层中对应所述桥面的区域；透过所述第一掩膜刻蚀所述超导层中对应所述桥面的区域，形成所述空气桥。
[0009]可选的，所述通过第一掩膜遮蔽与所述超导层中对应所述桥墩的区域，暴露所述超导层中对应所述桥面的区域包括：在所述超导层表面设置光刻胶，并在对应所述桥面的区域光刻，形成所述第一掩膜。
[0010]可选的，所述在所述分离层表面的预设区域设置超导层包括：在所述分离层表面设置光刻胶，并在对应所述预设区域进行光刻，形成暴露所述预设区域的超导层掩膜；透过所述超导层掩膜镀超导材料后，剥离所述超导层掩膜，在所述预设区域形成超导层。
[0011]可选的，所述在所述分离层表面设置空气桥包括：在所述分离层表面的预设区域设置超导层；通过第二掩膜遮蔽所述超导层中对应所述桥面的区域，暴露所述超导层中对应所述桥墩的区域；透过所述第二掩膜在所述超导层中对应所述桥墩的区域设置超导材料，形成所述空气桥。
[0012]可选的，所述通过第二掩膜遮蔽所述超导层中对应所述桥面的区域，暴露所述超导层中对应所述桥墩的区域包括：在所述超导层表面设置光刻胶，并在对应所述桥墩的区域光刻，形成所述第二掩膜。
[0013]可选的，所述透过所述第二掩膜在所述超导层中对应所述桥墩的区域设置超导材料，形成所述空气桥包括：基于蒸镀工艺透过所述第二掩膜蒸镀超导材料；剥离所述第二掩膜，形成所述空气桥。
[0014]可选的，所述分离层为电子束光刻胶层；所述通过所述分离层将所述第一衬底与所述空气桥相互分离包括：将电连接后的样品浸入溶解液溶解所述分离层，分离所述第一衬底与所述空气桥。
[0015]本专利技术还提供了一种超导量子芯片，包括由上述任一项所述超导量子芯片制备方法所制备而成的超导量子芯片。
[0016]本专利技术所提供的一种超导量子芯片制备方法，包括：在第一衬底表面设置分离层；在分离层表面设置空气桥；空气桥的桥面与分离层相贴合，空气桥的桥墩从分离层向背向第一衬底一侧方向延伸；将第一衬底与第二衬底相互对位；第一衬底朝向第二衬底一侧设
置有空气桥，第二衬底朝向第一衬底一侧设置有电路器件；将相互对位的空气桥与电路器件相互电连接；在将空气桥与电路器件相互电连接后，通过分离层将第一衬底与空气桥相互分离，制成超导量子芯片。
[0017]通过先在第一衬底表面单独的设置空气桥，之后通过倒装焊工艺将空气桥直接倒装焊至第二衬底表面与电路器件相连接，从而将空气桥的制备与其他电路器件的制备相互分离，使其互不干扰，最后仅需要通过倒装焊设备将空气桥与电路器件相互连接即可，避免在衬底表面先后制备空气桥与电路器件所产生的干扰，避免装配空气桥所带来的负面影响。
[0018]本专利技术还提供了一种超导量子芯片，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。
附图说明
[0019]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1至图5为本专利技术实施例所提供的一种超导量子芯片制备方法的工艺流程图；图6至图12为本专利技术实施例所提供的一种具体的超导量子芯片制备方法的工艺流程图；图13至图16为本专利技术实施例所提供的另一种具体的超导量子芯片制备方法的工艺流程图。
[0021]图中：1.第一衬底、2.分离层、3.空气桥、31.超导层掩膜、32.超导层、33.第一掩膜、34.第二掩膜、4.第二衬底、5.电路器件。
具体实施方式
[0022]本专利技术的核心是提供一种超导量子芯片制备方法。在现有技术中，若在共面波导结构和约瑟夫森结制备完成后，通过光刻、镀膜以及刻蚀的工艺加工制备出空气桥，存在残留污染以及影响原先器件性能的风险。例如光刻烘烤以及光刻胶回流等高温工艺会对约瑟夫森结特性产生较为明显影响，进而改变芯片整体性能。若在约瑟夫森结制备前加工空气桥，则由于空气桥的存在，对约瑟夫森结制备存在明显的干扰，限制了器件的整体加工工艺。
[0023]而本专利技术所提供的一种超导量子芯片制备本文档来自技高网...

【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：在第一衬底表面设置分离层；在所述分离层表面设置空气桥；所述空气桥的桥面与所述分离层相贴合，所述空气桥的桥墩从所述分离层向背向所述第一衬底一侧方向延伸；将所述第一衬底与第二衬底相互对位；所述第一衬底朝向所述第二衬底一侧设置有所述空气桥，所述第二衬底朝向所述第一衬底一侧设置有电路器件；将相互对位的所述空气桥与所述电路器件相互电连接；在将所述空气桥与所述电路器件相互电连接后，通过所述分离层将所述第一衬底与所述空气桥相互分离，制成所述超导量子芯片。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将相互对位的所述空气桥与所述电路器件相互电连接包括：基于倒装焊设备将相互对位的所述空气桥与所述电路器件相互焊接。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述分离层表面设置空气桥包括：在所述分离层表面的预设区域设置超导层；通过第一掩膜遮蔽所述超导层中对应所述桥墩的区域，暴露所述超导层中对应所述桥面的区域；透过所述第一掩膜刻蚀所述超导层中对应所述桥面的区域，形成所述空气桥。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过第一掩膜遮蔽与所述超导层中对应所述桥墩的区域，暴露所述超导层中对应所述桥面的区域包括：在所述超导层表面设置光刻胶，并在对应所述桥面的区域光刻，形成所述第一掩膜。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述分离层表面的预设区域设置超导层包...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟文，杨晖，任阳，刘姿，
申请(专利权)人：量子科技长三角产业创新中心，
类型：发明
国别省市：