超导量子芯片及制备方法，以及超导量子计算机技术

本发明专利技术公开了一种超导量子芯片及制备方法，以及超导量子计算机。其中，上述方案涉及量子技术领域，该超导量子芯片包括：第一芯片，第二芯片，以及在第一芯片和第二芯片之间依次制备的刚性支撑体和压接体，刚性支撑体和压接体形成第一芯片和第二芯片之间的机械连接和电连接。本发明专利技术解决了在相关技术中，制备的倒装芯片存在压接倾斜，导致良率低的技术问题。导致良率低的技术问题。导致良率低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
超导量子芯片及制备方法，以及超导量子计算机


[0001]本专利技术涉及量子
，具体而言，涉及一种超导量子芯片及制备方法，以及超导量子计算机。

技术介绍

[0002]倒装芯片(Flip
‑
chip)是实现可扩展多比特超导量子处理器的必要技术。目前的主流flip
‑
chip工艺均基于铟(In)柱工艺，即：通过将厚In镀层制备为柱状结构后，通过压接方式键合于另一超导量子芯片之上，构成flip
‑
chip结构。此主流方式中，In柱同时起到机械支撑和电学导通作用。但In质地柔软，易出现压接倾斜，导致良率降低。
[0003]因此，在相关技术中，制备的倒装芯片存在压接倾斜，导致良率低的问题。
[0004]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种超导量子芯片及制备方法，以及超导量子计算机，以至少解决在相关技术中，制备的倒装芯片存在压接倾斜，导致良率低的技术问题。
[0006]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种超导量子芯片，包括：第一芯片，第二芯片，以及在所述第一芯片和所述第二芯片之间依次制备的刚性支撑体和压接体，所述刚性支撑体和所述压接体形成所述第一芯片和所述第二芯片之间的机械连接和电连接。
[0007]可选地，所述刚性支撑体包括：刚性柱，以及制备于所述刚性柱上的超导薄膜。
[0008]可选地，所述刚性柱的材料为以下至少之一：硅氧化物，氮化硅。
[0009]可选地，所述超导薄膜的材料为以下至少之一：氮化钛，钽，铝。
[0010]可选地，所述刚性支撑体的一端制备于所述第一芯片上，所述压接体制备于所述刚性支撑体的另一端。
[0011]可选地，所述压接体制备于所述第二芯片上。
[0012]可选地，所述压接体通过压接的方式将所述第一芯片键合于所述第二芯片上。
[0013]可选地，所述压接体的材料为铟。
[0014]根据本专利技术的另一方面，提供了一种超导量子器件，包括：芯片本体，制备于所述芯片本体上的刚性支撑体,以及制备于所述刚性支撑体上的压接体，所述刚性支撑体和所述压接体形成所述超导量子器件的所述芯片本体和另一超导量子器件的芯片本体之间的机械连接和电连接。
[0015]可选地，所述刚性支撑体包括：刚性柱，以及制备于所述刚性柱上的超导薄膜。
[0016]根据本专利技术的还一方面，提供了一种超导量子芯片的制备方法，包括：在第一芯片上制备初始衬底；在所述初始衬底上制备刚性支撑体；在所述刚性支撑体上制备压接体；通过所述压接体将所述第一芯片压接于第二芯片上，其中，所述刚性支撑体和所述压接体形成所述第一芯片和所述第二芯片之间的机械连接和电连接。
[0017]可选地，所述在所述初始衬底上制备刚性支撑体，包括：在所述初始衬底上制备刚
性柱；在所述刚性柱上制备超导薄膜，得到在所述衬底上制备的刚性支撑体。
[0018]可选地，通过以下方式至少之一，在所述初始衬底上制备刚性柱：在所述初始衬底上制备刚性介质层，通过光刻
‑
刻蚀工艺在所述刚性介质层上制备所述刚性柱；采用刚性介质在所述初始衬底上直接刻蚀出所述刚性柱。
[0019]根据本专利技术的再一方面，提供了一种超导量子计算机，包括：上述任一项所述的超导量子芯片。
[0020]在本专利技术实施例中，通过在第一芯片和第二芯片之间依次制备刚性支撑体和压接体,该刚性支撑体和压接体形成第一芯片和第二芯片之间的机械连接和电连接。由于刚体支撑体的硬度较高，具有良好的机械性能，能够稳定好第一芯片和第二芯片之间的间距，避免第一芯片与第二芯片之间压接导致的倾斜问题，实现在保证电连接的基础上，机械连接更为稳定，精确，提高基于倒装工艺制备的超导量子芯片的良率。
附图说明
[0021]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0022]图1是根据本专利技术实施例提供的超导量子芯片的结构示意图；
[0023]图2是根据本专利技术实施例提供的超导量子器件的结构示意图；
[0024]图3是根据本专利技术实施例提供的超导量子芯片的制备方法的流程图；
[0025]图4是根据本专利技术实施例提供的超导量子计算机的结构示意图；
[0026]图5是根据本可选实施方式中制备初始衬底的示意图；
[0027]图6是根据本可选实施方式中在初始衬底上制备刚性介质层的示意图；
[0028]图7是根据本可选实施方式中将刚性介质层制备成刚性柱结构的示意图；
[0029]图8是根据本可选实施方式中在刚性柱结构上制备超导薄膜的示意图；
[0030]图9是根据本可选实施方式中在制备有超导薄膜的刚性柱结构顶端制备压接薄膜的示意图；
[0031]图10是根据本可选实施方式中最终得到的完整超导量子芯片的示意图。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0033]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品
或设备固有的其它步骤或单元。
[0034]首先，在对本申请实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：
[0035]Flip
‑
chip：一种将两层芯片集成为一体的一种工艺，两层芯片间有相应结构提供机械支撑和电学连接。Flip
‑
Chip，又称倒装焊接或倒装封装，是芯片封装技术的一种。该封装技术主要区别于打线(wire bonding)的互连方式。倒装封装是将裸芯片长出凸块(bump)，然后将裸芯片翻转过来使凸块与基板直接连接而得名。Flip chip还称倒装片，是在I/O pad上沉积锡铅球，封装形式的芯片结构和I/O端(锡球)方向朝下，由于I/O引出端分布于整个芯片表面，故在封装密度和处理速度上得到很大程度的提升。Flipchip芯片的封装步骤如下：(1)在晶圆上刻画积体电路；(2)裸芯片pad表面金属化；(3)将焊接点沉积在每个pa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，其特征在于，包括：第一芯片，第二芯片，以及在所述第一芯片和所述第二芯片之间依次制备的刚性支撑体和压接体，所述刚性支撑体和所述压接体形成所述第一芯片和所述第二芯片之间的机械连接和电连接。2.根据权利要求1所述的超导量子芯片，其特征在于，所述刚性支撑体包括：刚性柱，以及制备于所述刚性柱上的超导薄膜。3.根据权利要求2所述的超导量子芯片，其特征在于，所述刚性柱的材料为以下至少之一：硅氧化物，氮化硅。4.根据权利要求2所述的超导量子芯片，其特征在于，所述超导薄膜的材料为以下至少之一：氮化钛，钽，铝。5.根据权利要求1所述的超导量子芯片，其特征在于，所述刚性支撑体的一端制备于所述第一芯片上，所述压接体制备于所述刚性支撑体的另一端。6.根据权利要求1所述的超导量子芯片，其特征在于，所述压接体制备于所述第二芯片上。7.根据权利要求1所述的超导量子芯片，其特征在于，所述压接体通过压接的方式将所述第一芯片键合于所述第二芯片上。8.根据权利要求1至7中任一项所述的超导量子芯片，其特征在于，所述压接体的材料为铟。9.一种超导量子器件，其特征在于，包括：芯片本体，制备于所述芯片本体上的刚性支撑体,以及制备于所述刚性支撑体上的压...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓昊，李之升，
申请(专利权)人：阿里巴巴达摩院杭州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：