电接触连接方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电接触连接方法及系统。该电接触连接方法包括：将第一探针与第一膜层接触；将第二探针向第一膜层移动，并实时监测第一探针与第二探针之间的电阻值；监测所述电阻值的第一次突变，并继续移动所述第二探针；监测所述电阻值的第二次突变，并在第二次突变发生时停止所述第二探针的移动，此时所述第二探针与第二膜层相接触。在本发明专利技术提供的电接触连接方法及系统中，通过实时监测第一探针与第二探针之间电阻值的变化情况，使第二探针能够精准下探至第一膜层和第二膜层的分界面处，使得第二探针与第二膜层实现良好的电学连接而又不损伤第二膜层。又不损伤第二膜层。又不损伤第二膜层。

【技术实现步骤摘要】
电接触连接方法及系统


[0001]本专利技术属于量子信息领域，尤其是量子芯片检测领域，特别是涉及一种电 接触连接方法及系统。

技术介绍

[0002]超导量子芯片上的关键结构是超导量子比特，超导量子比特的关键结构是 约瑟夫森结。约瑟夫森结是两块电极中间由一层薄的绝缘体隔绝而形成的特殊 器件。为了保证超导量子芯片的性能，必须严格控制超导量子比特的频率参数， 超导量子比特的常温电阻表征是反应频率参数的重要信息，而约瑟夫森结的电 阻是超导量子比特的常温电阻表征的关键，因此需要对约瑟夫森结的电阻进行 准确测量。
[0003]目前，还没有专门针对超导量子芯片的电阻测量方案，现阶段超导量子芯 片的电阻测量采用的是传统的半导体芯片的电阻测量方案，即采用探针扎入器 件内部结构形成直接接触的方式来测量电阻，这主要是由于约瑟夫森结的电极 上会形成氧化层，这一氧化层是不被希望生成的，但又难以去除，因此需要穿 过氧化层才能够较为准确的获得电极之间的电阻，否则氧化层的存在会对测量 结果产生干扰。然而，约瑟夫森结的电极被探针扎入会造成超导量子比特性能 损失，但是采用半导体芯片的电阻测量方案必然会使探针扎入电极，严重的甚 至探针会扎穿电极，直接损坏约瑟夫森结。所以传统的半导体芯片的电阻测量 方案并不适用于超导量子芯片。
专利技术创造内容
[0004]本专利技术的目的是提供电接触连接方法及系统，以解决现有技术中探针不易 与目标膜层精确接触的问题。
[0005]为实现上述目的以及其他相关目的，本专利技术提供如下示例：r/>[0006]1.本专利技术提供的示例1：一种电接触连接方法，其中，包括：
[0007]将第一探针与第一膜层接触；
[0008]将第二探针向第一膜层移动，并实时监测第一探针与第二探针之间的电阻 值；
[0009]监测所述电阻值的第一次突变，并继续移动所述第二探针；
[0010]监测所述电阻值的第二次突变，并在第二次突变发生时停止所述第二探针 的移动，此时所述第二探针与第二膜层相接触。
[0011]2.本专利技术提供的示例2：包括示例1，其中，所述第二膜层为约瑟夫森结 的电极，所述第一膜层为所述电极表面的氧化层。
[0012]3.本专利技术提供的示例3：包括示例2，其中，所述第一探针的扎针位置相 比所述第二探针的扎针位置远离约瑟夫森结。
[0013]4.本专利技术提供的示例4：包括示例1，其中，通过监测所述第一探针所受 到的压力以使得所述第一探针与第一膜层接触。
[0014]5.本专利技术提供的示例5：包括示例1，其中，所述第一次突变为电阻值从 1MΩ以上
降低至1KΩ～10KΩ。
[0015]6.本专利技术提供的示例6：包括示例1，其中，所述第二次突变为电阻值变 为10Ω～1000Ω。
[0016]7.本专利技术提供的示例7：包括示例1，其中，所述第一膜层的厚度介于 0.1nm～5nm之间。
[0017]8.本专利技术提供的示例8：一种电接触连接系统，其中，包括：
[0018]位移调节组件，设置于所述位移调节组件上的第一探针和第二探针；
[0019]电阻监测模块，所述第一探针和第二探针皆与所述电阻监测模块相连接； 以及
[0020]芯片位移台，所述第一探针和第二探针在所述位移调节组件的驱动下能够 分别与所述芯片位移台相对运动。
[0021]9.本专利技术提供的示例9：包括示例8，其中，所述电阻监测模块用于实时 监测所检测的电阻值，并在所述电阻值发生突变时控制所述位移调节组件的移 动。
[0022]10.本专利技术提供的示例10：包括示例8，其中，还包括微力传感器，所 述微力传感器设置于所述位移调节组件上，至少所述第一探针设置于所述微力 传感器的测头上。
[0023]11.本专利技术提供的示例11：包括示例8，其中，所述第一探针和所述第 二探针为钨针或钨合金针，所述第一探针和所述第二探针表面可电镀有保护层， 所述第一探针比所述第二探针粗。
[0024]12.本专利技术提供的示例12：包括示例11，其中，所述第一探针的针柄直 径介于10
‑
500μm，针尖直径介于0.5
‑
15μm，所述第二探针的针柄直径介于 5
‑
50μm，针尖直径介于0.2
‑
1μm。
[0025]在本专利技术提供的上述示例中，通过实时监测第一探针与第二探针之间电阻 值的变化情况，使第二探针能够精准下针至第一膜层和第二膜层的分界面处， 使得第二探针与第二膜层实现良好的电学连接而又不损伤第二膜层。
[0026]在本专利技术提供的上述示例中，使第二探针能够精准下针至约瑟夫森结电极 的氧化层与电极的分界面，使第二探针能够与约瑟夫森结的电极实现良好的电 学连接而又不至于损伤电极，避免影响约瑟夫森结的性能。
附图说明
[0027]图1为超导量子芯片的一种量子比特的结构示意图；
[0028]图2为超导量子芯片的另一种量子比特的结构示意图；
[0029]图3为约瑟夫森结的结构示意图；
[0030]图4为本专利技术一个实施例中提供的电接触连接方法的流程示意图一；
[0031]图5为本专利技术一个实施例中提供的电接触连接方法的流程示意图二；
[0032]图6为本专利技术一个实施例中提供的扎针位置示意图；
[0033]图7为本专利技术一个实施例中提供的电接触连接系统的结构示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列 描述和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用 非常简化的形式
且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术 实施例的目的。
[0035]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右
”ꢀ
等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于 描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的 方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0036]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相 对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第 二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述 中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0037]根据构建量子比特所采用的不同物理体系，量子比特在物理实现方式上包 括超导量子电路、半导体量子点、离子阱、金刚石空位、拓扑量子、光子等。
[0038]超导量子计算是目前进展最快最好的一种固体量子计算实现方法。对于超 导量子芯片而言，量子比特的结构可以采用单个对地的电容，即一端接地、另 一端与该电容连接的超导量子干涉装置，并且该电容常为十字型平行板电容， 参见图1所示，电容板C
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电接触连接方法，其特征在于，包括：将第一探针与第一膜层接触；将第二探针向第一膜层移动，并实时监测第一探针与第二探针之间的电阻值；监测所述电阻值的第一次突变，并继续移动所述第二探针；监测所述电阻值的第二次突变，并在第二次突变发生时停止所述第二探针的移动，此时所述第二探针与第二膜层相接触。2.根据权利要求1所述的电接触连接方法，其特征在于，所述第二膜层为约瑟夫森结的电极，所述第一膜层为所述电极表面的氧化层。3.根据权利要求2所述的电接触连接方法，其特征在于，所述第一探针的扎针位置相比所述第二探针的扎针位置远离约瑟夫森结。4.根据权利要求1所述的电接触连接方法，其特征在于，通过监测所述第一探针所受到的压力以使得所述第一探针与第一膜层接触。5.根据权利要求1所述的电接触连接方法，其特征在于，所述第一次突变为电阻值从1MΩ以上降低至1KΩ～10KΩ。6.根据权利要求3所述的电接触连接方法，其特征在于，所述第二次突变为电阻值变为100Ω～1000Ω。7.根据权利要求1所述的电接触连接方法，其特征在于，所述第一膜层的厚度介于0.1nm～5nm之间。8.一种电接触连接系统，其特征在于，包括：位移调节组件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，刘尧，张福，金贤胜，
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：