一种空气桥的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种空气桥的制备方法，涉及量子芯片技术领域，包括以预设的曝光剂量分布对电子束光刻胶中的空气桥区域进行灰度曝光，在空气桥区域中形成桥撑结构；曝光剂量分布中，对应桥墩区域的曝光剂量大于对应桥面区域的曝光剂量，且从桥墩区域至桥面区域的曝光剂量均匀变化；空气桥区域外侧不进行曝光；在进行曝光之后，对电子束光刻胶进行显影，在空气桥区域中制成桥撑；在设置超导层后，去除设置在侧壁表面的超导层，剥离电子束光刻胶，制成空气桥。基于电子束灰度曝光，可以在一次曝光显影过程中形成具有斜面的桥撑结构，以及在桥撑四周形成垂直的侧壁。之后可以选择性去除侧壁表面的超导层，最后在剥离电子束光刻胶，以减少工艺步骤。减少工艺步骤。减少工艺步骤。

【技术实现步骤摘要】
一种空气桥的制备方法


[0001]本专利技术涉及量子芯片
，特别是涉及一种空气桥的制备方法。

技术介绍

[0002]在超导量子计算体系中，量子芯片是量子计算机的核心部件，量子芯片上形成有多种信号传输线及电路元件，随着量子计算技术的发展，量子芯片上量子比特数量逐步增多，量子芯片上的信号传输线以及各种电路元件数量也随之增多，空气桥是一种三维的金属导线结构，利用空气桥可以将量子芯片上不相连的电路元件跨接起来，并且，也可以利用空气桥形成屏蔽层以提高信号传输质量。
[0003]在现有技术中，通常需要基于两次光刻完成空气桥的制备。这种制作方法空气桥形状不好控制，两次涂胶及两次曝光导致制作周期加长及剥离困难，且制造中使用回流光刻技术来获得拱桥形状的空气桥。在这种技术中，光刻次数较多，操作复杂，曝光所需时间更长，对量子芯片性能影响较大。且该技术需要在高温下烘烤以形成拱桥形状，高温可能会改变约瑟夫森结的临界电流，从而改变量子比特的能谱，导致量子比特频率稳定性较差，而且回流过程对于光刻胶的形变不可控，无法自主设计所需结构。所以如何提供一种操作更加简单的空气桥制备方法是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种空气桥的制备方法，操作更简单，对芯片的性能影响更小。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种空气桥的制备方法，包括：
[0006]在衬底表面设置电子束光刻胶；
[0007]基于电子束光刻设备，以预设的曝光剂量分布对所述电子束光刻胶中的空气桥区域进行灰度曝光，在空气桥区域中形成桥撑结构；所述曝光剂量分布中，对应桥墩区域的曝光剂量大于对应桥面区域的曝光剂量，且从所述桥墩区域至所述桥面区域的曝光剂量均匀变化；所述空气桥区域外侧不进行曝光；
[0008]在进行曝光之后，对所述电子束光刻胶进行显影，在所述空气桥区域中制成桥撑；所述桥撑具有倾斜的侧面，所述电子束光刻胶在桥撑四周形成垂直的侧壁；
[0009]在制成所述桥撑之后，在所述电子束光刻胶表面设置超导层；位于所述侧壁表面超导层的厚度小于位于所述桥撑表面超导层的厚度；
[0010]去除设置在所述侧壁表面的超导层，以分离空气桥区域内的超导层与空气桥区域之外的超导层；
[0011]在去除设置在所述侧壁表面的超导层之后，剥离所述电子束光刻胶，制成所述空气桥。
[0012]可选的，在进行曝光之后，对所述电子束光刻胶进行显影，在所述空气桥区域中制成桥撑包括：
[0013]在进行曝光之后，对所述电子束光刻胶进行显影；
[0014]在进行所述显影之后，加热所述电子束光刻胶至预设时长，制成所述桥撑。
[0015]可选的，所述在衬底表面设置电子束光刻胶包括：
[0016]在衬底表面旋涂第一层电子束光刻胶并进行烘烤；
[0017]在所述第一层电子束光刻胶表面旋涂第二层电子束光刻胶并进行烘烤，完成电子束光刻胶的设置。
[0018]可选的，对所述第一层电子束光刻胶进行烘烤的温度的取值范围为170℃至210℃；
[0019]对所述第二层电子束光刻胶进行烘烤的温度的取值范围为170℃至210℃。
[0020]可选的，对所述第一层电子束光刻胶进行烘烤的时长的取值范围为2分钟至4分钟；
[0021]对所述第二层电子束光刻胶进行烘烤的时长的取值范围为3分钟至5分钟。
[0022]可选的，对显影之后的所述电子束光刻胶进行加热的温度的取值范围为110℃至140℃；进行烘烤的时长的取值范围为2分钟至4分钟。
[0023]可选的，在所述电子束光刻胶表面蒸发超导层包括：
[0024]使用电子束在所述电子束光刻胶表面蒸发超导层。
[0025]可选的，去除设置在所述侧壁表面的超导层包括：
[0026]将蒸发有超导层的样品浸入刻蚀剂至预设时长，去除设置在所述侧壁表面的超导层。
[0027]可选的，剥离所述电子束光刻胶包括：
[0028]将蒸发金属后得到的样品放入去胶溶液浸泡预设时间，剥离所述电子束光刻胶。
[0029]可选的，在剥离所述电子束光刻胶之后，还包括：
[0030]使用IPA浸泡被剥离所述电子束光刻胶后的样品；
[0031]使用氮气枪吹干所述样品表面残留的IPA，制成所述空气桥。
[0032]本专利技术所提供的一种空气桥的制备方法，包括：在衬底表面设置电子束光刻胶；基于电子束光刻设备，以预设的曝光剂量分布对电子束光刻胶中的空气桥区域进行灰度曝光，在空气桥区域中形成桥撑结构；曝光剂量分布中，对应桥墩区域的曝光剂量大于对应桥面区域的曝光剂量，且从桥墩区域至桥面区域的曝光剂量均匀变化；空气桥区域外侧不进行曝光；在进行曝光之后，对电子束光刻胶进行显影，在空气桥区域中制成桥撑；桥撑具有倾斜的侧面，电子束光刻胶在桥撑四周形成垂直的侧壁；在制成桥撑之后，在电子束光刻胶表面设置超导层；位于侧壁表面超导层的厚度小于位于桥撑表面超导层的厚度；去除设置在侧壁表面的超导层，以分离空气桥区域内的超导层与空气桥区域之外的超导层；在去除设置在侧壁表面的超导层之后，剥离电子束光刻胶，制成空气桥。
[0033]基于电子束灰度曝光工艺，可以在一次曝光显影过程中形成具有斜面的桥撑结构，以及在桥撑四周形成垂直的侧壁。之后在设置完超导层之后，由于位于侧壁表面超导层的厚度小于位于桥撑表面超导层的厚度，因此可以选择性去除侧壁表面的超导层，分离空气桥区域内的超导层与空气桥区域之外的超导层，最后在剥离电子束光刻胶时，可以一并去除空气桥区域之外的超导层，而不再需要二次光刻蚀工艺进行去除，有效减少了所需光刻次数，操作更简单，对芯片的性能影响更小；并且可以有效减少空气桥在制备过程所引入
的介电损耗，减少了工艺步骤。
附图说明
[0034]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。
[0035]图1为现有技术中制备空气桥的工艺流程图；
[0036]图2至图6为本专利技术实施例所提供的一种空气桥制备方法的工艺流程图；
[0037]图7至图9为本专利技术实施例所提供的一种具体的空气桥制备方法的工艺流程图；
[0038]图10为曝光剂量分布示意图；图11为曝光剂量分布曲线图。
[0039]图中：1.衬底、2.电子束光刻胶、21.桥撑、22.侧壁、3.超导层、41.桥墩区域、42.桥面区域、43.过渡区域。
具体实施方式
[0040]本专利技术的核心是提供一种空气桥的制备方法。请参考图1，图1为现有技术中制备空气桥的工艺流程图。在现有技术中，通常需要基于两次光刻完成空气桥的制备，第一次光刻蚀形成桥撑，第二次光刻蚀用于去除空气桥区域之外的超导层。这种制作方法空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气桥的制备方法，其特征在于，包括：在衬底表面设置电子束光刻胶；基于电子束光刻设备，以预设的曝光剂量分布对所述电子束光刻胶中的空气桥区域进行灰度曝光，在空气桥区域中形成桥撑结构；所述曝光剂量分布中，对应桥墩区域的曝光剂量大于对应桥面区域的曝光剂量，且从所述桥墩区域至所述桥面区域的曝光剂量均匀变化；所述空气桥区域外侧不进行曝光；在进行曝光之后，对所述电子束光刻胶进行显影，在所述空气桥区域中制成桥撑；所述桥撑具有倾斜的侧面，所述电子束光刻胶在桥撑四周形成垂直的侧壁；在制成所述桥撑之后，在所述电子束光刻胶表面设置超导层；位于所述侧壁表面超导层的厚度小于位于所述桥撑表面超导层的厚度；去除设置在所述侧壁表面的超导层，以分离空气桥区域内的超导层与空气桥区域之外的超导层；在去除设置在所述侧壁表面的超导层之后，剥离所述电子束光刻胶，制成所述空气桥。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行曝光之后，对所述电子束光刻胶进行显影，在所述空气桥区域中制成桥撑包括：在进行曝光之后，对所述电子束光刻胶进行显影；在进行所述显影之后，加热所述电子束光刻胶至预设时长，制成所述桥撑。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在衬底表面设置电子束光刻胶包括：在衬底表面旋涂第一层电子束光刻胶并进行烘烤；在所述第一层电子束光刻胶表面旋涂第二层电子束光刻胶并进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张儒辉，梁潇，孟铁军，项金根，
申请(专利权)人：深圳量旋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：