超导凸起接合件制造技术

公开了超导凸起接合件

【技术实现步骤摘要】
超导凸起接合件
[0001]分案说明
[0002]本申请属于申请日为
2015
年
12
月
30
日的中国专利技术专利申请
No.201580085714.X
的分案申请
。


[0003]本公开涉及超导凸起接合件
。

技术介绍

[0004]量子计算是一种利用诸如基态叠加和量子纠缠等量子效应来执行比经典数字计算机更有效的某些计算的相对新的计算方法
。
与存储和操纵位
(
例如，“1”和“0”)
形式的信息的数字计算机相比，量子计算系统可以使用量子比特来操纵信息
。
量子比特可以涉及使多种状态
(
例如，在“0”和“1”状态下的数据
)
能够叠加和
/
或使本身处于多种状态下的数据能够叠加的量子设备
。
根据传统的术语，在量子系统中的“0”和“1”状态的叠加可以被表示为例如
α
︱0
＞
+
β
︳0
＞
。
数字计算机的“0”和“1”状态分别类似于量子比特的
︱0
＞和
︱1
＞基态
。
值
︱
α
︱2表示量子比特处于
︱0
＞状态的概率，而值
︱
β
︱2表示量子比特处于
︱1
＞基态的概率
。<br/>
技术实现思路

[0005]一般而言，在一些方面中，本公开涉及一种或者多种设备，该设备包括：第一芯片，该第一芯片包括第一电路元件
、
与第一电路元件电接触的第一互连焊盘
、
和在第一互连焊盘上的阻挡物层；在阻挡物层上的超导凸起接合件；以及第二芯片，该第二芯片通过超导凸起接合件连结至第一芯片，第二芯片包括第一量子电路元件，其中，超导凸起接合件在第一电路元件与第一量子电路元件之间提供电连接
。
[0006]设备的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个
。
例如，在一些实施方式中，第一互连焊盘包括铝
。
[0007]在一些实施方式中，阻挡物层包括氮化钛
。
[0008]在一些实施方式中，超导凸起接合件包括铟
。
[0009]在一些实施方式中，第一电路元件包括快速单通量量子
(RSFQ)
设备
。
[0010]在一些实施方式中，第一电路元件包括第二量子电路元件
。
[0011]在一些实施方式中，第一芯片和第二芯片中的至少一个包括硅衬底
。
[0012]在一些实施方式中，第一芯片和第二芯片中的至少一个包括蓝宝石衬底
。
[0013]在一些实施方式中，第一芯片的第一表面与第二芯片的第一表面间隔开并且面向第二芯片的第一表面以形成间隙，并且在第一芯片的第一表面与第二芯片的第一表面之间的间隙的厚度在约5微米与约
10
微米之间
。
[0014]在一些实施方式中，第一芯片的第一表面与第二芯片的第一表面间隔开并且面向第二芯片的第一表面以形成间隙，并且在第一芯片的第一表面与第二芯片的第一表面之间的间隙的厚度为约1微米
。
[0015]在另一方面中，本公开的主题可以体现为方法，该方法包括：提供包括第一电路元件的第一芯片；在第一芯片的第一表面上形成第一铝互连焊盘从而将第一铝互连焊盘电连接至第一电路元件；在第一铝互连焊盘上形成第一氮化钛阻挡物层；提供包括第二电路元件的第二芯片；形成铟凸起接合件；以及用铟凸起接合件将第一芯片接合至第二芯片从而将第一电路元件电连接至第二电路元件，其中，将第一芯片接合至第二芯片是在室温下进行的
。
[0016]方法的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个
。
例如，在一些实施方式中，室温在约
18℃
与约
30℃
之间
。
[0017]在一些实施方式中，方法进一步包括：在形成第一氮化钛阻挡物层之前从第一铝互连焊盘去除原生氧化物
。
去除原生氧化物包括：对第一铝互连焊盘的表面进行离子研磨
。
[0018]在一些实施方式中，形成第一氮化钛阻挡物包括：将氮化钛反应溅射在第一铝互连焊盘上
。
在一些实施方式中，方法进一步包括：在将第一芯片接合至第二芯片之前对第一氮化铝阻挡物层的表面进行离子研磨
。
[0019]在一些实施方式中，方法进一步包括：将铟凸起接合件的表面暴露于
H2等离子
。
[0020]在一些实施方式中，方法进一步包括：在第二芯片的第一表面上形成第二铝互连焊盘从而将第二铝互连焊盘电连接至第二电路元件；以及在第二芯片的第二铝互连焊盘上形成第二氮化钛阻挡物层
。
方法可以进一步包括：在形成第二氮化钛阻挡物层之前从第二芯片的第二铝互连焊盘去除原生氧化物
。
从第二铝互连焊盘去除原生氧化物包括：对第二铝互连焊盘的表面进行离子研磨
。
[0021]在一些实施方式中，在第二铝互连焊盘上形成第二氮化钛阻挡物层包括：将氮化钛反应溅射在第二铝互连焊盘上
。
[0022]在一些实施方式中，方法进一步包括：在将第一芯片接合至第二芯片之前对第二氮化铝阻挡物层的表面进行离子研磨
。
[0023]在一些实施方式中，形成铟凸起接合件包括：将铟沉积在第一氮化钛阻挡物上
、
在第二氮化钛阻挡物上
、
或者在第一氮化钛阻挡物和第二氮化钛阻挡物两者上
。
[0024]在一些实施方式中，第一电路元件包括快速单通量量子
(RSFQ)
设备，并且第二电路元件包括量子电路元件
。
[0025]在一些实施方式中，第一电路元件包括第一量子电路元件，并且第二电路元件包括第二量子电路元件
。
[0026]一般而言，在另一方面中，本公开的主题涵盖方法，该方法包括：提供包括第一电路元件的第一芯片；在第一芯片上形成互连焊盘从而将互连焊盘电连接至第一电路元件；在互连焊盘上形成阻挡物层；提供包括量子电路元件的第二芯片；形成超导凸起接合件；以及用超导凸起接合件将第一芯片接合至第二芯片从而通过超导凸起接合件将第一电路元件电连接至量子电路元件
。
[0027]方法的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个
。
例如，在一些实施方式中，形成超导凸起接合件包括：将超导体材料沉积在第一芯片的阻挡物层上
、
在第二芯片上
、
或者在第一芯片的阻挡物层和第二芯片两者上
。
[0028]一般而言，在另一方面中，本公开的主题可以体现为操作包括通过超导凸起接合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于量子计算的设备，包括：第一芯片，所述第一芯片包括第一电路元件
、
与所述第一电路元件电接触的第一互连焊盘
、
和在所述第一互连焊盘上的阻挡物层；在所述阻挡物层上的超导凸起接合件；以及第二芯片，所述第二芯片通过所述超导凸起接合件连结至所述第一芯片，所述第二芯片包括第一量子电路元件，其中，所述第一芯片和所述第二芯片中的至少一个包括硅衬底，其中，所述第一芯片的第一表面与所述第二芯片的第一表面间隔开并且面向所述第二芯片的所述第一表面，以形成间隙
。2.
根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一互连焊盘是铝
。3.
根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一电路元件包括快速单通量量子
(RSFQ)
设备
。4.
根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一电路元件包括第二量子电路元件
。5.
一种用于制造量子计算设备的方法，包括：提供包括第一电路元件的第一芯片；在所述第一芯片的第一表面上形成第一互连焊盘，从而...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔舒亚，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：