一种纳米约瑟夫森结及其超导器件与制作方法技术

技术编号:41875729 阅读:33 留言:0更新日期:2024-07-02 00:27
本发明专利技术提供一种纳米约瑟夫森结及其超导器件与制作方法,包括以下步骤:提供一基底;依次形成下电极层、势垒层及上电极层于基底上,势垒层覆盖下电极层,上电极层覆盖势垒层;形成光刻胶层于上电极层的表面并图形化光刻胶层;基于图形化后的光刻胶层刻蚀上电极层;缩小图形化后的光刻胶层;以缩小后的光刻胶层为掩膜刻蚀上电极层以得到上电极;图形化刻蚀势垒层并去除光刻胶层;图形化刻蚀下电极层以得到下电极。本发明专利技术的制作方法能够克服光刻机的光刻极限,得到纳米级别的约瑟夫森结,并且在现有技术基础上不需要对掩膜版的设计作出变动,能够有效提升超导电路的集成度和工作频率和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超导量子器件,涉及一种纳米约瑟夫森结及其超导器件与制作方法


技术介绍

1、超导电路包括超导量子干涉器(superconducting quantum interferencedevice,简称squid)、单磁通量子器件(single flux quantum,简称sfq)、超导量子退火等应用超导约瑟夫森结的电路。

2、squid器件是基于约瑟夫森效应和磁通量子化原理的超导量子器件,它的基本结构是在超导环中插入两个约瑟夫森结,squid器件是目前已知的最灵敏的磁通探测传感器,典型的squid器件的磁通噪声在μφ0/hz1/2量级(1φ0=2.07×10-15wb),其磁场噪声在ft/hz1/2量级(1ft=1×10-15t),由于其具有极高的灵敏度,可广泛应用于医学心磁脑磁、材料探测、地球磁场、军事、地震和考古等各方面,用其制备的磁通显微镜可从事基础研究。

3、sfq器件是利用约瑟夫森结内的单个磁通量子来表示逻辑“1”和“0”的超导电路技术。以此为基础的超导数字电路时钟频率可达770ghz,可用于雷达和通信系统的超宽本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种纳米约瑟夫森结的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的纳米约瑟夫森结的制作方法,其特征在于,图形化刻蚀所述势垒层包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的纳米约瑟夫森结的制作方法,其特征在于,还包括以下步骤:

4.根据权利要求1所述的纳米约瑟夫森结的制作方法,其特征在于:缩小图形化后的所述光刻胶层的方法包括采用去胶机或者反应离子蚀刻方法刻蚀掉一部分所述光刻胶层。

5.根据权利要求1所述的纳米约瑟夫森结的制作方法,其特征在于:所述上电极的横截面积小于D2,其中,D小于100nm。

6.根据权利要求1所...

【技术特征摘要】

1.一种纳米约瑟夫森结的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的纳米约瑟夫森结的制作方法,其特征在于,图形化刻蚀所述势垒层包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的纳米约瑟夫森结的制作方法,其特征在于,还包括以下步骤:

4.根据权利要求1所述的纳米约瑟夫森结的制作方法,其特征在于:缩小图形化后的所述光刻胶层的方法包括采用去胶机或者反应离子蚀刻方法刻蚀掉一部分所述光刻胶层。

5.根据权利要求1所述的纳米约瑟夫森结的制作方法,其特征在于:所述上电极的横截面积小于d2,其中,d小于100nm。

6.根据权利要求1所述的纳米约瑟夫森结的制作方法,其特征在于:所述上电极层的材料包括铌及氮化铌中的至少一种,所述下电极层的材料包括铌及氮化铌中的至少一种,所述势垒层的材料包括铝、氧化铝及氮化铝中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的纳米约瑟夫森结...

【专利技术属性】
技术研发人员:应利良何桂香彭炜任洁王镇
申请(专利权)人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所
类型:发明
国别省市:

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