[发明专利]作为用于芯片间精确分离的挡块的柱

说明书

一种堆叠设备，包括：包括量子信息处理器件的第一基板；键合到第一基板的第二基板；第一基板和第二基板之间的多个凸块键合件和至少一个柱。多个凸块键合件中的每个凸块键合件提供第一基板和第二基板之间的电连接。至少一个柱定义了第一基板的第一表面和第二基板的第一表面之间的分离距离。每个柱的横截面积大于多个凸块键合件的每个凸块键合件的横截面积，其中每个柱的横截面积和每个凸块键合件的横截面积沿着平行于第一基板的第一表面或第二基板的第一表面的平面来定义。

技术领域

本公开涉及在堆叠设备中使用柱作为用于芯片间精确分离的挡块。

背景技术

量子计算是一种相对新的计算方法，它利用量子效应(诸如基本状态的叠加和量子纠缠)以比经典数字计算机更有效地执行某些计算。与以比特形式(例如,“1”或“0”)存储和操纵信息的数字计算机相反，量子计算系统可以使用量子比特(qubit)操纵信息。量子比特可以指代使能多种状态(例如，处于“0”或“1”状态两者的数据)的叠加的量子设备和/或指代在多种状态下的数据本身的叠加。根据传统术语，量子系统中“0”和“1”状态的叠加可以表示为例如α│0>+β│1>。数字计算机的“0”和“1”状态分别类似于量子比特的│0>和│1>基本状态。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>基本状态的概率。

发明内容

一般而言，本说明书中描述的主题的一个创新方面可以体现在这样的设备中，该设备包括第一基板、键合到第一基板的第二基板、以及第一基板和第二基板之间的多个凸块键合件和至少一个柱，其中第一基板包括量子信息处理器件。多个凸块键合件中的每个凸块键合件提供第一基板和第二基板之间的电连接。该至少一个柱定义了第一基板的第一表面和第二基板的第一表面之间的分离距离。每个柱的横截面积大于多个凸块键合件的每个凸块键合件的横截面积，其中每个柱和每个凸块键合件的横截面积沿着平行于第一基板的第一表面或第二基板的第一表面的平面来定义。

该设备的实施例方式可以包括以下特征中的一个或多个。在一些实施方式中，多个凸块键合件是超导凸块键合件(例如，铟凸块键合件)。第一基板和第二基板之间的至少一个柱可以是超导柱(例如，铟柱)。

在一些实施方式中，多个凸块键合件中的第一凸块键合件提供在第一量子信息处理器件(例如，量子比特)和第二基板上的电路元件之间的电连接。该至少一个柱可以提供在第一基板上的电路元件和第二基板上的电路元件之间的电连接。

在一些实施方式中，至少一个柱是环，使得当第一基板和第二基板处于分离距离时，该环围绕第一基板上的至少一个量子信息处理器件(例如，量子比特)。

一般而言，本说明书中描述的主题的另一方面可以体现在方法中，该方法包括在堆叠设备中使用柱作为用于精确芯片到芯片分离的挡块的动作。一种方法可以包括提供第一基板和第二基板，以及将第一基板键合到第二基板，其中第一基板包括多个凸块键合件和至少一个柱，其中每个柱的厚度小于多个凸块键合件中的每个凸块键合件的厚度，并且其中该厚度沿着垂直于其上形成有至少一个柱的第一基板的第一表面的方向延伸。第一基板和第二基板的键合包括在第一基板和第二基板之间施加力，以将多个凸块键合件压缩到与至少一个柱的厚度相同的厚度。

在一些实施方式中，在第一基板和第二基板之间施加力压缩至少一个柱，使得至少一个柱的宽度扩展。至少一个柱的扩展可以被测量。例如，测量柱的扩展包括使用边缘视图显微镜来确定通过第一基板和第二基板之间的间隙观察的扩展的量。在另一示例中，测量柱的扩展包括测量柱相对于被图案化在第一基板上的配准标记的横向扩展。

在一些实施方式中，在将第一基板键合到第二基板之前获得校准力。例如，获得校准力可以包括提供包括多个凸块键合件的第三基板和第四基板，并且在第三基板和第四基板之间施加力，以实现第三基板和第四基板之间的预定分离距离，使得施加在第一基板和第二基板之间的力至少与施加在第三基板和第四基板之间的力一样大或比施加在第三基板和第四基板之间的力更大。