[发明专利]基于超导桥结的约瑟夫森结阵列制备方法及结构

权利要求书

1.一种基于超导桥结的约瑟夫森结阵列制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供衬底(10)；

于所述衬底(10)表面制备第一层超导薄膜(20)；

对所述第一层超导薄膜(20)远离所述衬底(10)的表面进行刻蚀，刻蚀至所述衬底(10)，制备多个第一层超导薄膜结构(210)；

于所述多个第一层超导薄膜结构(210)远离所述衬底(10)的表面和所述衬底(10)靠近所述多个第一层超导薄膜结构(210)的表面，制备绝缘层(30)；

对所述绝缘层(30)远离所述衬底(10)的表面进行刻蚀，刻蚀至所述第一层超导薄膜结构(210)，形成多个绝缘层结构(310)，所述多个绝缘层结构(310)包围形成多个连接孔结构(40)；

于所述多个绝缘层结构(310)远离所述衬底(10)的表面和所述多个连接孔结构(40)中，制备超导引线薄膜(50)；

对所述超导引线薄膜(50)远离所述绝缘层结构(310)的表面进行刻蚀，刻蚀至所述绝缘层结构(310)，制备第一超导引线薄膜结构(511)与第二超导引线薄膜结构(512)；

根据桥结图形，对所述第一超导引线薄膜结构(511)远离所述绝缘层结构(310)的表面进行刻蚀，刻蚀至所述绝缘层结构(310)，制备多个纳米桥(5111)，形成超导桥结阵列，获得基于超导桥结的约瑟夫森结阵列结构。

2.根据权利要求1所述的基于超导桥结的约瑟夫森结阵列制备方法，其特征在于，对所述超导引线薄膜(50)远离所述绝缘层结构(310)的表面进行刻蚀，刻蚀至所述绝缘层结构(310)，制备第一超导引线薄膜结构(511)与第二超导引线薄膜结构(512)，步骤之后，所述方法还包括：

在靠近所述第二超导引线薄膜结构(512)位置制备终端电阻结构(60)。

3.根据权利要求1所述的基于超导桥结的约瑟夫森结阵列制备方法，其特征在于，于所述衬底(10)表面制备第一层超导薄膜(20)，包括如下步骤：

采用磁控溅射方法，设置氩气溅射气压的范围为4mTorr至10mTorr，设置超导材料溅射功率的范围为400W至600W，于所述衬底(10)表面制备所述第一层超导薄膜(20)。

4.根据权利要求1所述的基于超导桥结的约瑟夫森结阵列制备方法，其特征在于，对所述第一层超导薄膜(20)远离所述衬底(10)的表面进行刻蚀，刻蚀至所述衬底(10)，制备多个第一层超导薄膜结构(210)，包括如下步骤：

根据光刻胶掩膜图形，将正性紫外光刻胶旋涂于所述第一层超导薄膜(20)远离所述衬底(10)的表面，采用接触式紫外对准曝光技术制备第一光刻胶结构(70)；

根据所述第一光刻胶结构(70)，采用反应离子刻蚀方法，设置气压范围为10mTorr至15mTorr，设置功率范围为40W至100W，设置刻蚀气体SF₆范围为20sccm至40sccm，对所述第一层超导薄膜(20)远离所述衬底(10)的表面进行刻蚀；

采用光学终点探测方法监测控制刻蚀过程，刻蚀至所述衬底(10)，制备所述多个第一层超导薄膜结构(210)。

5.根据权利要求1所述的基于超导桥结的约瑟夫森结阵列制备方法，其特征在于，根据桥结图形，对所述第一超导引线薄膜结构(511)远离所述绝缘层结构(310)的表面进行刻蚀，刻蚀至所述绝缘层结构(310)，制备多个纳米桥(5111)，形成超导桥结阵列，获得基于超导桥结的约瑟夫森结阵列结构，包括如下步骤：

根据桥结图形，采用聚焦离子束刻蚀方法，设置电压范围为20KV至40kV加速镓离子，轰击所述第一超导引线薄膜结构(511)远离所述绝缘层结构(310)的表面，刻蚀至所述绝缘层结构(310)，制备所述多个纳米桥(5111)，形成所述超导桥结阵列。