[发明专利]电感可调的超导量子器件及其制备方法

权利要求书

1.一种电感可调的超导量子器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

提供衬底；

于所述衬底上制备金属电阻层；

于所述金属电阻层上制备第一绝缘层，在所述第一绝缘层上形成显露所述金属电阻层的第一过孔；

在所述衬底上依次制备第一超导薄膜层、第二绝缘层和第二超导薄膜层，所述第一超导薄膜层还填充所述第一过孔以连接所述金属电阻层；

对所述第二超导薄膜层的进行刻蚀处理，形成约瑟夫森结区；

对所述第二绝缘层进行刻蚀处理以去除部分的所述第二绝缘层，保留所述约瑟夫森结区下方的所述第二绝缘层；

对所述第一超导薄膜层进行刻蚀处理，形成超导量子器件的环路和引线结构；

于所述第二超导薄膜层上沉积第三绝缘层，并对所述第三绝缘层进行平坦化处理；

于所述第三绝缘层上沉积第三超导薄膜层，所述第三超导薄膜层的厚度小于其穿透深度，对所述第三超导薄膜层进行刻蚀处理，形成输入线圈；

于所述第三超导薄膜层上沉积第四绝缘层，在所述第四绝缘层上形成第二过孔，所述第二过孔用于连接所述金属电阻层和引出所述约瑟夫森结的顶电极；

于所述第四绝缘层上沉积第四超导薄膜层，对所述第四超导薄膜层进行刻蚀处理，形成配线层、反馈线圈和引线管脚。

2.根据权利要求1所述的电感可调的超导量子器件的制备方法，其特征在于：所述第一超导薄膜层、第二超导薄膜层以及第四超导薄膜层的厚度大于其各自的穿透深度，所述第三超导薄膜层的厚度小于其穿透深度。

3.根据权利要求1所述的电感可调的超导量子器件的制备方法，其特征在于：所述第一超导薄膜层、所述绝缘层和所述第二超导薄膜层构成的结构包括Nb/Al-AlOx/Nb结构、NbN/Al-AlOx/NbN结构或NbN/AlN/NbN结构中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的电感可调的超导量子器件的制备方法，其特征在于：所述刻蚀处理的工艺包括反应离子腐蚀工艺、离子束刻蚀工艺、剥离工艺及化学刻蚀工艺中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的电感可调的超导量子器件的制备方法，其特征在于：所述衬底包括Si/SiO₂衬底、MgO衬底及Al₂O₃衬底中的任意一种；所述金属电阻层包括Mo层、TiPd层及TiAuPd层中的任意一种；所述第一绝缘层包括SiO₂层、SiO层或MgO层中的任意一种；所述第三绝缘层包括SiO₂层、SiO层或MgO层中的任意一种；所述第四绝缘层包括SiO₂层、SiO层或MgO层中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的电感可调的超导量子器件的制备方法，其特征在于：采用化学机械抛光工艺对所述第三绝缘层进行平坦化处理，以保证所述第三超导薄膜层的沉积。

7.根据权利要求1所述的电感可调的超导量子器件的制备方法，其特征在于：所述反馈线圈与所述输入线圈分别由所述第三超导薄膜层及所述第四超导薄膜层刻蚀形成，使其分别位于不同图层，以保证其不会相互干扰而影响所述超导量子器件的性能。