[发明专利]相互并联的两个约瑟夫森结及量子比特装置的制备方法

权利要求书

1.相互并联的两个约瑟夫森结的制备方法，其特征在于，包括：

确定衬底上用于制备所述相互并联的两个约瑟夫森结的接触区，所述接触区包括第一区域、以及均与所述第一区域相交的第二区域和第三区域；

形成覆盖所述第一区域的第一隔离层、覆盖所述第二区域的第二隔离层和覆盖所述第三区域的第三隔离层；

形成覆盖所述第一隔离层、所述第二隔离层及所述第三隔离层的掩膜层于所述衬底上，并在所述掩膜层上形成与所述接触区形状一致、位置对应的窗口；

以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一隔离层、所述第二隔离层和所述第三隔离层；

形成第一超导材料层和势垒层于所述第一区域，并形成第二超导材料层于所述第二区域和所述第三区域；

剥离所述掩膜层，以在所述第二区域与所述第一区域相交处、所述第三区域与所述第一区域相交处获得所述相互并联的两个约瑟夫森结。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述第一隔离层覆盖的区域的尺寸参数大于所述第一区域的尺寸参数，

所述第二隔离层覆盖的区域的尺寸参数大于所述第二区域的尺寸参数，

所述第三隔离层覆盖的区域的尺寸参数大于所述第三区域的尺寸参数。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成覆盖所述第一区域的第一隔离层、覆盖所述第二区域的第二隔离层和覆盖所述第三区域的第三隔离层，包括：

形成隔离材料层于所述衬底上；

图形化所述隔离材料层，获得覆盖所述第一区域的第一隔离层、覆盖所述第二区域的第二隔离层和覆盖所述第三区域的第三隔离层。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述隔离材料层的材质为Si、SiO₂或者易刻蚀的金属。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一隔离层、所述第二隔离层和所述第三隔离层，包括：

以所述掩膜层为掩膜，利用刻蚀介质刻蚀去除全部所述第一隔离层、所述第二隔离层和所述第三隔离层。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述形成第一超导材料层和势垒层于所述第一区域，并形成第二超导材料层于所述第二区域和所述第三区域，包括：

沿第一方向蒸镀形成超导材料层于所述第一区域，且沿所述第一方向蒸镀时，所述掩膜层遮挡所述第二区域、所述第三区域；

氧化部分所述超导材料层，获得所述第一超导材料层和所述势垒层，其中，所述势垒层位于所述第一超导材料层上；

沿第二方向蒸镀形成第二超导材料层于所述第二区域、所述第三区域，且沿所述第二方向蒸镀时，所述掩膜层遮挡位于所述第一区域的第一超导材料层和势垒层。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述隔离材料层的材质为超导金属。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一隔离层、所述第二隔离层和所述第三隔离层，包括：

以所述掩膜层为掩膜，利用刻蚀介质刻蚀去除部分所述第一隔离层；

以所述掩膜层为掩膜，利用刻蚀介质刻蚀去除全部所述第二隔离层和所述第三隔离层。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述形成第一超导材料层和势垒层于所述第一区域，并形成第二超导材料层于所述第二区域和所述第三区域，包括：

氧化部分剩余的所述第一隔离层，获得所述第一超导材料层和所述势垒层，其中，所述势垒层位于所述第一超导材料层上；

沿第二方向蒸镀形成第二超导材料层于所述第二区域、所述第三区域，且沿第二方向蒸镀时，所述掩膜层遮挡位于所述第一区域的第一超导材料层和势垒层。

10.一种量子比特装置的制备方法，包括：

提供衬底；

形成第一金属层于所述衬底上；

图形化所述第一金属层，获得控制信号线、接地电容，其中，所述控制信号线包括一端与所述接地电容电容耦合的第一控制信号线，以及一端接地的第二控制信号线；

在所述第二控制信号线和所述接地电容之间的所述衬底上，利用权利要求1至9中任一项所述方法制备相互并联的两个约瑟夫森结，其中，所述第一超导材料层与所述接地电容接触连接，所述第二超导材料层与所述第二控制信号线电感耦合。