[发明专利]制造方法

说明书

在本技术的实施例中，中空阴影壁(13)由处于衬底(10)的表面上的基底和连接到基底的一个或多个侧壁形成。一个或多个侧壁远离衬底的表面延伸并围绕基底，以限定中空阴影壁的内部腔体(22)。通过使用沉积束(4)，将由衬底支撑与阴影壁相邻的器件结构(11)选择性地图案化，以使沉积材料层选择性地沉积。沉积束具有相对于衬底的表面的法线的非零入射角度和在衬底的表面的平面中的取向，以防止沉积在由阴影壁限定的阴影区(24)内的器件结构的表面部分上。然后，去除中空阴影壁的一个或多个侧壁。

技术领域

本申请涉及通过选择性材料沉积制造诸如纳米级器件之类的结构。示例应用是超导体半导体平台的制造，例如用于量子计算机中的半导体-超导体平台。

背景技术

量子计算是这样的计算类别，其中利用固有的量子力学现象(诸如量子态叠加和纠缠)，能够比任何传统计算机更快地执行某些计算。在拓扑量子计算机中，通过操纵在某些物理系统中出现的准粒子—称为“非阿贝尔任意子(non-abelian anyon)”—来执行运算。任意子具有将其与费密子(fermion)与玻色子(boson)二者区分开来的独特的物理特性。非阿贝尔任意子也具有相对于阿贝尔任意子而言独特的性质。这些独特的性质充当用于拓扑量子计算的基础，其中信息被编码为非阿贝尔任意子的拓扑性质；特别地，被编码为其时空世界线的编织。这相对于量子计算的其他模型而言具有某些益处。一个关键益处是稳定性，因为量子编织不受一定规模的扰动的影响，该规模的扰动在其他类型的量子计算机中可能导致引起错误的量子退相干。

广义而言，迄今为止，两种类型的物理系统已被视为非阿贝尔任意子的潜在主体，即凝聚态物质物理学中的“5/2分数量子霍尔”系统，以及(最近的)半导体-超导体(SE/SU)纳米线。关于后者，该领域的关键进步是实现了可以在耦合至超导体(SU)的半导体(SE)纳米线(NW)中形成“马约拉纳零模式”(MZM)形式的非阿贝尔任意子。

在SE/SU纳米线的背景下遇到的一个问题是所谓的“软间隙”状态的存在。软间隙问题已经在公开可用的文献中进行了记载，并且足以说明这些软间隙状态在存在时是MZM退相干的根源。分析和实验表明，软间隙的根源是SE/SU界面(interface)中的无序，并且该领域中最近进行了改善SE/SU界面的质量的工作，目的是提供更加稳定的MZM。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种选择性地图案化器件结构的方法。在衬底上形成中空阴影壁。中空阴影壁由处于衬底的表面上的基底和连接到基底的一个或多个侧壁形成。一个或多个侧壁远离衬底的表面并围绕基底延伸，以限定中空阴影壁的内部腔体。通过使用沉积束，将由衬底支撑与阴影壁相邻的器件结构选择性地图案化，以使沉积材料的层选择性地沉积在器件结构上。沉积束具有相对于衬底的表面的法线的非零入射角度和在衬底表面的平面中的取向，使得阴影壁防止在由阴影壁限定的阴影区内的器件结构的表面部分上沉积。一旦器件结构已经被选择性地图案化，则中空阴影壁的一个或多个侧壁被去除，并且因此选择性地图案化器件部件。

在实施例中，可以通过在衬底表面的被衬底表面上的部分抗蚀剂层暴露出的区域中沉积至少一个壁材料来形成中空阴影壁。部分抗蚀剂层具有顶表面和从顶表面延伸至衬底表面的至少一个内侧表面，以创建暴露区域的边界。部分抗蚀剂层在已经形成中空阴影壁之后被去除。

例如，中空阴影壁可以由壁材料的至少一个沉积层形成，该沉积层覆盖部分抗蚀剂层的顶表面、部分抗蚀剂层的内侧表面和衬底表面的暴露区域。中空阴影壁的一个或多个侧壁可以包括在部分抗蚀剂层被去除之前覆盖部分抗蚀剂层的内侧表面的壁材料，并且中空阴影壁的基底包括覆盖衬底表面的暴露区域的壁材料。覆盖部分抗蚀剂层的顶表面的壁材料可以随部分抗蚀剂层被去除，从而留下由衬底支撑的中空阴影壁。

这是形成具有侧壁的薄的阴影壁的特别有效的方式，在侧壁实现其目的之后，可以使用纯机械方法便捷地去除侧壁，纯机械方法具有优于其他去除方法、例如化学方法(参见下文)的优点。