[发明专利]一种基于VN的SNS约瑟夫森结及其制备方法

权利要求书

1.一种基于VN的SNS约瑟夫森结的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一衬底；

采用直流反应磁控溅射于所述衬底上形成功能材料层，所述功能材料层包括层叠的NbN底层膜、VN势垒层及NbN顶层膜；

刻蚀所述功能材料层以形成包括底电极、VN结势垒层及顶电极的功能层，并形成覆盖所述功能层的显露表面与所述衬底上表面的隔离层；

于所述隔离层中形成第一接触孔及第二接触孔，且所述第一接触孔的底部显露出所述顶电极，所述第二接触孔的底部显露出所述底电极；

于所述隔离层上形成填充进所述第一接触孔与所述第二接触孔的配线层，刻蚀所述配线层以形成第一配线部及第二配线部，所述第一配线部通过所述第一接触孔与所述顶电极电连接，所述第二配线部通过所述第二接触孔与所述底电极电连接。

2.根据权利要求1所述的基于VN的SNS约瑟夫森结的制备方法，其特征在于：所述衬底的材质包括氧化镁。

3.根据权利要求1所述的基于VN的SNS约瑟夫森结的制备方法，其特征在于：所述NbN底层膜中，Nb原子占比与N原子占比相同；所述VN势垒层中，V原子占比与N原子占比不同；所述NbN顶层膜中，Nb原子占比与N原子占比相同。

4.根据权利要求1所述的基于VN的SNS约瑟夫森结的制备方法，其特征在于：所述VN势垒层的势垒根据所述VN势垒层中的V原子与N原子的占比调控。

5.根据权利要求1所述的基于VN的SNS约瑟夫森结的制备方法，其特征在于，在形成所述功能层的过程中包括：首先刻蚀所述功能材料层以定义底电极，再对所述NbN顶层膜及所述VN势垒层进行刻蚀得到所述顶电极与所述VN结势垒层。

6.根据权利要求5所述的基于VN的SNS约瑟夫森结的制备方法，其特征在于：对所述NbN顶层膜及所述VN势垒层进行一步刻蚀以得到所述顶电极与所述VN结势垒层，所述顶电极与所述VN结势垒层的侧壁平滑过渡连接。

7.根据权利要求1所述的基于VN的SNS约瑟夫森结的制备方法，其特征在于：所述VN结势垒层的形状为圆形且直径范围为1.6μm～3.0μm。

8.根据权利要求1所述的基于VN的SNS约瑟夫森结的制备方法，其特征在于：所述顶电极的厚度范围为150nm～250nm，所述VN结势垒层的厚度范围为5nm～30nm，所述顶电极的厚度范围为150nm～250nm。

9.根据权利要求1所述的基于VN的SNS约瑟夫森结的制备方法，其特征在于：所述配线层的材质包括NbN，所述配线层的厚度范围为300nm～400nm。

10.一种基于VN的SNS约瑟夫森结，其特征在于：所述的基于VN的SNS约瑟夫森结是采用如权利要求1～9任意一项所述的基于VN的SNS约瑟夫森结的制备方法制作得到。