[发明专利]量子器件的制备方法、超导电路及量子芯片

权利要求书

1.一种量子器件的制备方法，其特征在于，包括：

依次在衬底的不同区域上得到多个超导材料层，其中，所述多个超导材料层分别包括沉积在所述衬底上的超导材料以及覆盖在对应超导材料上的硬掩膜，所述多个超导材料层中的超导材料包括具有动力学电感的超导材料；

刻蚀掉所述多个超导材料层上的硬掩膜，得到集成在所述衬底上的多个目标电路元件；

基于所述多个目标电路元件制备目标量子器件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述多个超导材料层为两个超导材料层，所述两个超导材料层为第一超导材料层和第二超导材料层的情况下，所述依次在衬底的不同区域上得到多个超导材料层，包括：

在所述衬底上沉积由第一目标区域范围的第一硬掩膜覆盖所述第一目标区域范围的第一超导材料的第一超导材料层，其中，所述第一超导材料为具有动力学电感的超导材料；

在沉积有所述第一超导材料层的所述衬底上沉积第二超导材料；

将第二硬掩膜覆盖在所述第二超导材料上；

对所述第二硬掩膜和所述第二超导材料进行刻蚀处理，得到由第二目标区域范围的第二硬掩膜覆盖所述第二目标区域范围的第二超导材料的第二超导材料层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述衬底上沉积由第一目标区域范围的第一硬掩膜覆盖所述第一目标区域范围的第一超导材料的第一超导材料层，包括：

在所述衬底上沉积所述第一超导材料；

将所述第一硬掩膜覆盖在所述第一超导材料上；

确定所述第一超导材料要留在所述衬底上的第一目标区域范围；

对所述第一硬掩膜和所述第一超导材料进行刻蚀处理，得到由第一目标区域范围的第一硬掩膜覆盖所述第一目标区域范围的第一超导材料的第一超导材料层。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述第一硬掩膜和所述第一超导材料进行刻蚀处理，得到由第一目标区域范围的第一硬掩膜覆盖所述第一目标区域范围的第一超导材料的第一超导材料层，包括：

分别逐步刻蚀掉所述第一硬掩膜中第一其它区域范围的第一硬掩膜，以及刻蚀掉所述第一超导材料中所述第一其它区域的超导材料，得到由所述第一目标区域范围的第一硬掩膜覆盖所述第一目标区域范围的第一超导材料的第一超导材料层，其中，所述第一其它区域范围为所述衬底上除所述第一目标区域范围之外的区域范围。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述第二硬掩膜和所述第二超导材料进行刻蚀处理，得到由第二目标区域范围的第二硬掩膜覆盖所述第二目标区域范围的第二超导材料的第二超导材料层，包括：

分别逐步刻蚀掉所述第二硬掩膜中第二其它区域的第二硬掩膜，以及刻蚀掉所述第二超导材料中所述第二其它区域的超导材料，得到由所述第二目标区域范围的第二硬掩膜覆盖所述第二目标区域范围的第二超导材料的第二超导材料层，其中，所述第二其它区域范围为所述衬底上除所述第二目标区域范围之外的区域范围。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个目标电路元件制备目标超导器件，包括：

确定所述衬底上的结区和欧姆接触区；

采用阴影蒸发方法，在所述结区蒸发沉积约瑟夫森结和在所述欧姆接触区蒸发沉积欧姆接触，得到作为所述目标超导器件的超导量子比特。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述超导量子比特为Fluxonium量子比特。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述衬底上沉积由第一目标区域范围的第一硬掩膜覆盖所述第一目标区域范围的第一超导材料的第一超导材料层之后，还包括：

对所述第一超导材料层进行高温退火处理，得到目标第一超导材料层，其中，所述目标第一超导材料层中的第一超导材料的动力学电感的数值达到目标动力学电感值。