[发明专利]硬掩模及其制备方法、约瑟夫森结的制备方法及超导电路

说明书

本发明实施例提供了一种硬掩模及其制备方法、约瑟夫森结的制备方法及超导电路。硬掩模包括：氧化硅层，用于设置于裸硅片上；氮化硅层，设置于氧化硅层的上端；在氮化硅上设置有第一图案，氧化硅层上设置有与第一图案相对应的第二图案，第一图案与第二图案的形状不同，第一图案与第二图案用于辅助在裸硅片上形成约瑟夫森结。本实施例提供的技术方案，通过氧化硅层和氮化硅层构成硬掩模，使得硬掩模可以承受不同加工温度的材料，适用于多种表面处理工艺，可以与超高真空环境兼容，且在制备约瑟夫森结时，可以适用于材料淀积前后，较强烈的处理工艺；不仅保证了约瑟夫森结的制备质量和效率，同时也提高了对约瑟夫森结进行制备的工艺多样性和兼容性。

技术领域

本发明涉及超导电路技术领域，尤其涉及一种硬掩模及其制备方法、约瑟夫森结的制备方法及超导电路。

背景技术

超导量子比特器件的制备已有几十年历史，几十年前至今用于制备约瑟夫森结的工艺都是基于电子束光刻胶的软掩模板技术，软掩模板技术具有方便、稳定的特点。但是，软掩模板技术因其模板材料是有机高分子，因此，存在一个极大的弊端，例如：需要保持低温、低轰击、不可清洗等预设条件。因而，在利用软掩膜板技术制备约瑟夫森结时，使得制备约瑟夫森结的工艺条件也需要满足苛刻的要求。

发明内容

本发明实施例提供了一种硬掩模及其制备方法、约瑟夫森结的制备方法、设备及超导电路，通过氧化硅层和氮化硅层构成硬掩模，使得硬掩模可以承受不同加工温度的材料，适用于多种表面处理工艺，并且还可以应用于超高真空的环境。

第一方面，本发明实施例提供了一种硬掩模，包括：

氧化硅层，用于设置于裸硅片上；

氮化硅层，设置于所述氧化硅层的上端；

在所述氮化硅上设置有第一图案，所述氧化硅层上设置有与所述第一图案相对应的第二图案，所述第一图案与所述第二图案的形状不同，所述第一图案与所述第二图案用于辅助在所述裸硅片上形成约瑟夫森结。

第二方面，本发明实施例提供了一种硬掩模的制备方法，包括：

在预设的裸硅片上形成氧化硅层；

在所述氧化硅层的上端形成氮化硅层；

在所述氮化硅层上形成第一图案，并在所述氧化硅层上形成与所述第一图案相对应的第二图案，形成硬掩模，其中，所述第一图案与所述第二图案的形状不同，所述第一图案与所述第二图案用于辅助在所述裸硅片上形成约瑟夫森结。

第三方面，本发明实施例提供一种约瑟夫森结的制备方法，包括：

通过第一硬掩模在预设的裸硅片上生长预设材料,生成第一结构；

通过第二硬掩模在预设的裸硅片上生长预设材料,生成第二结构,所述第一结构的方向与所述第二结构的方向不同；

通过所述第一结构和所述第二结构生成所述约瑟夫森结,所述约瑟夫森结用于作为一非线性电感元件。

第四方面，本发明实施例提供了一种超导电路，其特征在于，包括：

约瑟夫森结，用于作为一非线性电感元件，所述约瑟夫森结通过上述第三方面所述的约瑟夫森结的制备方法所生成。

第五方面，本发明实施例提供了一种硬掩模的制备设备，包括：存储器、处理器；其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行时实现如上述第二方面所述的硬掩模的制备方法。

第六方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存计算机程序，所述计算机程序使计算机执行时实现上述第二方面所述的硬掩模的制备方法。