[实用新型]量子电路、量子芯片及量子器件

说明书

本实用新型公开了一种量子电路、量子芯片及量子器件，其中，所述量子电路包括第一超导元件、第二超导元件和约瑟夫森结，通过设置与第一电极一体成型的第一连接层，以及与第二电极一体成型的第二连接层，便于将第一电极与第一超导元件电连接，以及将第二电极与第二超导元件电连接，有助于第一电极和第一连接层的同步加工制备，以及第二电极和第二连接层的同步加工制备，相比于现有技术中，先制备约瑟夫森结，再制备用于连接约瑟夫森结与超导元件的电学连接结构，制备工序冗长，制备周期长，制备效率低，本实施例提供的量子电路的结构易于制备，有助于缩短工艺流程，压缩制备周期，提高制备效率。

技术领域

本实用新型属于量子计算技术领域，特别是一种量子电路、量子芯片及量子器件。

背景技术

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。量子芯片作为量子计算机的核心部件，是量子计算机的核心部件。

量子芯片上分布有超导量子电路，超导量子电路通常包括超导元件以及约瑟夫森结，约瑟夫森结为超导量子电路的关键器件，由两层超导体中间夹一层绝缘层(势垒层)构成，现有的超导量子电路通常需要先制备约瑟夫森结以及其他超导元件，再形成用于将约瑟夫森结与超导元件连接的电学连接结构，制备工序复杂，制备周期较长。

目前亟需提出一种新的量子电路结构以便于能够高效率的进行量子电路的制备。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种约瑟夫森结的制备方法、量子电路、量子芯片及量子器件，以解决现有技术中的不足。

本申请的一个方面提供了一种约瑟夫森结的制备方法，包括以下步骤：

提供衬底；

确定位于衬底上的第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域具有相交处；

形成第一电极于所述第一区域；

形成第二掩模层于所述衬底上，所述第二掩模层具有暴露所述第二区域的第二沉积窗口；

形成势垒层于所述相交处的第一电极上；

利用所述第二沉积窗口形成第二电极以在所述相交处获得约瑟夫森结。

如上所述的制备方法，其中，所述形成第一电极于所述第一区域的步骤包括：

形成第一掩模层于所述衬底上，所述第一掩模层具有用于暴露出所述第一区域的第一沉积窗口；

利用所述第一沉积窗口沉积金属材料；

剥离所述第一掩模层以在所述第一区域获得所述第一电极。

如上所述的制备方法，其中，所述形成第一电极于所述第一区域的步骤包括：

形成金属层于所述衬底上；

图形化所述金属层以获得所述第一电极。

如上所述的制备方法，其中，所述利用所述第一沉积窗口沉积金属材料的步骤包括：

采用直蒸发镀膜工艺通过所述第一沉积窗口沉积金属材料。

如上所述的制备方法，其中，所述利用所述第二沉积窗口形成第二电极以在所述相交处获得约瑟夫森结的步骤包括：

采用直蒸发镀膜工艺形成所述第二电极。

如上所述的制备方法，其中，在所述形成势垒层于所述相交处的第一电极上的步骤之前，还包括：

去除所述第一电极在所述相交处暴露出的氧化膜，从而暴露出第一电极上用于形成势垒层的待氧化区域。