[发明专利]一种硅通孔互联结构和量子计算机

说明书

本申请公开了一种硅通孔互联结构和量子计算机，属于量子芯片制造领域。硅通孔互联结构包括透明衬底、功能层以及硅通孔互连件。其中功能层和硅通孔互连件均附接到透明衬底。功能层结合到衬底的正面和/或背面，而互连件则通过衬底的在观察窗口区域的通孔配置。透明窗口和通孔之间具有一定的间隙，从而能够提供从表面由透明窗口区域观察通孔位于芯片的通孔内的结构，进而方便地通过考察对硅通孔互连件的质量进行评估。

技术领域

本申请属于量子芯片制备领域，具体涉及一种硅通孔互联结构和量子计算机。

背景技术

在量子芯片的制备过程中，由于芯片中的量子比特数目的增加，往往选择倒装焊工艺将芯片的平面结构转为立体结构，以便提高单位面积的利用率，进而缩小芯片的面积。

倒装焊工艺需要在上层芯片和基层芯片上分别生成焊接金属层，然后将上层芯片和基层芯片压焊到一起，形成倒装焊的芯片。

但是随着量子比特数目的进一步增多，常规的倒装焊工艺已经逐渐难以满足越来越多的比特内容（比特电容，谐振腔，总线，控制线等器件都会越来越多）的需要。TSV技术（(Through Silicon Via，硅通孔技术）则能够极大缓解比特数目增加带来的芯片表面内容拓展的压力。但是在应用TSV技术制作芯片时，考虑到该技术的成熟度，需要对TSV是否制作成功以及其制作完成后的制作质量进行考察。

目前，多采用通过测量硅通孔的电学特性进行测试，但是这样的方案需要制作各种测量线路等，而这又潜在地增加了对这些线路的质量的要求。因此，亟需一种能够方便地对硅通孔质量进行评价的方案。

发明内容

有鉴于此，本申请公开了一种硅通孔互联结构和量子计算机。该方案通过对硅通孔互连件进行观察的方式识别其是否存在诸如断裂等物理缺陷，从而可以替代目前以电学测量的方式对硅通孔的质量进行评价所存在的需要额外配置线路的问题。

本申请示例的方案，通过如下内容实施。

在第一方面，本申请的示例提出了一种硅通孔互联结构，其包括：

透明衬底，具有沿厚度方向相对地配置的正面和背面，且衬底还贯穿配置有由正面至背面的通孔，衬底定义有以包围通孔的观察窗口区域；

功能层，形成于正面和/或背面，功能层避开并暴露观察窗口区域；以及

硅通孔互连件，形成于通孔。

在上述硅通孔互联结构中，采用透明的衬底并且定义出观察窗口区域。进一步地在该区域贯穿地设置通孔。因此，基于此通孔配置硅通孔互连件。此外，作为配置各种线路或元件的功能层，其避开前述的区域。那么，基于该硅通孔互联结构就能够从衬底的正面或背面对硅通孔位于衬底之内的部分进行观察，从而可以根据观察到的结果对互连件的质量进行评价和确定。

根据本申请的一些示例，透明衬底是蓝宝石衬底。

根据本申请的一些示例，功能层为一层或多层；和/或，功能层为金属层；和/或，功能层是超导材质。

根据本申请的一些示例，硅通孔互连件为超导柱；和/或，硅通孔互连件是中空柱。

根据本申请的一些示例，硅通孔互连件一端延伸至正面、且另一端延伸至背面。

在第二方面，本申请的示例提出了一种硅通孔互联结构。其包括：

第一芯片，具有第一透明窗口，第一透明窗口提供从第一芯片的正面至背面的观察路径，第一透明窗口还贯穿配置有沿正面至背面方向延伸的通孔；

以面向正面的方式与第一芯片对置的第二芯片，第二芯片通过倒装互联件与第一芯片倒转互连；以及

硅通孔互连件，填充于通孔；