093]步驟S41’ ：如圖14?圖15所示，去除所述光刻膠45,于所述襯底41、所述第一超導(dǎo)材料層42、所述絕緣材料層43、所述第二超導(dǎo)材料層44表面形成所述第二絕緣材料層46。所述第二絕緣材料層46通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法PECVD、化學(xué)氣相沉積或電阻蒸發(fā)等方法制備。所述第二絕緣材料層46的厚度設(shè)定為200nm?400nm，在本實(shí)施例中，所述第二絕緣材料層46為氧化硅，厚度為300nm。
[0094]步驟S42’ ：如圖12所示，通過刻蝕液去除所述約瑟夫森結(jié)1及所述雙通道超導(dǎo)連接區(qū)域上的所述第二絕緣材料層46,以露出所述約瑟夫森結(jié)1及所述雙通道超導(dǎo)連接。
[0095]實(shí)施例三
[0096]如圖16?圖17所示為上述兩種方法制備的雙通道超導(dǎo)連接5,所述雙通道超導(dǎo)連接6包括：并聯(lián)的第一通道51及第二通道52,其中，
[0097]所述第一通道51包括位于襯底53上的底電極54,位于所述底電極54上的絕緣材料層55,位于所述絕緣材料層55上的對電極56 ;
[0098]所述第二通道52為位于所述襯底53上的純超導(dǎo)通道。
[0099]具體地，所述襯底53的材質(zhì)包括但不限于二氧化硅、單晶硅、藍(lán)寶石、碳化硅、氧化鎂和氟化鎂等，其厚度設(shè)定為〇. 2_?0. 8_。在本實(shí)施例中，所述襯底53為單晶硅上熱氧化的二氧化硅，單晶硅厚度為〇. 625mm，二氧化硅的厚度為300nm。
[0100]具體地，所述底電極54為第一超導(dǎo)材料層，其材質(zhì)為超導(dǎo)材料，包括但不限于鈮或氮化銀，厚度設(shè)定為50nm?200nm。在本實(shí)施例中，所述底電極54的材質(zhì)為銀，厚度為150nm〇
[0101]具體地，所述絕緣材料層55為第一絕緣材料層，其材質(zhì)包括但不限于氧化鋁或氮化鋁，厚度設(shè)定為lnm?15nm，在本實(shí)施例中，所述絕緣材料層55的材質(zhì)為氧化鋁，厚度為10nm〇
[0102]具體地，所述對電極56為第二超導(dǎo)材料層，其材質(zhì)為超導(dǎo)材料，包括但不限于鈮或氮化銀，厚度設(shè)定為50nm?200nm。在本實(shí)施例中，所述對電極56的材質(zhì)為銀，厚度為150nm〇
[0103] 具體地，所述純超導(dǎo)通道的材質(zhì)包括但不限于鈮，其厚度與所述第一通道51的厚度一致。
[0104] 具體地，還包括位于所述第一通道51及所述第二通道52上的配線層57,所述配線層57為第三超導(dǎo)材料層，其材質(zhì)包括但不限于鈮或氮化鈮，在本實(shí)施例中，所述配線層57的材質(zhì)優(yōu)選為鈮。
[0105]如圖16及圖17所示，所述絕緣材料層55僅覆蓋所述第一通道51，所述第二通道52為純超導(dǎo)通道，相當(dāng)于一個(gè)約瑟夫森結(jié)和一個(gè)超導(dǎo)線并聯(lián)，電流優(yōu)先通過所述第二通道52,最終經(jīng)所述配線層57輸出，克服了電流流過約瑟夫森結(jié)產(chǎn)生的約瑟夫森效應(yīng)，提高了超導(dǎo)電路器件的性能及其穩(wěn)定性，從而有效地解決超導(dǎo)電路中的導(dǎo)通通道問題。
[0106] 綜上所述，本發(fā)明提供一種雙通道超導(dǎo)連接的制備方法，至少包括：提供一襯底，于所述襯底上依次制備第一超導(dǎo)材料層、第一絕緣材料層、第二超導(dǎo)材料層的三層薄膜結(jié)構(gòu)；刻蝕所述第二超導(dǎo)材料層和所述第一絕緣材料層，以露出部分所述第一超導(dǎo)材料層；旋涂光刻膠，刻蝕所述第一超導(dǎo)材料層及所述第二超導(dǎo)材料層，露出部分所述襯底及部分所述第一絕緣材料層，以于需要制備所述雙通道超導(dǎo)連接的位置形成所述雙通道超導(dǎo)連接的圖形，同時(shí)于需要制備約瑟夫森結(jié)的位置形成所述約瑟夫森結(jié)；于露出的所述第一絕緣材料層和所述襯底上形成第二絕緣材料層；沉積器件中的旁路電阻材料層，并刻蝕所述旁路電阻材料層以形成旁路電阻的圖形；沉積第三超導(dǎo)材料層，并刻蝕形成配線圖形。所述雙通道超導(dǎo)連接包括：并聯(lián)的第一通道及第二通道，其中，所述第一通道包括位于襯底上的底電極，位于所述底電極上的絕緣材料層，位于所述絕緣材料層上的對電極；所述第二通道為位于所述襯底上的純超導(dǎo)通道。本發(fā)明的雙通道超導(dǎo)連接及其制備方法通過改進(jìn)超導(dǎo)電路版圖，在制備層間超導(dǎo)通道時(shí)，并聯(lián)一個(gè)純的超導(dǎo)連接通道，克服了以往的連接通道的約瑟夫森效應(yīng)，提高了超導(dǎo)電路器件的性能及其穩(wěn)定性。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0107] 上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙通道超導(dǎo)連接的制備方法，其特征在于，所述雙通道超導(dǎo)連接的制備方法至少包括：步驟S1 :提供一襯底，于所述襯底上依次制備第一超導(dǎo)材料層、第一絕緣材料層、第二超導(dǎo)材料層的三層薄膜結(jié)構(gòu)；步驟S2 :刻蝕所述第二超導(dǎo)材料層和所述第一絕緣材料層，以露出部分所述第一超導(dǎo)材料層；步驟S3 :旋涂光刻膠，刻蝕所述第一超導(dǎo)材料層及所述第二超導(dǎo)材料層，露出部分所述襯底及部分所述第一絕緣材料層，以于需要制備所述雙通道超導(dǎo)連接的位置形成所述雙通道超導(dǎo)連接的圖形，同時(shí)于需要制備約瑟夫森結(jié)的位置形成所述約瑟夫森結(jié)；步驟S4 :于露出的所述絕緣材料層和所述襯底上形成第二絕緣材料層；步驟S5 :沉積器件中的旁路電阻材料層，并刻蝕所述旁路電阻材料層以形成旁路電阻的圖形；步驟S6 :沉積第三超導(dǎo)材料層，并刻蝕形成配線圖形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道超導(dǎo)連接的制備方法，其特征在于：步驟S4進(jìn)一步包括：于需要制備所述約瑟夫森結(jié)及所述雙通道超導(dǎo)連接的位置上保留光刻膠，于所述第一絕緣材料層、所述光刻膠和所述襯底表面沉積第二絕緣材料層，去除所述光刻膠以露出所述約瑟夫森結(jié)及所述雙通道超導(dǎo)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道超導(dǎo)連接的制備方法，其特征在于：步驟S4進(jìn)一步包括：去除所述光刻膠，于所述襯底、所述第一超導(dǎo)材料層、所述絕緣材料層、所述第二超導(dǎo)材料層表面沉積第二絕緣材料層，并刻蝕所述第二絕緣材料層，以露出所述約瑟夫森結(jié)及所述雙通道超導(dǎo)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道超導(dǎo)連接的制備方法，其特征在于：步驟S5中，沉積所述旁路電阻材料層后再沉積第三絕緣材料層，然后再通過刻蝕形成所述旁路電阻的圖形。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任意一項(xiàng)所述的雙通道超導(dǎo)連接的制備方法，其特征在于：步驟S5于步驟S6前執(zhí)行或步驟S5于步驟S6后執(zhí)行。6.—種雙通道超導(dǎo)連接，其特征在于，所述雙通道超導(dǎo)連接包括：并聯(lián)的第一通道及第二通道，其中，所述第一通道包括位于襯底上的底電極，位于所述底電極上的絕緣材料層，位于所述絕緣材料層上的對電極；所述第二通道為位于所述襯底上的純超導(dǎo)通道。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙通道超導(dǎo)連接，其特征在于：還包括位于所述第一通道及所述第二通道上的配線層。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙通道超導(dǎo)連接，其特征在于：所述底電極、所述對電極以及所述純超導(dǎo)通道的材質(zhì)為超導(dǎo)材料。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙通道超導(dǎo)連接，其特征在于：所述超導(dǎo)材料為鈮或氮化鈮。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙通道超導(dǎo)連接，其特征在于：所述絕緣材料層的材質(zhì)為氧化鋁或氮化鋁。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙通道超導(dǎo)連接及其制備方法，包括：于襯底上依次制備第一超導(dǎo)材料層、第一絕緣材料層、第二超導(dǎo)材料層；刻蝕第二超導(dǎo)材料層和第一絕緣材料層，露出第一超導(dǎo)材料層；刻蝕第一、第二超導(dǎo)材料層，形成雙通道超導(dǎo)連接和約瑟夫森結(jié)；于第一絕緣材料層和襯底上形成第二絕緣材料層；形成旁路電阻；沉積第三超導(dǎo)材料層，并形成配線。雙通道超導(dǎo)連接包括：并聯(lián)的第一、第二通道，第一通道包括依次層疊的襯底、底電極、絕緣材料層及對電極；所述第二通道為襯底上的純超導(dǎo)通道。本發(fā)明通過改進(jìn)超導(dǎo)電路版圖，在制備層間超導(dǎo)通道時(shí)，并聯(lián)一個(gè)純的超導(dǎo)連接通道，克服了以往的連接通道的約瑟夫森效應(yīng)，提高了超導(dǎo)電路器件的性能及其穩(wěn)定性。
【IPC分類】H01L23/532, H01L21/768, H01L39/02, H01L39/06, H01L39/24
【公開號】CN105428517
【申請?zhí)枴緾N201510750190
【發(fā)明人】應(yīng)利良, 熊偉, 王會武, 張國峰, 王鎮(zhèn)
【申請人】中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月6日