增强超导器件的封装的粘附层制造技术

提供了关于封装量子处理器(100)的一个或多个超导器件的技术。例如，在此描述的一个或多个实施方案可以考虑一种方法，该方法可以包括将粘附层(402)沉积到超导谐振器(102)和硅基板(104)上，该超导谐振器和硅基板被包括在一个量子处理器内。超导谐振器可以位于硅基板上。此外，粘附层可以包含具有硫醇官能团的化合物。合物。合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增强超导器件的封装的粘附层

技术介绍

[0001]本主题公开涉及一种包含一种或多种基于硫醇的化合物的粘附层，并且更具体地涉及一种可以增强量子处理器的一个或多个超导器件的金属氟化物封装的粘附层。
[0002]量子处理器可以包括多个超导量子位，这些超导量子位被连接到沉积在高阻性基板上的一个或多个超导谐振器。通过适当的器件结构和设计，量子位内的波函数的寿命已经提高到几百微秒，但是还没有实现波函数寿命的额外增加。波函数本身以大约5千兆赫(“GHz”)的射频(“RF”)振荡。在该频率下，在器件制造期间形成的氧化物内的RF光子的吸收以及在大气中的长期存在都会显著影响量子位的寿命。例如，在基板表面和/或超导谐振器线上形成的氧化层在RF范围内强烈吸收。
[0003]虽然可以通过蚀刻处理去除氧化物，但是氧化物的再生长可以在环境气氛中迅速发生。因此，可以实施该量子处理器的超导器件的进一步封装以抑制这些氧化物的发展并且减少RF吸收。在合适的条件下，沉积金属氟化物层，一种损耗角正切值比氧化物层的损耗角正切值小约1,000倍的材料，可以形成超导器件的坚固封装和/或防止进一步氧化。然而，在薄膜覆盖厚度，金属氟化物层可形成岛，其使量子处理器的一部分暴露。

技术实现思路

[0004]以下给出了概述以提供对本专利技术的一个或多个实施例的基本理解。本概述不旨在标识关键或重要元素，或描绘特定实施例的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一目的是以简化形式呈现构思，作为稍后呈现的更详细描述的序言。在本文所述的一个或多个实施方案中，描述了可以考虑增强量子处理器的一个或多个超导器件的金属氟化物封装的装置和/或方法。
[0005]根据一个实施例，提供了一种方法。该方法可以包括将粘附层沉积到包括在量子处理器内的超导谐振器和硅基板上。超导谐振器可以位于硅基板上。此外，所述粘附层包含具有硫醇官能团的化合物。这种方法的一个优点可以是增强该量子处理器表面对于金属氟化物涂层的粘附特性。
[0006]在一些示例中，该方法还可以包括通过蚀刻工艺从硅基板去除第一氧化物层。此外，该方法可包括通过选自包括退火工艺和蚀刻工艺的组的工艺从超导谐振器去除第二氧化物层。这种方法的优点可以是抑制在无氧化物超导器件上的粘附层的量子处理器沉积的表面上的氧化物的再生长。无氧化物在本文中可指基本上无氧化物。
[0007]根据一个实施例，提供了另一种方法。该方法可以包括将具有硫醇官能团的化合物沉积到硅基板的表面和超导谐振器的表面上。硅基板的表面和超导谐振器的表面可以是无氧化物的。这种方法的优点是可以利用硫醇官能团来促进与一个或多个金属氟化物层的粘附，以用于封装超导谐振器。
[0008]在一些示例中，化合物被包括在粘附层内，该粘附层促进金属氟化物涂层与选自由硅基板的表面和超导谐振器的表面组成的组的至少一个表面之间的粘附。这种方法的优点可以是能够实现金属氟化物涂层在硅基板和/或超导谐振器上的均匀分布。
[0009]根据一个实施例，提供了另一种方法。该方法可以包括：通过将具有硫醇官能团的化合物沉积到硅基板以及量子处理器的超导谐振器上，来制备量子处理器的表面以便与金属氟化物涂层粘附。这种方法的一个优点可以是由于至少抑制了该量子处理器内的一个或多个氧化物层而减少了该量子处理器对RF的吸收。
[0010]在一些实例中，制备该表面还可以包括将该化学化合物沉积到该量子处理器的量子位上。而且，该方法还可以包括通过蚀刻工艺从量子位去除第三氧化物层。这种方法的优点可以是通过一个或多个量子位与其他超导器件，如超导谐振器的结合的封装来促进RF吸收的减少。
[0011]根据一个实施例，提供了一种装置。该装置可以包括位于超导谐振器上的粘附层，该超导谐振器可以位于硅基板的表面上。超导谐振器和硅基板可以被包括在量子处理器内。此外，粘附层可以包含具有硫醇官能团的化合物。这种装置的一个优点可以是能够增强与一种或多种金属氟化物的粘附性，这种粘附性可以抑制由该量子处理器进行的RF吸收。
[0012]在一些示例中，该装置还可以包括封装超导谐振器的金属氟化物层。而且，粘附层位于金属氟化物层和超导谐振器之间。这种装置的一个优点可以是在该超导谐振器上的金属氟化物层的均匀涂覆，这样使得跨该量子处理器的RF吸收被减少。
[0013]根据一个实施例，提供了另一种装置。该装置可包括位于超导谐振器和金属氟化物层之间的粘附层。该超导谐振器可以被定位在量子处理器内的硅基板上。这种装置的一个优点是可以增强该金属氟化物与该量子处理器的表面之间的粘附力而不增加该金属氟化物涂层的所需厚度。
[0014]在一些实例中，所述化合物可以选自4
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巯基苯甲酸、4
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氨基苯硫酚和缩水甘油丙硫硫醇。此外，金属氟化物层可以包含选自氟化钙、氟化锂、氟化锰、氟化铁、氟化钴、氟化镍和氟化铜中的至少一种。这种装置的优点可以是利用粘附层的一个或多个硫醇官能团来与金属氟化物层化学地相互作用以增强与量子处理器的粘附。
附图说明
[0015]图1展示了根据在此描述的一个或多个实施方案的在一个第一制造阶段过程中的一个示例性的、非限制性的、金属氟化物封装的量子处理器的图。
[0016]图2展示了根据在此描述的一个或多个实施方案的在第二制造阶段过程中的一个示例性的、非限制性的、金属氟化物封装的量子处理器的图。
[0017]图3展示了根据在此描述的一个或多个实施方案的在第三制造阶段过程中的一个示例性的、非限制性的、金属氟化物封装的量子处理器的图。
[0018]图4展示了根据在此描述的一个或多个实施方案的在第四制造阶段过程中的一个示例性的、非限制性的、金属氟化物封装的量子处理器的图。
[0019]图5展示了根据在此描述的一个或多个实施方案的一个示例的、非限制性的、金属氟化物封装的量子处理器的图，该量子处理器包括一个粘附层，该粘附层可以增强金属氟化物涂层与该量子处理器的表面之间的粘附。
[0020]图6展示了根据在此描述的一个或多个实施方案的一个示例的、非限制性的、金属氟化物封装的量子处理器的示意图，该量子处理器包括一个粘附层，该粘附层可以增强金属氟化物涂层与该量子处理器的表面之间的粘附。
[0021]图7展示了根据在此描述的一个或多个实施方案的一个实例非限制性曲线图，该曲线图可以描绘在量子处理器的表面与金属氟化物涂层之间的增强的粘附特性，该增强的粘附特性可以通过一个或多个基于硫醇的粘附层来促进。
[0022]图8A示出了根据本文所述的一个或多个实施方式的示例性非限制性曲线图，其可以描绘对于五种不同封装条件作为处理的函数绘制的超导谐振器的综合铌核心强度级。
[0023]图8B示出了根据本文所述的一个或多个实施方式的示例性非限制性曲线图，其可以描绘以天然氧化物状态和/或金属氟化物封装为特征的超导谐振器的铌核心级。
[0024]图9A示出了根据本文所述的一个或多个实施例的示例性非限制性曲线图的图，该图可以描绘对于五种不同的封装条件作为处理的函数绘制的基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：将粘附层沉积到包括在量子处理器内的超导谐振器和硅基板上，其中，所述超导谐振器位于所述硅基板上，并且其中，所述粘附层包括具有硫醇官能团的化合物。2.根据前一权利要求所述的方法，其中，所述粘附层包括选自由4
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巯基苯甲酸、4
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氨基苯硫酚和缩水甘油丙硫硫醇组成的组中的至少一种有机硫醇化合物。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述粘附层是有机硫醇化合物的自组装单层。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在沉积所述粘附层之前，通过蚀刻工艺从硅基板去除第一氧化物层；以及通过选自包括退火工艺和蚀刻工艺的组中的工艺从超导谐振器去除第二氧化物层。5.根据前述权利要求所述的方法，其中，量子位还被定位在所述硅基板上并且耦接到所述超导谐振器，并且其中，所述方法还包括通过蚀刻工艺从所述量子位去除第三氧化物层。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在所述粘附层上沉积金属氟化物层以封装所述超导谐振器，其中所述金属氟化物层包括从由氟化钙、氟化锂、氟化锰、氟化铁、氟化钴、氟化镍和氟化铜构成的组中选择的至少一种成分。7.根据前一权利要求所述的方法，其中所述沉积包括通过热蒸发将所述金属氟化物层沉积到所述粘附层上。8.一种方法，包括：将具有硫醇官能团的化合物沉积到硅基板的表面和超导谐振器的表面上，其中所述硅基板的所述表面和所述超导谐振器的所述表面是无氧化物的。9.根据前一权利要求所述的方法，其中，所述化合物被包括在粘附层内，所述粘附层促进金属氟化物涂层与选自由所述硅基板的表面和所述超导谐振器的表面组成的组中的至少一个表面之间的粘附。10.根据前述权利要求9至10中任一项所述的方法，还包括：在沉积所述化合物之前，通过蚀刻工艺从硅基板的表面去除第一氧化物层；以及通过选自包括退火工艺和蚀刻工艺的组中的至少一种工艺从所述超导谐振器的所述表面去除第二氧化物层。11.根据前述权利要求8至10中任一项所述的方法，还包括：用金属氟化物涂层封装所述超导谐振器，其中所述金属氟化物涂层包括从由氟化钙、氟化锂、氟化锰、氟化铁、氟化钴、氟化镍和氟化铜构成的组中选择的至少一种成分。12.一种方法，包括：通过将具有硫醇官能团的化合物沉积到量子处理器的硅基板和超导谐振器上，来制备用于与金属氟化物涂层粘附的量子处理器的表面。13.根据前一权利要求所述的方法，还包括：在沉积所述化合物之前，通过蚀刻工艺从硅基板去除第一氧化物层；以及通过选自包括退火工艺和蚀刻工艺的组中的工艺从超导谐振器去除...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：