【技术实现步骤摘要】
本申请涉及量子器件微纳加工，具体涉及一种基于半导体薄膜的量子信号转换器件的制备方法。
技术介绍
1、量子理论的发展与量子技术的提升是相辅相成的。量子技术的研究进展推进了很多科学领域中量子控制的实现，包括量子光学、腔量子电动力学、原子自旋系综、离子阱、玻色爱因斯坦凝聚以及氮空位色心等。而量子物理和经典物理之间的核心差异便是根植于量子叠加基本原理之上的诸如纠缠和相干性等量子资源的存在。
2、在量子物理研究中，为了构建完整功能的量子信息网络，需要有机结合各种量子体系，因此量子信号转换器件是不可或缺的。
技术实现思路
1、为了解决本领域的上述问题，本申请旨在提供一种量子信号转换器件及其制备方法。结合了超导微波谐振腔和机械振子两类信息线路的混合量子系统，能够实现从微波到光子等量子信息载体间的相互传输与转换，实现各种量子体系间的优势互补，从而能够进一步构建普适的量子信息处理器以及量子网络。
2、根据本申请的一方面，提供一种量子信号转换器件的制备方法，包括：
3、采用低压化学气相沉积系统在双抛硅片的第一表面和第二表面分别生长氮化硅薄膜；
4、将第一表面和第二表面的氮化硅薄膜分别进行曝光、显影及刻蚀；
5、将第一表面的氮化硅薄膜涂保护胶后，进行湿法刻蚀，再进行金属化，制得带隙氮化硅薄膜芯片；
6、采用磁控溅射系统在单抛硅片的一面生长铌薄膜；
7、将铌薄膜进行曝光、显影及刻蚀，制得超导微波谐振腔芯片；
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9、其中，所述带隙氮化硅薄膜芯片的第一表面与所述超导微波谐振腔芯片的铌薄膜面的间距小于500nm。
10、根据本申请的一些实施例，将第一表面和第二表面的氮化硅薄膜分别进行曝光、显影及刻蚀中采用反应离子刻蚀机进行刻蚀。
11、根据本申请的一些实施例，采用反应离子刻蚀机刻蚀为：三氟甲烷与氧气混合气体刻蚀。
12、根据本申请的一些实施例，湿法刻蚀采用koh溶液。第一表面的氮化硅薄膜涂保护胶还包括使用夹具加强保护胶与第一表面的氮化硅薄膜的固定。
13、根据本申请的一些实施例，金属化包括：
14、使用电子束蒸发系统在第一表面的氮化硅薄膜表面生长铝膜；
15、将第二表面固定在载片上，并在铝膜表面匀胶，烘烤后使用电子束曝光系统完成曝光；
16、采用湿法刻蚀将未曝光铝膜腐蚀去除，再进行除胶，即得中心为圆形铝电极的带隙氮化硅薄膜芯片。
17、根据本申请的一些实施例，将带隙氮化硅薄膜芯片的第一表面与超导微波谐振腔芯片的铌薄膜面组装固定包括：
18、将超导微波谐振腔芯片固定在载玻片上，含铌薄膜的一面向上，并预涂固定胶；
19、将带隙氮化硅薄膜芯片倒置，并将带隙氮化硅薄膜芯片的铝电极圆心与超导微波谐振腔芯片的圆心对齐后，进行调整固定。
20、根据本申请的一些实施例，双抛硅片的厚度为100-500μm；氮化硅薄膜厚度为50-200nm；铝膜厚度为10-50nm。
21、单抛硅片的厚度为100-500μm；铌薄膜的厚度为50-200nm。
22、根据本申请的一些实施例，双抛硅片的厚度为500μm；氮化硅薄膜厚度为100nm；铝膜厚度为20nm。
23、根据本申请的一些实施例，单抛硅片的厚度为500μm。铌薄膜的厚度为120nm。
24、根据本申请的一些实施例，带隙氮化硅薄膜芯片与超导微波谐振腔芯片的间距为100-500nm。
25、根据本申请的另一方面，还提供一种上述的制备方法所制备的量子信号转换器件。
26、与现有技术相比，本申请至少包括如下有益效果：
27、本申请首次提出一种带隙氮化硅薄膜以及超导微波谐振腔相结合的量子信号转换器件。通过合理的芯片组装能够实现带隙氮化硅薄膜以及超导微波谐振腔两种结构的耦合，形成一种全新的超导量子信号转换器，为后期超导比特与光路的集成提供了可能。该转换器结合带隙结构的设计，使得转换器中振动模块的能量耗散降至极低。
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1.一种基于半导体薄膜的量子信号转换器件的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在将所述第一表面和第二表面的氮化硅薄膜分别进行曝光、显影及刻蚀的过程中，采用反应离子刻蚀机进行刻蚀；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述湿法刻蚀采用KOH溶液。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一表面的氮化硅薄膜涂保护胶还包括使用夹具加强所述保护胶与所述第一表面的氮化硅薄膜的固定。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属化包括：
6.根据权利要求1-5中任一所述的制备方法，其特征在于，将所述带隙氮化硅薄膜芯片的第一表面与所述超导微波谐振腔芯片的铌薄膜面组装固定包括：
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述双抛硅片的厚度为100-500μm；
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述单抛硅片的厚度为100-500μm；
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述带隙氮化硅薄膜芯片与所述超导微
10.一种权利要求1-9任一所述的制备方法所制备的量子信号转换器件。
...【技术特征摘要】
1.一种基于半导体薄膜的量子信号转换器件的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在将所述第一表面和第二表面的氮化硅薄膜分别进行曝光、显影及刻蚀的过程中，采用反应离子刻蚀机进行刻蚀；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述湿法刻蚀采用koh溶液。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一表面的氮化硅薄膜涂保护胶还包括使用夹具加强所述保护胶与所述第一表面的氮化硅薄膜的固定。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属化包括：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：李铁夫，吴海华，王宇清，
申请(专利权)人：北京量子信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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