【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及超导芯片，尤其涉及一种具有约瑟夫森结的超导芯片及制备方法。
技术介绍
1、作为超导芯片的核心基础元件，超导约瑟夫森结的结构及其制备工艺受到了广泛研究。超导约瑟夫森结的品质很大程度上也影响着超导芯片的性能。超导约瑟夫森结的典型结构包括下电极层、上电极层、以及下电极层和上电极层之间的氧化层，下电极层和上电极层的形状往往为条带状，两条超导条带呈十字结构相交，且该交叠区域为约瑟夫森结。
2、一方面，约瑟夫森结的阻值大小与自身的面积有关，也即，约瑟夫森结的阻值大小与该交叠区域的面积有关，而约瑟夫森结的面积受到呈十字结构交叠的两条超导条带的线宽的影响，想获取得到高阻态的约瑟夫森结，在中间氧化层厚度不变的前提下，对应的两条超导条带的线宽应较小。但是，两条超导条带的线宽越小，工作时候能量密度越大，缺陷对其影响越大，这对制造工艺能力要求也越高。同时，约瑟夫森结的附近的细长的超导条带形状类似天线，易引起微波辐射损耗，进而影响约瑟夫森结的性能。
3、另一方面，现有的针对约瑟夫森结的制备方法，多是采用悬胶结构和双倾角蒸镀的方法。其中，悬胶结构需要预先旋涂双层光刻胶，后进行显影形成底切，工艺流程复杂。而双倾角蒸镀制备电极层时，无法保证大晶圆尺寸范围内约瑟夫森结的面积和电阻均匀性，不利于高的集成度。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种具有约瑟夫森结的超导芯片及制备方法，通过设置非条带状的第一凸起部和第二凸起部作为电极层，将微波辐射限制于约瑟夫森结的区域中，有
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种具有约瑟夫森结的超导芯片，包括衬底基板、下电极层、氧化层和上电极层；
3、在所述衬底基板的厚度方向上，所述下电极层、所述氧化层与所述上电极层均位于所述衬底基板的同一侧；
4、所述下电极层位于所述衬底基板的一侧表面上，所述下电极层包括一体连接的第一本体部和第一凸起部；
5、所述氧化层位于所述第一凸起部远离所述衬底基板的一侧表面上；
6、所述上电极层位于所述氧化层远离所述衬底基板的一侧表面上，所述上电极层包括一体连接的第二本体部和第二凸起部，且所述第二凸起部与所述氧化层在所述衬底基板上的正投影至少部分交叠，所述约瑟夫森结为所述第一凸起部、所述氧化层与所述第二凸起部依次层叠设置的结构。
7、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种具有约瑟夫森结的超导芯片的制备方法，包括：
8、提供一衬底基板；
9、在所述衬底基板的一侧表面形成下电极层；其中，所述下电极层包括一体连接的第一本体部和第一凸起部；
10、在所述第一凸起部远离所述衬底基板的一侧表面形成氧化层；
11、在所述氧化层远离所述衬底基板的一侧表面形成上电极层，以制备得到所述约瑟夫森结；其中，所述上电极层包括一体连接的第二本体部和第二凸起部，且所述第二凸起部与所述氧化层在所述衬底基板上的正投影至少部分交叠，所述约瑟夫森结为所述第一凸起部、所述氧化层与所述第二凸起部依次层叠设置的结构。
12、本专利技术实施例提供了一种具有约瑟夫森结的超导芯片及制备方法，该超导芯片包括衬底基板、下电极层、氧化层和上电极层；在衬底基板的厚度方向上，下电极层、氧化层与上电极层均位于衬底基板的同一侧；下电极层位于衬底基板的一侧表面上，下电极层包括一体连接的第一本体部和第一凸起部；氧化层位于第一凸起部远离衬底基板的一侧表面上；上电极层位于氧化层远离衬底基板的一侧表面上，上电极层包括一体连接的第二本体部和第二凸起部，且第二凸起部与氧化层在衬底基板上的正投影至少部分交叠，约瑟夫森结为第一凸起部、氧化层与第二凸起部依次层叠设置的结构。该超导芯片通过设置非条带状的第一凸起部和第二凸起部，且氧化层在衬底基板上的正投影位于第一凸起部在衬底基板上的正投影内，第二凸起部与氧化层在衬底基板上的正投影至少部分交叠，也即，在第一凸起部、氧化层与第二凸起部依次层叠设置的结构处为约瑟夫森结，该约瑟夫森结的附近无条带状类似天线的结构，可以将微波辐射限制于约瑟夫森结的区域中，有效减少了微波辐射损耗，同时，区别于窄带结构，结附近扩大面积的梯形结构，降低了工作时的能量密度，降低了二能级缺陷浓度和缺陷灵敏度，有利于保证超导芯片中的约瑟夫森结以及超导电路结构的稳定性，另外，垂直蒸镀的方式简化了具有约瑟夫森结的超导芯片的制备工艺步骤，可制备满足大晶圆尺寸范围内高性能、均一、稳定、可控的约瑟夫森结，并适用于小面积及大面积的约瑟夫森结的调控制备，提高了具有约瑟夫森结的超导芯片的生产效率。
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1.一种具有约瑟夫森结的超导芯片，其特征在于，包括衬底基板、下电极层、氧化层和上电极层；
2.根据权利要求1所述的超导芯片，其特征在于，所述第二凸起部包括一体连接的第一部和第二部，所述第二部位于所述第一部远离所述第二本体部的一侧，且至少部分所述第二部在所述衬底基板上的正投影位于所述氧化层在所述衬底基板上的正投影中，所述约瑟夫森结为所述第一凸起部、所述氧化层与所述第二部依次层叠设置的结构。
3.根据权利要求2所述的超导芯片，其特征在于，所述第一凸起部在所述衬底基板上的正投影为梯形形状，所述第一部在所述衬底基板上的正投影为梯形形状，所述第二部在所述衬底基板上的正投影为矩形形状。
4.根据权利要求3所述的超导芯片，其特征在于，所述第一凸起部的梯形形状包括第一边，所述第一边为所述第一凸起部远离所述第一本体部的一条边；所述第一部的梯形形状包括第二边，所述第二边为所述第一部远离所述第二本体部的一条边；所述第二部的矩形形状包括第三边，所述第三边为所述第二部靠近所述第一部的一条边；
5.根据权利要求1所述的超导芯片，其特征在于，在所述衬底基板的厚度
6.根据权利要求1所述的超导芯片，其特征在于，还包括超导电路结构，所述超导电路结构至少包括谐振腔、读取线及比特的电容和电感结构；
7.一种具有约瑟夫森结的超导芯片的制备方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述衬底基板的一侧表面形成下电极层，包括：
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述氧化层远离所述衬底基板的一侧表面形成上电极层，以制备得到所述约瑟夫森结，包括：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在所述第二超导薄膜远离所述衬底基板的一侧表面形成第二光刻掩膜层，并根据所述第二光刻掩膜层，对所述第二超导薄膜进行图案化，形成一体连接的所述第二本体部和所述第二凸起部，以制备得到所述约瑟夫森结的同时，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种具有约瑟夫森结的超导芯片，其特征在于，包括衬底基板、下电极层、氧化层和上电极层；
2.根据权利要求1所述的超导芯片，其特征在于，所述第二凸起部包括一体连接的第一部和第二部，所述第二部位于所述第一部远离所述第二本体部的一侧，且至少部分所述第二部在所述衬底基板上的正投影位于所述氧化层在所述衬底基板上的正投影中，所述约瑟夫森结为所述第一凸起部、所述氧化层与所述第二部依次层叠设置的结构。
3.根据权利要求2所述的超导芯片，其特征在于，所述第一凸起部在所述衬底基板上的正投影为梯形形状，所述第一部在所述衬底基板上的正投影为梯形形状，所述第二部在所述衬底基板上的正投影为矩形形状。
4.根据权利要求3所述的超导芯片，其特征在于，所述第一凸起部的梯形形状包括第一边，所述第一边为所述第一凸起部远离所述第一本体部的一条边；所述第一部的梯形形状包括第二边，所述第二边为所述第一部远离所述第二本体部的一条边；所述第二部的矩形形状包括第三边，所述第三边为所述第二部靠近所述第一部的一条边；
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨丽娜，于文龙，崔志远，蔡晓，王雨，
申请(专利权)人：材料科学姑苏实验室，
类型：发明
国别省市：
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