[发明专利]超导约瑟夫森结器件制备方法和超导约瑟夫森结器件

权利要求书

1.一种超导约瑟夫森结器件制备方法，其特征在于，包括：

S10，提供衬底(10)，在所述衬底(10)表面依次制备多个约瑟夫森结(20)；

S20，在所述衬底(10)表面和所述多个约瑟夫森结(20)表面制备绝缘层(30)，且所述绝缘层(30)将所述多个约瑟夫森结(20)覆盖；

S30，采用化学机械研磨方法对所述绝缘层(30)远离所述衬底(10)的表面进行抛光处理，制备获得绝缘结构(310)；

其中，所述绝缘结构(310)远离所述多个约瑟夫森结(20)的表面具有第一倾斜角度，所述绝缘结构(310)远离所述衬底(10)的表面具有第二倾斜角度；

所述第一倾斜角度为160°～180°，所述第二倾斜角度为160°～180°，所述第二倾斜角度大于所述第一倾斜角度；

S40，根据通孔图形，对所述绝缘结构(310)远离所述衬底(10)的表面进行刻蚀，直至刻蚀到所述约瑟夫森结(20)表面，形成通孔结构(311)；

S50，在所述绝缘结构(310)远离所述衬底(10)的表面制备引线层(40)，且所述引线层(40)将所述通孔结构(311)填充，形成超导约瑟夫森结器件(100)。

2.如权利要求1所述的超导约瑟夫森结器件制备方法，其特征在于，在所述S30中采用化学机械研磨方法，设置抛光压力范围为3kpa～10kpa，抛光液流量范围为15sccm～25sccm，对所述绝缘层(30)远离所述衬底(10)的表面进行抛光处理。

3.如权利要求1所述的超导约瑟夫森结器件制备方法，其特征在于，在所述S20中，采用低温等离子体辅助化学气相沉积方法，设置温度范围为10℃～80℃，工作压力范围为10mTorr～40mTorr，硅烷范围为10sccm～80sccm，氧气范围为20sccm～60sccm，制备所述绝缘层(30)。

4.如权利要求1所述的超导约瑟夫森结器件制备方法，其特征在于，在所述S20中，所述绝缘层(30)的材料为SiO₂或/和SiN_x。

5.如权利要求1所述的超导约瑟夫森结器件制备方法，其特征在于，在所述S40中，设置气压范围为10mTorr～15mTorr，CHF₃范围为20sccm～100sccm，O₂范围为20sccm～100sccm，采用电感耦合等离子体刻蚀方法对所述绝缘结构(310)远离所述衬底(10)的表面进行刻蚀，制备所述通孔结构(311)。

6.一种超导约瑟夫森结器件，其特征在于，包括：

衬底(10)，依次设置有多个约瑟夫森结(20)；

绝缘结构(310)，具有第一结构(312)与第二结构(313)，所述第一结构(312)设置于所述约瑟夫森结(20)靠近所述衬底(10)的第一层超导薄膜(210)表面，所述第二结构(313)设置于所述衬底(10)靠近所述第一层超导薄膜(210)的表面；

所述第一结构(312)与所述第二结构(313)将所述多个约瑟夫森结(20)包围，形成通孔结构(311)，用以与所述多个约瑟夫森结(20)实现电连接；

引线层(40)，设置于所述绝缘结构(310)远离所述衬底(10)的表面，且所述引线层(40)设置于所述通孔结构(311)；

所述第一结构(312)远离所述衬底(10)的表面具有第一倾斜角度，所述第二结构(313)远离所述衬底(10)的表面具有第二倾斜角度；

所述第一倾斜角度为160°～180°，所述第二倾斜角度为160°～180°，所述第二倾斜角度大于所述第一倾斜角度。

7.如权利要求6所述的超导约瑟夫森结器件，其特征在于，所述多个约瑟夫森结(20)包括：

Nb_xSi_1-x层(220)，设置于所述第一层超导薄膜(210)远离所述衬底(10)的表面；

第二层超导薄膜(230)，设置于所述NbxSi1-x层(220)远离所述第一层超导薄膜(210)的表面。