[发明专利]具有用于量子计算设备的高品质界面的层间电介质的构造

说明书

本申请涉及具有用于量子计算设备的高品质界面的层间电介质的构造。一种方法，包括：提供第一晶片，所述第一晶片包括第一衬底、所述第一衬底上的第一绝缘体层、和所述第一绝缘体层上的第一电介质层；提供第二晶片，所述第二晶片包括第二衬底、所述第二衬底上的第二绝缘体层、和所述第二绝缘体层上的第二电介质层；在所述第一电介质层上形成第一超导体层；在所述第二电介质层上形成第二超导体层；将所述第一超导体层的表面接合到所述第二超导体层的表面以形成晶片堆叠；并且在所述第一电介质层的暴露的第一表面上形成第三超导体层。

分案说明

本申请属于申请日为2015年12月30日的中国发明专利申请No.201580085781.1的分案申请。

技术领域

本公开涉及具有用于量子计算设备的高品质界面的层间电介质的构造。

背景技术

量子计算是一种相对新的计算方法，其利用诸如基态和纠缠(entanglement)的叠加之类的量子效应的优势而比常规数字计算机更为有效地执行某些计算。与以位(例如，“1”或“0”)的形式存储和操控信息的数字计算机相比，量子计算系统能够使用量子位(qubit)来操控信息。量子位可以是指实现多个状态的叠加(例如，在“0”和“1”状态两者的数据)和/或多个状态的数据自身的叠加的量子设备。依据常规术语，量子系统中的“0”和“1”状态的叠加可以例如被表示为α│0+β│0。数字计算机的“0”和“1”状态则分别类似于量子位的│0和│1基态。数值│α│²表示量子位处于│0状态的概率，而│β│²则表示量子位处于│0基态的概率。

发明内容

总体上，在一些方面，本公开的主题能够以方法来体现，所述方法包括：提供第一晶片，所述第一晶片包括第一衬底、所述第一衬底上的第一绝缘体层、和所述第一绝缘体层上的第一电介质层；提供第二晶片，所述第二晶片包括第二衬底、所述第二衬底上的第二绝缘体层、和所述第二绝缘体层上的第二电介质层；在所述第一电介质层上形成第一超导体层；在所述第二电介质层上形成第二超导体层；将所述第一超导体层的表面(例如，直接地)接合到所述第二超导体层的表面以形成晶片堆叠；并且在所述第一电介质层的第一表面上形成第三超导体层。

所述方法的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，在一些实施方式中，将所述第一超导体层的表面接合到所述第二超导体层的表面在小于大约150℃的环境温度下执行。

在一些实施方式中，将所述第一超导体层的表面接合到所述第二超导体层的表面在小于大约100℃的环境温度下执行。

将所述第一超导体层的表面接合到所述第二超导体层的表面在大约18℃和大约30℃之间的环境温度下执行，或者更具体地是在大约18℃和大约26℃之间的环境温度下执行。

在一些实施方式中，所述方法进一步包括在将所述第一超导体层的表面接合到所述第二超导体层的表面之前对所述第一超导体层的表面和所述第二超导体层的表面进行离子研磨。

在一些实施方式中，将所述第一超导体层的表面接合到所述第二超导体层的表面包括将所述第一超导体层的表面粘合到所述第二超导体层的表面。所述接合能够在大约10^-7托至大约10^-9托之间的范围内的真空下执行。

在一些实施方式中，所述方法包括通过执行所述第一衬底的干法蚀刻来去除所述第一衬底的一部分。执行所述干法蚀刻可以包括将所述第一衬底暴露于SF₆或XeF₂等离子，其中所述第一绝缘体层充当所述干法蚀刻的蚀刻停止部。

在一些实施方式中，所述方法包括通过执行所述第一衬底的湿法蚀刻来去除所述第一衬底的一部分。执行所述湿法蚀刻可以包括将所述第一衬底暴露于包括KOH的溶液，其中所述第一绝缘体层充当所述湿法蚀刻的蚀刻停止部。