[发明专利]具有沟槽式电容器结构的transmon量子位

权利要求书

1.一种量子位，包括：

基板；

第一电容器结构，具有形成在所述基板的表面上的下部和在所述基板的表面上方延伸的至少一个第一凸起部分；

第二电容器结构，具有形成在所述基板的表面上的下部和在所述基板的表面上方延伸的至少一个第二凸起部分，所述第一电容器结构和所述第二电容器结构由超导材料形成；以及

结，在所述第一电容器结构和所述第二电容器结构之间，该结设置在距所述基板的表面预定距离处，并具有与所述第一凸起部分接触的第一端和与所述第二凸起部分接触的第二端，

其中，所述结包括约瑟夫逊结。

2.根据权利要求1所述的量子位，其中，所述结由夹在超导材料之间的绝缘材料形成。

3.根据权利要求2所述的量子位，其中，所述超导材料是铝。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的量子位，其中，所述超导材料是铌(Nb)并且所述基板包括硅(Si)。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的量子位，其中，所述第一电容器结构和所述第二电容器结构具有梯形形状。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的量子位，进一步包括在所述结与所述基板之间形成的腔。

7.一种制造量子位的方法，包括：

在基板中形成第一沟槽和第二沟槽；

在所述第一沟槽的表面和所述第二沟槽的表面上沉积超导材料层，以分别形成第一电容器结构和第二电容器结构，并且其中所述第一电容器结构和所述第二电容器结构由超导材料形成；

在所述第一电容器结构和所述第二电容器结构之间形成结；以及

移除所述基板的一部分，以形成在所述基板的表面上的所述第一电容器结构的下部和在所述基板的表面上方延伸的所述第一电容器结构的至少一个第一凸起部分，以及在所述基板的表面上的所述第二电容器结构的下部和在所述基板的表面上方延伸的至少一个第二凸起部分，其中所述结设置在距所述基板的表面预定距离处且具有与所述第一凸起部分接触的第一端以及与所述第二凸起部分接触的第二端，

其中，所述结包括约瑟夫逊结。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

在所述基板上沉积牺牲材料；以及

蚀刻所述牺牲材料的一部分以在所述基板上形成至少一个量子位袋。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，使用光刻工艺执行所述牺牲材料的所述部分的蚀刻。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，还包括：

其中，形成所述第一沟槽和所述第二沟槽包括在至少一个量子位袋处蚀刻所述基板。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，使用各向异性湿法蚀刻工艺来执行在所述至少一个量子位袋处蚀刻所述基板。

12.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，还包括从所述基板的非沟槽部分移除所述超导材料。

13.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，使用蒸发工艺形成所述结。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述蒸发工艺是阴影蒸发工艺。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述蒸发工艺包括在第一方向上的第一蒸发和在第二方向上的第二蒸发，所述第一方向垂直于所述第二方向。

16.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，所述基板的所述部分的移除包括减性蚀刻工艺。

17.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，所述结包括金属材料。