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公开(公告)号：CN105633268B
公开(公告)日：2019-04-05
申请号：CN201511028259.8
申请日：2015-12-31
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种超导电路结构及其制备方法，包括：1）提供衬底，在衬底表面对应于后续要形成约瑟夫森结的位置形成应力图案结构，应力图案结构的尺寸大于约瑟夫森结的尺寸；2）在衬底表面依次形成第一超导材料层、第一绝缘材料层及第二超导材料层的三层薄膜结构；3）刻蚀三层薄膜结构以形成底电极及约瑟夫森结；4）在步骤3）得到的结构表面形成第二绝缘材料层，并在第二绝缘材料层对应于约瑟夫森结的位置形成第一开口；5）沉积第三超导材料层，并刻蚀第三超导材料层形成配线层。通过在约瑟夫森结下方形成尺寸比约瑟夫森结尺寸大的应力图案结构，有利于约瑟夫森结中应力的有效释放，从而解决了漏电流，提高了超导电路结构的性能及稳定性。
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公开(公告)号：CN114583038B
公开(公告)日：2024-08-02
申请号：CN202210226252.0
申请日：2022-03-09
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种基于NbN约瑟夫森结的超导量子比特结构及其制备方法，该超导量子比特结构包括衬底、缓冲层、功能层、隔离层、第一配线部及第二配线部，其中，缓冲层位于衬底的上表面，功能层位于缓冲层的上表面且包括间隔设置的电容器、第一约瑟夫森结、第二约瑟夫森结及谐振器，隔离层填充功能层中的间隙并覆盖功能层的显露表面及衬底的上表面，且隔离层中设有第一接触孔及第二接触孔，第一配线部填充于第一接触孔并与第一约瑟夫森结的上表面接触，第二配线部填充于第二接触孔并与第二约瑟夫森结的上表面接触。本发明通过采用高阻率的硅作为衬底、绝缘性的TaN膜作为约瑟夫森结的结区，减少了衬底中电荷涨落，增强了超导量子比特的相干性。
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公开(公告)号：CN114824054A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210226254.X
申请日：2022-03-09
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种基于VN的SNS约瑟夫森结及其制备方法，该基于VN的SNS约瑟夫森结的制备方法包括以下步骤，提供一衬底，采用直流反应磁控溅射于衬底上形成包括NbN底层膜、VN势垒层及NbN顶层膜的功能材料层，刻蚀功能材料层以形成包括底电极、VN结势垒层及顶电极的功能层，并形成覆盖功能层的显露表面及衬底的上表面的隔离层，于隔离层上形成第一接触孔及第二接触孔，并形成覆盖隔离层及填充第一接触孔与第二接触孔的配线层，刻蚀配线层以形成第一配线部及第二配线部。本发明通过采用直流反应磁控溅射方法形成低温下呈金属性的VN势垒层，以得到平整度高、成分稳定、电阻率稳定及均匀性好的VN结势垒层，提升约瑟夫森结的质量。
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公开(公告)号：CN114566588A
公开(公告)日：2022-05-31
申请号：CN202210245977.4
申请日：2022-03-09
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种基于MoN的SNS约瑟夫森结及其制备方法，该基于MoN的SNS约瑟夫森结的制备方法包括以下步骤，提供一衬底，于衬底上形成层叠的NbN底层膜、MoN势垒层及NbN顶层膜的功能材料层，其中，采用直流反应磁控溅射法形成MoN势垒层，刻蚀功能材料层以形成底电极、MoN结势垒层及顶电极，并形成覆盖底电极、MoN结势垒层及顶电极显露表面的隔离层，于隔离层上形成第一接触孔及第二接触孔，并形成覆盖隔离层及填充第一接触孔与第二接触孔的配线层，刻蚀配线层以形成第一配线部及第二配线部。本发明通过采用直流反应磁控溅射的方法形成MoN势垒层，得到电阻率稳定的MoN势垒层，提升了约瑟夫森结的质量。
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公开(公告)号：CN108735851B
公开(公告)日：2019-11-19
申请号：CN201710257382.X
申请日：2017-04-19
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种可降低恢复时间的超导纳米线单光子探测器件及制作方法，所述可降低恢复时间的超导纳米线单光子探测器件包括：超导纳米线；石墨烯结构，所述石墨烯结构结合于所述超导纳米线的底部。本发明通过在超导纳米线单光子探测器件中集成石墨烯结构，由于石墨烯具有高热导率和超快的载流子弛豫过程，克服了以往超导材料能量弛豫能力不足的难题，加速超导纳米线单光子探测器件能量弛豫过程，从而降低了超导纳米线单光子探测器件的恢复时间。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN104091884A
公开(公告)日：2014-10-08
申请号：CN201410334719.9
申请日：2014-07-15
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种基于超导纳米线的高偏振比单光子探测器，包括：衬底；抗反射层，结合于所述衬底表面；超导纳米线，呈周期性蜿蜒结构结合于所述抗反射层表面，所述超导纳米线的宽度为不大于75纳米，厚度为不小于7纳米，占空比为不大于40%。本发明通过调整单光子探测器的超导纳米线的宽度、厚度以及占空比，实现了单光子探测器较大的偏振比，相比于传统的偏振探测器件具有体积小、结构简单、灵敏度高、暗计数低等优点，无需要外部集成偏振器件等优势。
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公开(公告)号：CN115768247A
公开(公告)日：2023-03-07
申请号：CN202211429042.8
申请日：2022-11-15
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种超导磁通量子存储单元结构及其制备方法，超导磁通量子存储单元结构中的约瑟夫森结采用垂直结构的超导体(S)‑正常金属(N)‑超导体(S)设计，且SNS结的尺寸为纳米量级，一方面，能够有效缩小存储单元结构的面积，显著提高集成度；另一方面，SNS结中势垒层的生长控制更为容易，且垂直结构的制备适合运用成熟的大规模集成工艺技术，有助于提高制备工艺的可靠性和稳定性。
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公开(公告)号：CN114566586A
公开(公告)日：2022-05-31
申请号：CN202210245581.X
申请日：2022-03-09
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种具有NbN SNS约瑟夫森结的超导集成电路及其制作方法，该超导集成电路包括衬底、功能层、第一隔离层、第一配线部、第二配线部、第二隔离层、第一接地层及第二接地层，其中，功能层位于衬底上表面且包括底电极、结势垒层及顶电极，第一隔离层覆盖衬底上表面及功能层显露表面且设有第一接触孔及第二接触孔，第一配线部及第二配线部分别填充第一接触孔及第二接触孔，第二隔离层覆盖第一隔离层上表面及第一配线部和第二配线部显露表面且其中设有第一通孔及第二通孔，第一及第二接地层分别填充第一通孔与第二通孔。本发明通过采用较厚的金属氮化物作为结势垒层，提升了约瑟夫森结单元的临界电流密度，提高了电路的最高工作频率。
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公开(公告)号：CN111969100B
公开(公告)日：2022-05-17
申请号：CN202010871234.9
申请日：2020-08-26
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种基于TaN的约瑟夫森结及其制备方法，制备方法包括：提供衬底，形成NbN底层膜、金属TaN势垒层以及NbN顶层膜，刻蚀定义底电极和结区，形成隔离层和配线层。本发明通过离子氮化工艺形成金属TaN势垒层，得到SNS结构约瑟夫森结，可以提高势垒层电阻率的稳定性，无需并联电阻，解决了SIS约瑟夫森结磁通噪声及集成度的问题，提高了工艺重复性以及稳定性，势垒层材料的电阻率及厚度等可通过离子氮化时间及功率等参数自由调控，有效避免了S/N界面处绝缘层的形成，表面平整度高及氮化均匀性好，改善了SNS结的特征电压IcRn很小，限制了器件的高频应用的缺陷，有利于高质量NbN SNS约瑟夫森结的研发。
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公开(公告)号：CN113437209A
公开(公告)日：2021-09-24
申请号：CN202110749920.3
申请日：2021-07-02
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种亚微米堆栈结构约瑟夫森结器件及其制备方法。制备方法包括步骤：提供衬底，于衬底上形成约瑟夫森结堆栈结构；形成初始绝缘层覆盖衬底及约瑟夫森结堆栈结构；对位于约瑟夫森结堆栈结构正上方的初始绝缘层进行第一次光刻刻蚀，以形成第一绝缘环；对剩余的绝缘层进行第二次光刻刻蚀，以形成第二绝缘环；进行化学机械抛光；于剩余的绝缘层中形成接触孔；形成顶电极引出层和底电极引出层。本发明可以有效降低寄生电感以及避免在结区正上方开孔带来的漏电流和对结区尺寸的限制，为制备亚微米尺寸堆栈SNS约瑟夫森结器件提供了技术支持，还能够减小结电容，避免外部磁场噪声带来的影响，有助于提高制备良率和降低制备成本。
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