超导电路、超导电路制备方法及系统与流程

本申请涉及微纳加工，特别涉及一种超导电路、超导电路制备方法及系统。

背景技术：

1、约瑟夫森结可以通过特殊设计的光刻胶结构进行制备。

2、在相关技术中，可以利用电子束曝光的方法在基底表面的双层电子束光刻胶上做出含有底切的多兰桥光刻胶结构图形，然后采用先倾斜镀超导金属膜，然后氧化形成绝缘层，再垂直蒸镀超导金属膜的双倾角蒸镀方法制备出约瑟夫森结。

3、然后，上述制备约瑟夫森结的方案中，会在制备完成的超导电路中引入多余的约瑟夫森结(也称为寄生结)，从而影响超导电路的相干性。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种超导电路、超导电路制备方法及系统，可以提高超导电路的电路性能，该技术方案如下。

2、一方面，提供了一种超导电路，所述超导电路包括外围电路、结区电路、第一空气桥以及第二空气桥；

3、所述结区电路包括第一引线和第二引线；所述第一引线和所述第二引线相互交叉，且所述第一引线和所述第二引线的交叉处构成约瑟夫森结；

4、所述第一引线与所述外围电路之间通过所述第一空气桥相连；

5、所述第二引线与所述外围电路之间通过所述第二空气桥相连。

6、一方面，提供了一种超导电路制备方法，所述方法包括：

7、在衬底上制备超导电路的外围电路；

8、在所述衬底上制备结区电路；所述结区电路包括第一引线和第二引线；所述第一引线和所述第二引线相互交叉，且所述第一引线和所述第二引线的交叉处构成约瑟夫森结；

9、制备所述第一引线与所述外围电路之间的第一空气桥，以及，所述第二引线与所述外围电路之间的第二空气桥。

10、又一方面，提供了一种约瑟夫森结制备系统，所述系统包括：涂胶机、光刻机、蒸镀机、刻蚀机以及清洗机；

11、所述涂胶机、所述光刻机、所述蒸镀机以及所述清洗机，用于在衬底上制备超导电路的外围电路；

12、所述涂胶机、所述光刻机、所述蒸镀机以及所述清洗机，用于在所述衬底上制备结区电路；所述结区电路包括第一引线和第二引线；所述第一引线和所述第二引线相互交叉，且所述第一引线和所述第二引线的交叉处构成约瑟夫森结；

13、所述涂胶机、所述光刻机、所述蒸镀机以及所述清洗机，用于制备所述第一引线与所述外围电路之间的第一空气桥，以及，所述第二引线与所述外围电路之间的第二空气桥。

14、在一种可能的实现方式中，涂胶子系统，用于在包含外围电路以及结区电路的衬底上涂布光刻胶；

15、光刻子系统和清洗子系统，用于制备拱形光刻胶结构，拱形光刻胶结构位于外围电路上的第一区域和第一引线上的第二区域之间，以及，外围电路上的第三区域和第二引线上的第四区域之间，第一区域和第二区域对应的光刻胶以及第三区域和第四区域对应的光刻胶被去除；

16、蒸镀子系统，用于在光刻胶上制备金属膜层；

17、涂胶子系统、光刻子系统、刻蚀子系统以及清洗子系统，用于去除金属膜层中，除了第一区域和第二区域之间，以及，第三区域和第四区域之间的金属膜层，获得第一空气桥以及第二空气桥；

18、清洗子系统，用于去除衬底上残余的光刻胶。

19、在一种可能的实现方式中，光刻子系统和清洗子系统，用于对第一区域和第二区域的光刻胶，以及，第三区域和第四区域的光刻胶执行曝光显影处理，以去除第一区域和第二区域的光刻胶以及第三区域和第四区域的光刻胶；

20、该超导电路制备系统还包括：

21、回流子系统，用于对衬底上剩余的光刻胶执行回流处理。

22、在一种可能的实现方式中，回流处理的时间为2至4分钟。

23、在一种可能的实现方式中，回流处理的温度为130摄氏度至150摄氏度。

24、在一种可能的实现方式中，光刻子系统，用于对衬底上的光刻胶中，对应拱形光刻胶结构的区域采用第一曝光剂量执行曝光；对衬底上的光刻胶中，除了拱形光刻胶结构之外的其它区域采用第二曝光剂量执行曝光；第二曝光剂量高于第一曝光剂量；

25、清洗子系统，用于对曝光后的光刻胶执行显影处理，以去除拱形光刻胶结构之外的其它区域的光刻胶。

26、在一种可能的实现方式中，刻蚀子系统，还用于蒸镀子系统在光刻胶上制备金属膜层之前，对第一区域、第二区域、第三区域以及第四区域执行刻蚀处理，以去除外围电路上对应第一区域和第三区域的氧化层、第一引线上对应第二区域的氧化层以及第二引线上对应第四区域的氧化层。

27、在一种可能的实现方式中，刻蚀子系统，用于对金属膜层中，除了第一空气桥以及第二空气桥对应的区域之外的其它区域执行刻蚀处理。

28、在一种可能的实现方式中，刻蚀子系统，用于对第一空气桥的边缘位置以及第二空气桥的边缘位置的金属膜层执行刻蚀处理；

29、清洗子系统，用于对衬底上的光刻胶执行清洗处理。

30、在一种可能的实现方式中，金属膜层的材质与外围电路的材质相同，或者；

31、金属膜层的材质与结区电路的材质相同，或者；

32、所金属膜层的材质，与外围电路的材质以及结区电路的材质相同。

33、又一方面，提供了一种芯片，所述芯片包括：衬底、位于衬底上的超导电路；

34、所述超导电路包括外围电路、结区电路、第一空气桥以及第二空气桥；

35、所述结区电路包括第一引线和第二引线；所述第一引线和所述第二引线相互交叉，且所述第一引线和所述第二引线的交叉处构成约瑟夫森结；

36、所述第一引线与所述外围电路之间通过所述第一空气桥相连；

37、所述第二引线与所述外围电路之间通过所述第二空气桥相连。

38、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

39、提供了一种通过空气桥连接约瑟夫森结和外围电路的超导电路，具体来说，对于通过交叉方式构成约瑟夫森结的两条引线，分别通过一条空气桥连接到超导电路的外围电路，由于空气桥不会与衬底相接，相应的，在超导电路的制备过程中，可以避免对空气桥对应位置的衬底直接进行刻蚀操作，从而避免空气桥对应位置的衬底因刻蚀操作受到损伤，能够提高超导电路的电路性能。

40、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

1.一种超导电路，其特征在于，所述超导电路包括外围电路、结区电路、第一空气桥以及第二空气桥；

2.根据权利要求1所述的超导电路，其特征在于，

3.一种超导电路制备方法，其特征在于，所述方法包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述制备所述第一引线与所述外围电路之间的第一空气桥，以及，所述第二引线与所述外围电路之间的第二空气桥，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述制备拱形光刻胶结构，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述回流处理的时间为2至4分钟。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述回流处理的温度为130摄氏度至150摄氏度。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述制备拱形光刻胶结构，包括：

9.根据权利要求4至8任一所述的方法，其特征在于，所述在所述光刻胶上制备金属膜层之前，还包括：

10.根据权利要求4至9任一所述的方法，其特征在于，所述去除所述金属膜层中，除了所述第一区域和所述第二区域之间，以及，所述第三区域和所述第四区域之间的所述金属膜层，获得所述第一空气桥以及所述第二空气桥，包括：

11.根据权利要求4至9任一所述的方法，其特征在于，所述去除所述金属膜层中，除了所述第一区域和所述第二区域之间，以及，所述第三区域和所述第四区域之间的所述金属膜层，获得所述第一空气桥以及所述第二空气桥，包括：

12.根据权利要求4至11任一所述的方法，其特征在于，

13.一种超导电路制备系统，其特征在于，所述系统包括：涂胶子系统、光刻子系统、蒸镀子系统、刻蚀子系统以及清洗子系统；

14.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括：衬底、位于衬底上的超导电路；