深亚微米约瑟夫森隧道结及其制备方法

技术特征：
1.一种深亚微米约瑟夫森隧道结的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：1)提供一衬底，并于所述衬底的上表面形成第一超导材料层；2)刻蚀去除部分所述第一超导材料层，保留的所述第一超导材料层作为所述约瑟夫森隧道结的第一电极及第一电极引出结构；3)于步骤2)所得到结构的表面形成绝缘层，并刻蚀去除覆盖在所述第一超导材料层及部分所述衬底上的所述绝缘层，保留所述第一超导材料层侧边的所述绝缘层，以形成所述约瑟夫森隧道结的势垒层；4)于步骤3)所得到结构的表面形成第二超导材料层，并刻蚀去除覆盖在所述第一超导材料层、所述绝缘层及部分所述衬底上的所述第二超导材料层，保留所述绝缘层侧边的所述第二超导材料层，且使保留的所述第二超导材料层作为所述约瑟夫森隧道结的第二电极及第二电极引出结构，从而形成沿横向延伸的所述约瑟夫森隧道结。2.根据权利要求1所述的深亚微米约瑟夫森隧道结的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述第一电极的刻蚀侧面与所述衬底之间的夹角呈锐角。3.根据权利要求2所述的深亚微米约瑟夫森隧道结的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述第一电极的刻蚀侧面与所述衬底之间的夹角介于45
°
～60
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之间。4.根据权利要求1所述的深亚微米约瑟夫森隧道结的制备方法，其特征在于：进行步骤3)之前还包括对步骤2)所得到结构表面进行离子束清洗的步骤。5.一种深亚微米约瑟夫森隧道结的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：1)提供一衬底，并于所述衬底的上表面形成第一超导材料层；2)刻蚀去除部分所述第一超导材料层，保留的所述第一超导材料层作为所述约瑟夫森隧道结的第一电极及第一电极引出结构；3)于步骤2)所得到结构的表面连续形成绝缘层及第二超导材料层；4)连续刻蚀所述第二超导材料层及所述绝缘层，保留所述第一超导材料层侧边的所述绝缘层及所述第二超导材料层，且使保留的所述第二超导材料层作为所述约瑟夫森隧道结的第二电极及第二电极引出结构，保留的且同时与所述第一超导材料层及所述第二超导材料层接触的所述绝缘层作为所述约瑟夫森隧道结的势垒层，从而形成沿横向延伸的所述约瑟夫森隧道结。6.根据权利要求5所述的深亚微米约瑟夫森隧道结的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述第一电极的刻蚀侧面与所述衬底之间的夹角呈锐角。7.根据权利要求6所述的深亚微米约瑟夫森隧道结的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述第一电极的刻蚀侧面与所述衬底之间的夹角介于45
°
～60
°
之间。8.根据权利要求5所述的深亚微米约瑟夫森隧道结的制备方法，其特征在于：进行步骤3)之前还包括对步骤2)所得到结构表面进行离子束清洗的步骤。9.一种深亚微米约瑟夫森隧道结，其特征在于，所述约瑟夫森隧道结包括：衬底；约瑟夫森隧道结，沿横向方向延伸形成于所述衬底的上表面，所述约瑟夫森隧道结自左向右包括第一电极、势垒层及第二电极；第一电极引出结构，与所述第一电极一体成形；第二电极引出结构，与所述第二电极一体成形。
10.根据权利要求1所述的深亚微米约瑟夫森隧道结，其特征在于：所述约瑟夫森隧道结的所述第一电极的高度小于0.5μm。11.根据权利要求10所述的深亚微米约瑟夫森隧道结，其特征在于：所述约瑟夫森隧道结的所述第一电极的高度介于100nm～150nm之间。12.根据权利要求10所述的深亚微米约瑟夫森隧道结，其特征在于：所述势垒层的长度小于10nm。13.根据权利要求10所述的深亚微米约瑟夫森隧道结，其特征在于：所述第二电极形成于所述势垒层的上表面。

技术总结
本发明提供一种深亚微米约瑟夫森隧道结及其制备方法，该结构包括：衬底；约瑟夫森隧道结，沿横向方向延伸形成于衬底的上表面，约瑟夫森隧道结自左向右包括第一电极、势垒层及第二电极；第一电极引出结构，与第一电极一体成形；第二电极引出结构，与第二电极一体成形。通过在衬底上沿横向方向(即沿水平方向)制备约瑟夫森隧道结的三层膜，从而形成沿横向延伸的约瑟夫森隧道结，结的尺寸大小不会受限于光刻极限的限制，薄膜厚度可作为结的一条边长，这将大幅缩减结面积；另外，由于三层膜结构分别制备，且其电极引出结构与对应的电极一体成型，减少了传统工艺中所需的绝缘层和配线层，简化了工艺流程，缩短了工艺周期，使工艺可控性提高。性提高。性提高。


技术研发人员：张雪 应利良 任洁 王镇
受保护的技术使用者：中国科学院上海微系统与信息技术研究所
技术研发日：2020.10.26
技术公布日：2022/5/16