利用激光直写光刻机制作约瑟夫森结的方法

技术特征：
1.一种利用激光直写光刻机制作约瑟夫森结的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、设计需光刻的样品版图；步骤2、在镀好铝膜的硅片衬底上用匀胶机匀上上层胶后用烘胶台进行烘干；将匀好胶的衬底放置于光刻机的样品平台之上，将待光刻文件的样品版图导入光刻机的系统之中，设置好光刻参数、使镜头对焦后便进行图形的自动光刻；步骤3、使用正胶显影液对光刻好的衬底进行显影后再刻蚀出用于连接结区的外围电路，显影时被光刻照到的上层胶便会被去除掉，从而露出下面的铝以便刻蚀；步骤4、利用丙酮溶液去掉剩余的光刻胶，然后再在衬底上分别先后匀上底层负胶用烘胶台进行烘干以及顶层正胶后用烘胶台进行烘干，利用套刻工艺在上次显影及刻蚀留出的空白区域进行二次光刻显影，形成有刀刃桥的双层胶结构；步骤5、将样品放入真空镀膜腔室，通入氦气对离子进行加速后再对样品进行轰击，打掉铝表面的氧化层，以便之后对结区镀膜时和周围电路连接；用电子束融化蒸发铝料进行镀膜，前后分别进行两次对称的斜角度镀膜，并在中途通入氧气氧化，便可以在桥区下方两次镀膜交叠的区域形成铝-氧化铝-铝(s-i-s)的三层结构，形成约瑟夫森结。2.根据权利要求1所述的利用激光直写光刻机制作约瑟夫森结的方法，其特征在于，还包括以下步骤：步骤6、将制作于衬底上的样品用划片机划切分离，并去胶清洗后便可将其封装于样品盒内进行测试。3.根据权利要求1所述的利用激光直写光刻机制作约瑟夫森结的方法，其特征在于，在步骤4中，所述底层负胶选用lor10b光刻胶，匀胶时，其预转速为500r/min-700r/min，匀胶时间为6s-10s，二次加速旋转时，其转速为3000r/min-5000r/min，匀胶时间为50s-56s，烘胶台的烘烤温度为140℃-180℃，烘烤时间为2min-4min；所述顶层正胶选用rzj390p光刻胶，匀胶时，其预转速为500r/min-700r/min，匀胶时间为6s-10s，二次加速旋转时，其转速为5000r/min-7000r/min，匀胶时间为50s-56s，烘胶台的烘烤温度为80℃-120℃，烘烤时间为1min-2min。4.根据权利要求1所述的利用激光直写光刻机制作约瑟夫森结的方法，其特征在于，在步骤3中选用铝刻蚀液进行刻蚀，刻蚀时间为5min-6min。5.根据权利要求1所述的利用激光直写光刻机制作约瑟夫森结的方法，其特征在于，在步骤3和步骤4中的显影时间均为10s-20s。6.根据权利要求1所述的利用激光直写光刻机制作约瑟夫森结的方法，其特征在于，在步骤5中，真空镀膜腔室的真空度小于等于5e-5
pa，用电子束融化蒸发铝料进行镀膜时逐步增加电子枪束流，直到640ma，镀膜速率为0.3埃/秒-0.7埃/秒，两次对称的斜角度镀膜的倾角分别为
±
54
°
，使用动态氧化，不断通入氧气，保持气压为2.0pa-2.4pa，持续氧化1h-4h。7.根据权利要求1或6任一项所述的基于激光直写光刻机制备光子晶体的方法，其特征在于，在步骤1中，所述样品版图为利用l-edit软件进行设计并导出对应光刻机的.gds文件。

技术总结
本发明公开了一种利用激光直写光刻机制作约瑟夫森结的方法，包括设计需光刻的样品版图；在镀好铝膜的硅片衬底上用匀胶机匀上上层胶后用烘胶台进行烘干，冷却后设置好光刻参数、使镜头对焦后便进行图形的自动光刻；使用正胶显影液对光刻好的衬底进行显影后再刻蚀出用于连接结区的外围电路；然后在衬底上分别先后匀上底层负胶和顶层正胶，进行二次光刻显影，形成有刀刃桥的双层胶结构；将样品放入真空镀膜腔室，通入氦气对离子进行加速后再对样品进行轰击去除金属铝表面氧化层；用电子束融化蒸发铝料进行镀膜，前后分别进行两次对称的斜角度镀膜，并在中途通入氧气氧化，形成约瑟夫森结；本发明在价格、光刻精度和工艺流程方面均优于现有技术。面均优于现有技术。面均优于现有技术。


技术研发人员：王翼卓 欧阳鹏辉 柴亚强 高海燕 常鸿 韦联福
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2022.06.15
技术公布日：2022/9/13