约瑟夫森结器件及超导量子芯片的制作方法

本技术涉及量子芯片制造，特别是涉及一种约瑟夫森结器件及超导量子芯片。

背景技术：

1、约瑟夫森结是超导量子芯片中的关键器件之一。超导量子芯片的性能从很大程度上依赖于高品质、高稳定性的约瑟夫森结。约瑟夫森结是由在衬底表面由下至上依次层叠的超导体、绝缘体和超导体组成。

2、目前，约瑟夫森结的常见结构是两层超导体相互交叠，交叠区域的面积即为约瑟夫森结的面积，所以约瑟夫森结的面积由超导体的线宽决定。然而，约瑟夫森结属于微纳器件，超导体的线宽非常小，在当前的半导体制造工艺下，超导体的线宽很难精准控制，对约瑟夫森结的面积影响较大，直接导致约瑟夫森结的电阻出现较大误差。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种约瑟夫森结器件及超导量子芯片，以解决现有技术中约瑟夫森结的面积受超导体线宽影响较大的问题，能够降低超导体线宽对约瑟夫森结的面积的影响。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种约瑟夫森结器件，包括：

3、衬底；

4、第一超导条带和至少一条第二超导条带，均形成于所述衬底表面，所述第二超导条带的端面朝向所述第一超导条带的侧面，且彼此具有间隙；

5、绝缘层，形成于所述间隙内，并在平行于所述衬底表面的方向上与所述第一超导条带和所述第二超导条带接触，以构成约瑟夫森结。

6、优选的，所述第一超导条带与所述第二超导条带相互垂直。

7、优选的，所述第二超导条带的端面与所述第一超导条带的侧面相互平行。

8、优选的，所述第二超导条带为两条，两条所述第二超导条带位于所述第一超导条带同一侧。

9、优选的，所述第一超导条带的高度大于所述第二超导条带的高度。

10、优选的，所述第一超导条带和所述第二超导条带的截面形状为矩形。

11、优选的，所述衬底表面具有至少一个凹槽，所述凹槽与所述约瑟夫森结一一对应，每一所述约瑟夫森结悬空在对应的所述凹槽上方。

12、优选的，所述凹槽贯穿所述衬底。

13、优选的，所述凹槽内填充有介质材料。

14、为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种超导量子芯片，包括前述任一种的约瑟夫森结器件。

15、区别于现有技术的情况，本实用新型提供的约瑟夫森结器件中，第一超导条带和第二超导条带形成于衬底上，第二超导条带的端面与第一超导条带的侧面之间形成绝缘层，在平行于衬底表面的方向上构成了超导体-绝缘体-超导体结构，即约瑟夫森结，由于约瑟夫森结的面积只取决于第二超导条带的厚度和宽度，与第一超导条带的线宽无关，而第二超导条带的厚度相比于宽度更容易控制，从而能够降低线宽对约瑟夫森结的面积的影响，使约瑟夫森结的电阻更符合预期。

16、本实用新型提供的超导量子芯片包括前述的约瑟夫森结器件，与前述的约瑟夫森结器件属于同一实用新型构思，具有相同的技术效果，此处不再赘述。

技术特征：

1.一种约瑟夫森结器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的约瑟夫森结器件，其特征在于，所述第一超导条带与所述第二超导条带相互垂直。

3.根据权利要求1所述的约瑟夫森结器件，其特征在于，所述第二超导条带的端面与所述第一超导条带的侧面相互平行。

4.根据权利要求1所述的约瑟夫森结器件，其特征在于，所述第二超导条带为两条，两条所述第二超导条带位于所述第一超导条带同一侧。

5.根据权利要求1所述的约瑟夫森结器件，其特征在于，所述第一超导条带的高度大于所述第二超导条带的高度。

6.根据权利要求1或5所述的约瑟夫森结器件，其特征在于，所述第一超导条带和所述第二超导条带的截面形状为矩形。

7.根据权利要求1所述的约瑟夫森结器件，其特征在于，所述衬底表面具有至少一个凹槽，所述凹槽与所述约瑟夫森结一一对应，每一所述约瑟夫森结悬空在对应的所述凹槽上方。

8.根据权利要求7所述的约瑟夫森结器件，其特征在于，所述凹槽贯穿所述衬底。

9.根据权利要求7所述的约瑟夫森结器件，其特征在于，所述凹槽内填充有介质材料。

10.一种超导量子芯片，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的约瑟夫森结器件。

技术总结本技术公开了一种约瑟夫森结器件及超导量子芯片。该约瑟夫森结器件包括：衬底；第一超导条带和至少一条第二超导条带，均形成于衬底表面，第二超导条带的端面朝向第一超导条带的侧面，且彼此具有间隙；绝缘层，形成于间隙内，并在平行于衬底表面的方向上与第一超导条带和第二超导条带接触，以构成约瑟夫森结。该超导量子芯片则包括约瑟夫森结器件。由于约瑟夫森结的面积只取决于第二超导条带的厚度和宽度，与第一超导条带的线宽无关，而第二超导条带的厚度相比于宽度更容易控制，从而能够降低线宽对约瑟夫森结的面积的影响，使约瑟夫森结的电阻更符合预期。技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,贾志龙受保护的技术使用者：本源量子计算科技（合肥）股份有限公司技术研发日：20231115技术公布日：2024/7/18