CN115915907A - 一种超导量子芯片制备方法及超导量子芯片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超导量子芯片制备方法及超导量子芯片，应用于量子芯片技术领域，包括在第一衬底表面设置分离层；在分离层表面设置空气桥；空气桥的桥面与分离层相贴合，空气桥的桥墩从分离层向背向第一衬底一侧方向延伸；将相互对位的空气桥与电路器件相互电连接；在将空气桥与电路器件相互电连接后，通过分离层将第一衬底与空气桥相互分离，制成超导量子芯片。通过先在第一衬底表面单独的设置空气桥，之后通过倒装焊工艺将空气桥直接倒装焊至第二衬底表面与电路器件相连接，从而将空气桥的制备与其他电路器件的制备相互分离，使其互不干扰，可以避免装配空气桥所带来的负面影响。

Description

一种超导量子芯片制备方法及超导量子芯片

技术领域

本发明涉及量子芯片技术领域，特别是涉及一种超导量子芯片制备方法以及一种超导量子芯片。

背景技术

超导量子在近二十年得到了快速发展，尤其在量子芯片方面获得了诸多突破，为实现可容错的量子计算提供了可能。要实现可能的量子计算，至少需要达到1000量级的量子比特数量。超导量子芯片，目前采用共面波导结构利用微波测控技术对比特信息进行读取和调控。由于在多比特芯片的结构布局设计以及实际加工制备中，共面波导结构会存在较为明显的寄生模式，从而影响信号的测控，而多比特的同时调控也会带来明显的相互串扰。为了消除或者降低这些寄生和串扰的影响，目前通常采用空气桥的形式将CPW（共面波导结构）被割裂的地平面之间进行电连接。

目前空气桥基本在大结构和约瑟夫森结完成制备后再在同一平面上，利用光刻胶热回流或者其他材质充当牺牲层，结合光刻、镀膜和刻蚀工艺进行制备。然而无论是哪种方案，由于都在同一平面进行工艺，后续各道工艺都会对之前的大结构和约瑟夫森结存在影响和风险。

在现有技术中，若在共面波导结构和约瑟夫森结制备完成后，通过光刻、镀膜以及刻蚀的工艺加工制备出空气桥，存在残留污染以及影响原先器件性能的风险。例如光刻烘烤以及光刻胶回流等高温工艺会对约瑟夫森结特性产生较为明显影响，进而改变芯片整体性能。若在约瑟夫森结制备前加工空气桥，则由于空气桥的存在，对约瑟夫森结制备存在明显的干扰，限制了器件的整体加工工艺。所以如何避免装配空气桥所带来的负面影响是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超导量子芯片制备方法，可以避免装配空气桥所带来的负面影响；本发明的另一目的在于提供一种超导量子芯片，可以避免装配空气桥所带来的负面影响。

为解决上述技术问题，本发明提供一种超导量子芯片制备方法，包括：

在第一衬底表面设置分离层；

在所述分离层表面设置空气桥；所述空气桥的桥面与所述分离层相贴合，所述空气桥的桥墩从所述分离层向背向所述第一衬底一侧方向延伸；

将所述第一衬底与第二衬底相互对位；所述第一衬底朝向所述第二衬底一侧设置有所述空气桥，所述第二衬底朝向所述第一衬底一侧设置有电路器件；

将相互对位的所述空气桥与所述电路器件相互电连接；

在将所述空气桥与所述电路器件相互电连接后，通过所述分离层将所述第一衬底与所述空气桥相互分离，制成所述超导量子芯片。

可选的，所述将相互对位的所述空气桥与所述电路器件相互电连接包括：

基于倒装焊设备将相互对位的所述空气桥与所述电路器件相互焊接。

可选的，所述在所述分离层表面设置空气桥包括：

在所述分离层表面的预设区域设置超导层；

通过第一掩膜遮蔽所述超导层中对应所述桥墩的区域，暴露所述超导层中对应所述桥面的区域；

透过所述第一掩膜刻蚀所述超导层中对应所述桥面的区域，形成所述空气桥。

可选的，所述通过第一掩膜遮蔽与所述超导层中对应所述桥墩的区域，暴露所述超导层中对应所述桥面的区域包括：

在所述超导层表面设置光刻胶，并在对应所述桥面的区域光刻，形成所述第一掩膜。

可选的，所述在所述分离层表面的预设区域设置超导层包括：

在所述分离层表面设置光刻胶，并在对应所述预设区域进行光刻，形成暴露所述预设区域的超导层掩膜；

透过所述超导层掩膜镀超导材料后，剥离所述超导层掩膜，在所述预设区域形成超导层。

可选的，所述在所述分离层表面设置空气桥包括：

在所述分离层表面的预设区域设置超导层；

通过第二掩膜遮蔽所述超导层中对应所述桥面的区域，暴露所述超导层中对应所述桥墩的区域；

透过所述第二掩膜在所述超导层中对应所述桥墩的区域设置超导材料，形成所述空气桥。

可选的，所述通过第二掩膜遮蔽所述超导层中对应所述桥面的区域，暴露所述超导层中对应所述桥墩的区域包括：

在所述超导层表面设置光刻胶，并在对应所述桥墩的区域光刻，形成所述第二掩膜。

可选的，所述透过所述第二掩膜在所述超导层中对应所述桥墩的区域设置超导材料，形成所述空气桥包括：

基于蒸镀工艺透过所述第二掩膜蒸镀超导材料；

剥离所述第二掩膜，形成所述空气桥。

可选的，所述分离层为电子束光刻胶层；

所述通过所述分离层将所述第一衬底与所述空气桥相互分离包括：

将电连接后的样品浸入溶解液溶解所述分离层，分离所述第一衬底与所述空气桥。

本发明还提供了一种超导量子芯片，包括由上述任一项所述超导量子芯片制备方法所制备而成的超导量子芯片。

本发明所提供的一种超导量子芯片制备方法，包括：在第一衬底表面设置分离层；在分离层表面设置空气桥；空气桥的桥面与分离层相贴合，空气桥的桥墩从分离层向背向第一衬底一侧方向延伸；将第一衬底与第二衬底相互对位；第一衬底朝向第二衬底一侧设置有空气桥，第二衬底朝向第一衬底一侧设置有电路器件；将相互对位的空气桥与电路器件相互电连接；在将空气桥与电路器件相互电连接后，通过分离层将第一衬底与空气桥相互分离，制成超导量子芯片。

通过先在第一衬底表面单独的设置空气桥，之后通过倒装焊工艺将空气桥直接倒装焊至第二衬底表面与电路器件相连接，从而将空气桥的制备与其他电路器件的制备相互分离，使其互不干扰，最后仅需要通过倒装焊设备将空气桥与电路器件相互连接即可，避免在衬底表面先后制备空气桥与电路器件所产生的干扰，避免装配空气桥所带来的负面影响。

本发明还提供了一种超导量子芯片，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1至图5为本发明实施例所提供的一种超导量子芯片制备方法的工艺流程图；

图6至图12为本发明实施例所提供的一种具体的超导量子芯片制备方法的工艺流程图；

图13至图16为本发明实施例所提供的另一种具体的超导量子芯片制备方法的工艺流程图。

图中：1.第一衬底、2.分离层、3.空气桥、31.超导层掩膜、32.超导层、33.第一掩膜、34.第二掩膜、4.第二衬底、5.电路器件。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种超导量子芯片制备方法。在现有技术中，若在共面波导结构和约瑟夫森结制备完成后，通过光刻、镀膜以及刻蚀的工艺加工制备出空气桥，存在残留污染以及影响原先器件性能的风险。例如光刻烘烤以及光刻胶回流等高温工艺会对约瑟夫森结特性产生较为明显影响，进而改变芯片整体性能。若在约瑟夫森结制备前加工空气桥，则由于空气桥的存在，对约瑟夫森结制备存在明显的干扰，限制了器件的整体加工工艺。

而本发明所提供的一种超导量子芯片制备方法，包括：在第一衬底表面设置分离层；在分离层表面设置空气桥；空气桥的桥面与分离层相贴合，空气桥的桥墩从分离层向背向第一衬底一侧方向延伸；将第一衬底与第二衬底相互对位；第一衬底朝向第二衬底一侧设置有空气桥，第二衬底朝向第一衬底一侧设置有电路器件；将相互对位的空气桥与电路器件相互电连接；在将空气桥与电路器件相互电连接后，通过分离层将第一衬底与空气桥相互分离，制成超导量子芯片。

通过先在第一衬底表面单独的设置空气桥，之后通过倒装焊工艺将空气桥直接倒装焊至第二衬底表面与电路器件相连接，从而将空气桥的制备与其他电路器件的制备相互分离，使其互不干扰，最后仅需要通过倒装焊设备将空气桥与电路器件相互连接即可，避免在衬底表面先后制备空气桥与电路器件所产生的干扰，避免装配空气桥所带来的负面影响。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图5，图1至图5为本发明实施例所提供的一种超导量子芯片制备方法的工艺流程图。

参见图1，在本发明实施例中，超导量子芯片制备方法包括：

S101：在第一衬底表面设置分离层。

参见图2，上述第一衬底1用于单独设置空气桥3，该第一衬底1仅需要为一个表面平整的片子即可。在本步骤中首先会在第一衬底1表面设置分离层2，以便最后将第一衬底1与空气桥3相互分离。

具体的，在本发明实施例中上述分离层2具体可以为电子束光刻胶层，即将电子束光刻涂覆在衬底表面形成分离层2。当然，在本发明实施例中也可以先用其他材料作为分离层2，只要能将后续设置的空气桥3与衬底相互分离即可，对于分离层2的具体材质在本发明实施例中不做具体限定。

在本步骤之前，具体需要对第一衬底1进行清洗。

S102：在分离层表面设置空气桥。

参见图3，在本发明实施例中，所述空气桥3的桥面与所述分离层2相贴合，所述空气桥3的桥墩从所述分离层2向背向所述第一衬底1一侧方向延伸。在本步骤中，会在分离层2表面设置空气桥3，该空气桥3具体会呈倒置的结构，即空气桥3的桥面与分离层2相接触，桥墩从分离层2向背向第一衬底1一侧方向延伸，即桥墩会从分离层2向上延伸，从而形成一个倒置的空气桥3结构，以便后续通过倒装工艺将空气桥3与量子电路相连接。

有关空气桥3具体的制备工艺将在下述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

S103：将第一衬底与第二衬底相互对位。

在本发明实施例中，所述第一衬底1朝向所述第二衬底4一侧设置有所述空气桥3，所述第二衬底4朝向所述第一衬底1一侧设置有电路器件5。上述第一衬底1朝向第二衬底4设置有上述空气桥3，而第二衬底4朝向第一衬底1一侧表面预先设置有电路器件5，该电路器件5通常形成有多个相互分离的共面波导结构，而多个共面波导结构形成量子电路，而上述空气桥3具体用于将相邻的共面波导结构相连接。有关上述电路器件5的具体结构需要根据实际情况自行设定，在此不做具体限定。

在本步骤中会将第一衬底1与第二衬底4相互对位，具体是将空气桥3与电路器件5相互对位，使得电连接后的空气桥3可以将相邻的共面波导结构相连。

在本发明实施例中，第二衬底4具体可以为高阻硅衬底，也可以为蓝宝石衬底，该第二衬底4具体会作为最终超导量子芯片的衬底使用。

S104：将相互对位的空气桥与电路器件相互电连接。

参见图4，在本步骤中会将上述空气桥3与电路器件5相互电连接，即通过倒装焊设备将设置好对应结构的第一衬底1与第二衬底4对准压焊，使得空气桥3与电路器件5相互键合。

本步骤具体可以包括：基于倒装焊设备将相互对位的所述空气桥与所述电路器件相互焊接。在本步骤中具体会使用倒装焊设备，基于倒装焊工艺将上述空气桥3与电路器件5相互电连接。当然在本发明实施例中也可以使用其他的设备进行连接，在此不再进行限定。

S105：在将空气桥与电路器件相互电连接后，通过分离层将第一衬底与空气桥相互分离，制成超导量子芯片。

参见图5，在本步骤中，再将第一衬底1与第二衬底4相互电连接之后，会通过分离层2将一衬底与空气桥3相互分离，完成超导量子芯片的制备。具体的，本步骤可以具体包括：将电连接后的样品浸入溶解液溶解所述分离层2，分离所述第一衬底1与所述空气桥3。即具体可以通过溶解分离层2的方式将第一衬底1与空气桥3相互分离。

当上述分离层2为电子束光刻胶层时，本步骤具体可以是将空气桥3与电路器件5相互电连接后所形成的样品浸入80℃的NMP（N-甲基吡咯烷酮）溶液中浸泡去除电子束光刻胶，以分离第一衬底1与空气桥3。当然，根据分离层2材质的不同，上述溶解液也可以选用其他组分的溶液以溶液分离层2，有关溶解液的具体组分在本发明实施例中不做具体限定。待第一衬底1分离之后，通常需要继续对剩余样品进行清洗，保证去胶干净。当然在本发明实施例中也可以通过其他的方式，例如剥离分离层2的方式将第一衬底1与空气桥3相互分离。

本发明实施例所提供的一种超导量子芯片制备方法，通过先在第一衬底1表面单独的设置空气桥3，之后通过倒装焊工艺将空气桥3直接倒装焊至第二衬底4表面与电路器件5相连接，从而将空气桥3的制备与其他电路器件5的制备相互分离，使其互不干扰，最后仅需要通过倒装焊设备将空气桥3与电路器件5相互连接即可，避免在衬底表面先后制备空气桥3与电路器件5所产生的干扰，避免装配空气桥3所带来的负面影响。

有关本发明所提供的一种超导量子芯片制备方法的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图6至图12，图6至图12为本发明实施例所提供的一种具体的超导量子芯片制备方法的工艺流程图。

参见图6，在本发明实施例中，超导量子芯片制备方法包括：

S201：在第一衬底表面设置分离层。

本步骤与上述发明实施例中S101基本一致，详细内容请参考上述发明实施例，在此不再进行赘述。

S202：在分离层表面的预设区域设置超导层。

在本步骤中的预设区域即设置空气桥3的区域，在本步骤中首先需要在分离层2表面对应需要设置空气桥3的预设区域设置超导材料，形成超导层32，以便后续基于该超导层32设置形成空气桥3。通常情况下上述超导层32的材料为以下任意一项：铟（In）、钽（Ta）、铌（Nb）、氮化钛（TiN）、氮化铌（NbN）。当然对于超导层32的具体材质在此不做具体限定，视具体情况而定。

参见图7、图8以及图9，具体的，本步骤可以包括：在所述分离层2表面设置光刻胶，并在对应所述预设区域进行光刻，形成暴露所述预设区域的超导层掩膜31；透过所述超导层掩膜31镀超导材料后，剥离所述超导层掩膜31，在所述预设区域形成超导层32。上述光刻胶具体可以为紫外光刻胶，相应的光刻工艺具体可以为紫外光刻。

即在本步骤中具体可以先通过光刻工艺在分离层2表面形成一层超导层掩膜31，该超导层掩膜具体会裸露出上述预设区域，遮蔽分离层2其他的区域。之后，会基于该超导层掩膜31在分离层2表面镀一层超导材料，其中分离层2处于预设区域的表面，由于超导层掩膜31未被遮蔽会镀有该超导材料，而分离层2处于预设区域之外的表面，由于超导层掩膜31的遮蔽则会镀在超导层掩膜31表面。最后，通过剥离超导层掩膜31，则在分离层2表面仅保留有设置在预设区域的超导材料，形成超导层32。

在设置超导层掩膜31的过程中，具体可以先在第一衬底1表面均匀涂覆一层电子束光刻胶并烘烤，其厚度约2μm；之后在上述样品表面先匀一层LOR胶（负光刻胶），再匀一层AZ4620紫外光刻胶进行紫外光刻显影，胶厚约15μm，定义桥墩和桥面区域，随后再将样品进行全面紫外曝光不显影，形成超导层掩膜31。最后在上述样品表面桥墩和桥面区域蒸镀一层In，其厚度约5μm，随后再用显影液浸泡显影后清洗去除紫外光刻胶，保留桥墩桥面区域In，形成超导层32。本步骤中所指的光刻胶型号可以替换为其他型号，只要能达到相同目的即可。同时本步骤中所指的具体厚度工艺数值只为本案例的一种，根据实际设计可以为其他数值，只要能达到目的即可。

S203：通过第一掩膜遮蔽超导层中对应桥墩的区域，暴露超导层中对应桥面的区域。

参见图10，由于在后续步骤中需要基于超导层32设置空气桥3，此时该超导层32具体划分有对应桥面的区域以及对应桥墩的区域。而在本步骤中，会在设置有上述超导层32的样品表面进一步设置第一掩膜33，通过设置第一掩膜33遮蔽超导层32中对应桥墩的区域，暴露超导层32中对应桥面的区域，以便后续对桥面的区域进行刻蚀。

具体的，本步骤可以具体包括：在所述超导层32表面设置光刻胶，并在对应所述桥面的区域光刻，形成所述第一掩膜33。

上述光刻胶具体可以为紫外光刻胶，相应的上述光刻工艺具体可以为紫外光刻。即在本步骤中具体会先在设置有超导层32的样品表面涂覆光刻胶，之后基于光刻工艺对该光刻胶进行刻蚀，去除对应桥面区域的光刻胶，形成遮蔽桥墩区域，暴露桥面区域的第一掩膜33。

具体的，上述设置第一掩膜33的过程具体可以为在上述样品表面进行紫外光刻显影，定义桥面区域后再将样品进行全面紫外曝光，形成第一掩膜33。

S204：透过第一掩膜刻蚀超导层中对应桥面的区域，形成空气桥。

在本步骤中会通过第一掩膜33对超导层32进行刻蚀，减薄对应桥面区域的超导层32，从而在一个步骤中形成桥面结构与桥墩结构，即同步形成一体式的空气桥3。

参见图11以及图12，上述刻蚀超导层32的过程具体可以为利用刻蚀工艺，刻蚀桥面区域约3μm厚度的In。最后在刻蚀完成后，通常需要将上述样品放入显影液进行显影去除紫外光刻胶后再清洗干净，去除所有紫外光刻胶后再用氧plasma（等离子体）清洗去残胶，保证无紫外光刻胶残留。上述刻蚀桥面区域的刻蚀工艺可以为干法刻蚀，也可以为湿法刻蚀工艺，在此不做具体限定。

S205：将第一衬底与第二衬底相互对位。

在本步骤之前，通常需要将已经完成结构制备的第一衬底1与第二衬底4用ionmilling（离子铣）清洗去除超导层32表面氧化层。本步骤的具体内容已在上述发明实施例中S103做详细介绍，在此不再进行赘述。

S206：将相互对位的空气桥与电路器件相互电连接。

S207：在将空气桥与电路器件相互电连接后，通过分离层将第一衬底与空气桥相互分离，制成超导量子芯片。

上述S206至S207的具体内容已在上述发明实施例中S104至S105做详细介绍，在此不再进行赘述。

本发明实施例所提供的一种超导量子芯片制备方法，通过先在第一衬底1表面单独的设置空气桥3，之后通过倒装焊工艺将空气桥3直接倒装焊至第二衬底4表面与电路器件5相连接，从而将空气桥3的制备与其他电路器件5的制备相互分离，使其互不干扰，最后仅需要通过倒装焊设备将空气桥3与电路器件5相互连接即可，避免在衬底表面先后制备空气桥3与电路器件5所产生的干扰，避免装配空气桥3所带来的负面影响。本发明实施例中的空气桥3采用独立设计制备再装配的方式，可以独立制备，不受其他电路制备进度影响。在本发明实施例中具体采用刻蚀的方式形成空气桥3的桥洞，而非通过剥离或设置牺牲层的方式形成桥洞。

有关本发明所提供的一种超导量子芯片制备方法的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图13至图16，图13至图16为本发明实施例所提供的另一种具体的超导量子芯片制备方法的工艺流程图。

参见图13，在本发明实施例中，超导量子芯片制备方法包括：

S301：在第一衬底表面设置分离层。

本步骤与上述发明实施例中S101基本一致，详细内容请参考上述发明实施例，在此不再进行赘述。

S302：在分离层表面的预设区域设置超导层。

本步骤与上述发明实施例中S202基本一致，详细内容请参考上述发明实施例，在此不再进行赘述。具体的，在本步骤中设置超导层32的厚度相对于上一发明实施例来说相对较薄，其厚度通常在2μm左右。

S303：通过第二掩膜遮蔽超导层中对应桥面的区域，暴露超导层中对应桥墩的区域。

参见图14，由于在后续步骤中需要基于超导层32设置空气桥3，此时该超导层32具体划分有对应桥面的区域以及对应桥墩的区域。而在本步骤中，会在设置有上述超导层32的样品表面进一步设置第二掩膜34，通过设置第二掩膜34遮蔽超导层32中对应桥面的区域，暴露超导层32中对应桥墩的区域，以便后续在桥墩的区域设置超导材料，形成桥墩。

具体的，本步骤可以具体包括：在所述超导层32表面设置光刻胶，并在对应所述桥墩的区域光刻，形成所述第二掩膜34。上述光刻胶具体可以为紫外光刻胶，相应的上述光刻工艺具体可以为紫外光刻。即在本步骤中具体会先在设置有超导层32的样品表面涂覆光刻胶，之后基于光刻工艺对该光刻胶进行刻蚀，去除对应桥墩区域的光刻胶，形成遮蔽桥面区域，暴露桥墩区域的第二掩膜34。

在设置第二掩膜34的过程中，具体可以在上述样品表面先匀一层LOR胶，再匀一层AZ4620紫外光刻胶进行紫外光刻显影，胶厚约15um，之后定义桥墩区域，随后再将样品进行全面紫外曝光不显影，形成第二掩膜34。本步骤中所指的光刻胶型号可以替换为其他型号，只要能达到相同目的即可。同时本步骤中所指的具体厚度工艺数值只为本案例的一种，根据实际设计可以为其他数值，只要能达到目的即可。

S304：透过第二掩膜在超导层中对应桥墩的区域设置超导材料，形成空气桥。

在本步骤之前通常需要对暴露的超导层32进行清洗，去除其表面的氧化层。具体可以通过用ion milling清洗去除In层表面氧化层。而在本步骤中需要先设置超导材料加厚桥墩区域的超导层32，形成一体化的包括桥墩以及桥面的空气桥3。

参见图15以及图16，本步骤可以具体包括：基于蒸镀工艺透过所述第二掩膜34蒸镀超导材料；剥离所述第二掩膜34，形成所述空气桥3。即在本步骤中具体可以先通过蒸镀工艺加厚桥墩区域的超导层32，例如蒸镀厚约3um的In；在剥离第二掩膜34时具体可以通过将上述样品放入显影液进行显影去胶处理后再清洗干净，从而实现第二掩膜34的剥离，同时可以去除第二掩膜34表面设置的超导材料。去除所有紫外光刻胶后可以再用氧plasma清洗去残胶，保证无紫外光刻胶残留。

上述超导层32的材料为以下任意一项：铟、钽、铌、氮化钛、氮化铌。有关超导层32以及超导材料的具体材质可以根据实际情况自行设定，在此不做具体限定。需要说明的是，上述桥面具体可以为一平面也可以为一弧面或其他形状，在此不做具体限定。

S305：将第一衬底与第二衬底相互对位。

在本步骤之前，通常需要将已经完成结构制备的第一衬底1与第二衬底4用ionmilling清洗去除超导层32表面氧化层。本步骤的具体内容已在上述发明实施例中S103做详细介绍，在此不再进行赘述。

S306：将相互对位的空气桥与电路器件相互电连接。

S307：将空气桥与电路器件相互电连接后，通过分离层将第一衬底与空气桥相互分离，制成超导量子芯片。

上述S306至S307的具体内容已在上述发明实施例中S104至S105做详细介绍，在此不再进行赘述。

本发明实施例所提供的一种超导量子芯片制备方法，通过先在第一衬底1表面单独的设置空气桥3，之后通过倒装焊工艺将空气桥3直接倒装焊至第二衬底4表面与电路器件5相连接，从而将空气桥3的制备与其他电路器件5的制备相互分离，使其互不干扰，最后仅需要通过倒装焊设备将空气桥3与电路器件5相互连接即可，避免在衬底表面先后制备空气桥3与电路器件5所产生的干扰，避免装配空气桥3所带来的负面影响。本发明实施例中的空气桥3采用独立设计制备再装配的方式，可以独立制备，不受其他电路制备进度影响；且其加工制备过程对其他电路器件5性能无影响，其设计和制备方案可以更加灵活，不受其他电路器件5限制。

本发明还提供了一种超导量子芯片，该超导量子芯片具体为上述任一发明实施例所提供的一种超导量子芯片制备方法所制备而成的超导量子芯片。

由于上述发明实施例所提供的一种超导量子芯片制备方法可以独立制备空气桥3，不受其他电路制备进度影响；且空气桥3加工制备过程对其他电路器件5性能无影响，其设计和制备方案可以更加灵活，不受其他电路器件5限制。因此在本发明实施例中一种超导量子芯片具有较低的制备成本。有关本发明所提供的一种超导量子芯片的具体结构以及制备工艺已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种超导量子芯片制备方法及超导量子芯片进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超导量子芯片制备方法，其特征在于，包括：

在第一衬底表面设置分离层；

在所述分离层表面设置空气桥；所述空气桥的桥面与所述分离层相贴合，所述空气桥的桥墩从所述分离层向背向所述第一衬底一侧方向延伸；

将所述第一衬底与第二衬底相互对位；所述第一衬底朝向所述第二衬底一侧设置有所述空气桥，所述第二衬底朝向所述第一衬底一侧设置有电路器件；

将相互对位的所述空气桥与所述电路器件相互电连接；

在将所述空气桥与所述电路器件相互电连接后，通过所述分离层将所述第一衬底与所述空气桥相互分离，制成所述超导量子芯片。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将相互对位的所述空气桥与所述电路器件相互电连接包括：

基于倒装焊设备将相互对位的所述空气桥与所述电路器件相互焊接。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述分离层表面设置空气桥包括：

在所述分离层表面的预设区域设置超导层；

通过第一掩膜遮蔽所述超导层中对应所述桥墩的区域，暴露所述超导层中对应所述桥面的区域；

透过所述第一掩膜刻蚀所述超导层中对应所述桥面的区域，形成所述空气桥。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过第一掩膜遮蔽与所述超导层中对应所述桥墩的区域，暴露所述超导层中对应所述桥面的区域包括：

在所述超导层表面设置光刻胶，并在对应所述桥面的区域光刻，形成所述第一掩膜。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述分离层表面的预设区域设置超导层包括：

在所述分离层表面设置光刻胶，并在对应所述预设区域进行光刻，形成暴露所述预设区域的超导层掩膜；

透过所述超导层掩膜镀超导材料后，剥离所述超导层掩膜，在所述预设区域形成超导层。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述分离层表面设置空气桥包括：

在所述分离层表面的预设区域设置超导层；

通过第二掩膜遮蔽所述超导层中对应所述桥面的区域，暴露所述超导层中对应所述桥墩的区域；

透过所述第二掩膜在所述超导层中对应所述桥墩的区域设置超导材料，形成所述空气桥。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过第二掩膜遮蔽所述超导层中对应所述桥面的区域，暴露所述超导层中对应所述桥墩的区域包括：

在所述超导层表面设置光刻胶，并在对应所述桥墩的区域光刻，形成所述第二掩膜。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述透过所述第二掩膜在所述超导层中对应所述桥墩的区域设置超导材料，形成所述空气桥包括：

基于蒸镀工艺透过所述第二掩膜蒸镀超导材料；

剥离所述第二掩膜，形成所述空气桥。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离层为电子束光刻胶层；

所述通过所述分离层将所述第一衬底与所述空气桥相互分离包括：

将电连接后的样品浸入溶解液溶解所述分离层，分离所述第一衬底与所述空气桥。

10.一种超导量子芯片，其特征在于，包括由如权利要求1至9任一项权利要求所述超导量子芯片制备方法所制备而成的超导量子芯片。

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