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量子电压芯片制备中的介质层平坦化
1
作者
曹樾
徐思思
+4 位作者
钟源
李劲劲
钟青
曹文会
蔡晋辉
《计量学报》
北大核心
2025年第1期106-111,共6页
在制造量子电压芯片时,使用二氧化硅薄膜作为层间介质层(IDL)可以实现约瑟夫森结的电气连接。通常二氧化硅是保形沉积的,后续的铌线层容易在直角台阶附近形成晶界裂纹。考虑到光刻和芯片高低温循环可靠性,需要对IDL进行平坦化处理。相...
在制造量子电压芯片时,使用二氧化硅薄膜作为层间介质层(IDL)可以实现约瑟夫森结的电气连接。通常二氧化硅是保形沉积的,后续的铌线层容易在直角台阶附近形成晶界裂纹。考虑到光刻和芯片高低温循环可靠性,需要对IDL进行平坦化处理。相对其他平坦化方案,牺牲层回刻的方法工艺步骤简单,适用于小批量的研究工作。具体步骤为:在IDL上旋涂覆盖厚光刻胶层填充图形中的沟壑并形成平坦的界面;然后采用反应离子束刻蚀等速去除光刻胶和SiO_(2),整体上完全刻蚀到SiO_(2)层后即可得到平坦的介质层表面,消除绝缘层台阶。其中光刻胶和SiO_(2)的等速刻蚀通过调节氧气流量与射频功率来实现。在回刻过程中使用终点探测系统实时监控平坦化状态,根据反射光强变化曲线来判断刻蚀深度,并决定何时停止这一过程。采用以上方法成功在结区上方形成厚度适宜、表面平坦的介质层。将牺牲层回刻法应用于芯片的制备,得到了没有裂纹的铌线层。芯片具有良好的直流特性曲线,有效提升了芯片的高低温循环可靠性。
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关键词
电学计量
量子电压芯片
平坦化
回刻
终点探测
约瑟夫森结
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职称材料
150 mV脉冲驱动交流量子电压芯片的研制
2
作者
徐思思
程千硕
+5 位作者
李晓宇
韩琪娜
钟青
李劲劲
曹文会
钟源
《计量学报》
北大核心
2025年第1期25-29,共5页
超导芯片是脉冲驱动任意波形合成系统(JAWS)系统的核心。由中国计量科学研究院(NIM)自行研制的JAWS芯片,采用渐变波导结构以补偿阵列中不同位置的约瑟夫森结所感受到的差异化驱动脉冲强度,通过测试芯片的I-V特性曲线,以及使用脉冲序列...
超导芯片是脉冲驱动任意波形合成系统(JAWS)系统的核心。由中国计量科学研究院(NIM)自行研制的JAWS芯片,采用渐变波导结构以补偿阵列中不同位置的约瑟夫森结所感受到的差异化驱动脉冲强度,通过测试芯片的I-V特性曲线,以及使用脉冲序列驱动芯片合成交流信号来验证芯片的电学性能。测试结果表明:芯片中集成的8000个约瑟夫森结全部正常工作,成功研制了有效值150 mV交流、1 kHz量子电压信号输出的超导芯片,高次谐波的幅值比基频低105 dB。
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关键词
电学计量
量子电压芯片
电压
标准
脉冲驱动
渐变波导
约瑟夫森结
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职称材料
量子电压芯片中片上功分器的研究
3
作者
李晓宇
徐思思
+3 位作者
程千硕
钟源
曹文会
李劲劲
《计量学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期1855-1861,共7页
在量子电压芯片中使用功率分配器实现多条约瑟夫森结阵微波供给是提高量子芯片输出电压幅值的重要方法之一。通过π型LC电路可缩减片上威尔金森功分器的面积,在其基础上可增加1个λ/4变换器以拓宽工作带宽。在设计仿真的基础上研制了1...
在量子电压芯片中使用功率分配器实现多条约瑟夫森结阵微波供给是提高量子芯片输出电压幅值的重要方法之一。通过π型LC电路可缩减片上威尔金森功分器的面积,在其基础上可增加1个λ/4变换器以拓宽工作带宽。在设计仿真的基础上研制了1种片上宽带威尔金森功分器,通过仿真得到在13~23 GHz的范围内,2路功率范围为(3.0±0.25)dB。在12~23 GHz的范围内,端口输入和输出回波损耗分别低于-12 dB和-10.5 dB。在1.5~30 GHz的范围内,分别对有无功分器的3条阵列进行馈入微波,测试结果表明3条约瑟夫森结阵列电磁特性一致,证明该功分器能够有效实现2路等分输出。
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关键词
电学计量
功率分配器
约瑟夫森结
共面波导
量子电压芯片
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职称材料
题名
量子电压芯片制备中的介质层平坦化
1
作者
曹樾
徐思思
钟源
李劲劲
钟青
曹文会
蔡晋辉
机构
中国计量大学
中国计量科学研究院
出处
《计量学报》
北大核心
2025年第1期106-111,共6页
基金
国家重点研发计划(2022YFF0608301)
国家自然科学基金(61971471)。
文摘
在制造量子电压芯片时,使用二氧化硅薄膜作为层间介质层(IDL)可以实现约瑟夫森结的电气连接。通常二氧化硅是保形沉积的,后续的铌线层容易在直角台阶附近形成晶界裂纹。考虑到光刻和芯片高低温循环可靠性,需要对IDL进行平坦化处理。相对其他平坦化方案,牺牲层回刻的方法工艺步骤简单,适用于小批量的研究工作。具体步骤为:在IDL上旋涂覆盖厚光刻胶层填充图形中的沟壑并形成平坦的界面;然后采用反应离子束刻蚀等速去除光刻胶和SiO_(2),整体上完全刻蚀到SiO_(2)层后即可得到平坦的介质层表面,消除绝缘层台阶。其中光刻胶和SiO_(2)的等速刻蚀通过调节氧气流量与射频功率来实现。在回刻过程中使用终点探测系统实时监控平坦化状态,根据反射光强变化曲线来判断刻蚀深度,并决定何时停止这一过程。采用以上方法成功在结区上方形成厚度适宜、表面平坦的介质层。将牺牲层回刻法应用于芯片的制备,得到了没有裂纹的铌线层。芯片具有良好的直流特性曲线,有效提升了芯片的高低温循环可靠性。
关键词
电学计量
量子电压芯片
平坦化
回刻
终点探测
约瑟夫森结
Keywords
electrical measurement
quantum voltage chip
planarization
etch back
endpoint
Josephson junction
分类号
TB971 [机械工程—测试计量技术及仪器]
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职称材料
题名
150 mV脉冲驱动交流量子电压芯片的研制
2
作者
徐思思
程千硕
李晓宇
韩琪娜
钟青
李劲劲
曹文会
钟源
机构
中国计量大学
中国计量科学研究院
哈尔滨工业大学
出处
《计量学报》
北大核心
2025年第1期25-29,共5页
基金
国家重点研发计划(2022YFF0608301)
国家自然科学基金(61971471)。
文摘
超导芯片是脉冲驱动任意波形合成系统(JAWS)系统的核心。由中国计量科学研究院(NIM)自行研制的JAWS芯片,采用渐变波导结构以补偿阵列中不同位置的约瑟夫森结所感受到的差异化驱动脉冲强度,通过测试芯片的I-V特性曲线,以及使用脉冲序列驱动芯片合成交流信号来验证芯片的电学性能。测试结果表明:芯片中集成的8000个约瑟夫森结全部正常工作,成功研制了有效值150 mV交流、1 kHz量子电压信号输出的超导芯片,高次谐波的幅值比基频低105 dB。
关键词
电学计量
量子电压芯片
电压
标准
脉冲驱动
渐变波导
约瑟夫森结
Keywords
electrical measurement
Josephson voltage chip
voltage standard
pulse driven
tapered coplanar waveguide
Josephson junction
分类号
TB971 [机械工程—测试计量技术及仪器]
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职称材料
题名
量子电压芯片中片上功分器的研究
3
作者
李晓宇
徐思思
程千硕
钟源
曹文会
李劲劲
机构
中国计量大学计量测试工程学院
中国计量科学研究院
出处
《计量学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期1855-1861,共7页
基金
国家重点研发计划(2022YFF0608301)
国家自然科学基金(61971471)。
文摘
在量子电压芯片中使用功率分配器实现多条约瑟夫森结阵微波供给是提高量子芯片输出电压幅值的重要方法之一。通过π型LC电路可缩减片上威尔金森功分器的面积,在其基础上可增加1个λ/4变换器以拓宽工作带宽。在设计仿真的基础上研制了1种片上宽带威尔金森功分器,通过仿真得到在13~23 GHz的范围内,2路功率范围为(3.0±0.25)dB。在12~23 GHz的范围内,端口输入和输出回波损耗分别低于-12 dB和-10.5 dB。在1.5~30 GHz的范围内,分别对有无功分器的3条阵列进行馈入微波,测试结果表明3条约瑟夫森结阵列电磁特性一致,证明该功分器能够有效实现2路等分输出。
关键词
电学计量
功率分配器
约瑟夫森结
共面波导
量子电压芯片
Keywords
electrical metrology
power divider
Josephson junction
coplanar waveguide
quantum voltage chip
分类号
TB971 [机械工程—测试计量技术及仪器]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
量子电压芯片制备中的介质层平坦化
曹樾
徐思思
钟源
李劲劲
钟青
曹文会
蔡晋辉
《计量学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
150 mV脉冲驱动交流量子电压芯片的研制
徐思思
程千硕
李晓宇
韩琪娜
钟青
李劲劲
曹文会
钟源
《计量学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
量子电压芯片中片上功分器的研究
李晓宇
徐思思
程千硕
钟源
曹文会
李劲劲
《计量学报》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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