超导集成电路中Nb/Al/AlOx/Nb约瑟夫森结的制备工艺引起的变异
超导电性
2015-01-05 v1
摘要
目前，在HYPRES公司制备的超导数字集成电路可在约40 GHz的时钟频率下运行。这些电路包含多层结构，其中有数万个不同尺寸的Nb/Al/AlOx/Nb约瑟夫森结，由四层Nb布线层、电阻器和其他电路元件互连。为了能够运行，集成电路的制备应使约瑟夫森结的临界电流保持在严格的设计余量内，并保持不同尺寸结的临界电流之间的适当关系。我们展示了实验数据，并讨论了集成电路中Nb/Al/AlOx/Nb约瑟夫森结临界电流和能隙的工艺诱导变异机制。我们证明，约瑟夫森临界电流可能取决于连接到结的电路元件的类型和面积、电路图案以及连接制作时的工艺步骤。具体而言，我们讨论了a) 结基电极与地平面的连接、b) 结反电极与地平面的连接，以及c) 通过Nb布线将反电极连接到Ti/Au或Ti/Pd/Au接触焊盘的影响。我们表明，Nb/Al/AlOx/Nb结性质的工艺诱导变化是由杂质原子（氢）在构成集成电路的不同层之间的迁移引起的。
引用
@article{arxiv.0909.3076,
title = {Fabrication process-induced variations of Nb/Al/AlOx/Nb Josephson junctions in superconductor integrated circuits},
author = {Sergey K. Tolpygo and Denis Amparo},
journal= {arXiv preprint arXiv:0909.3076},
year = {2015}
}