LAYERS 9 — 用于量子计算的超导镀膜

基于超导量子比特的量子计算是目前开发中最前沿的技术之一。该技术的核心是超导薄膜，它能实现零电阻电流传输、超低损耗谐振器以及可靠互连。铌、铌钛合金、钽、氮化铌和铟等材料，构成了当今众多量子比特架构的基石。

为了超越实验室演示，迈向可重复的晶圆级制造，镀膜沉积工艺必须提供高材料纯度、精确的镀膜结构控制以及稳定的电性能。包括溅射、蒸镀和共蒸镀在内的物理气相沉积工艺，能为这些苛刻应用提供所需的控制水平，并且与半导体制造环境兼容。

通过 PVD 沉积的超导薄膜被用于多个量子计算元件中。这些元件包括基于铌和铝电极的约瑟夫森结量子比特、利用钛或铌钛合金实现可调临界温度的多层堆叠，以及用于多芯片集成的低损耗互连层（如铟）。PVD 技术在混合光子集成中也扮演着重要角色，在该领域，超导元件与光波导、调制器和探测器共同集成于单一芯片上。

Evatec 系统展示的结果表明，通过溅射铌和 α 钽，可以获得所需的晶体结构、低表面粗糙度、均匀的电阻率以及稳定的超导转变温度。薄膜应力和表面形貌可通过工艺参数进行调整，以满足集成要求。此外，共蒸镀工艺能够精确控制铌钛薄膜中的合金成分，从而在保持长期稳定性的同时调整超导转变温度。

这些结果共同突显了具备量产能力的 PVD 工艺如何为从量子研究到超导量子器件可扩展制造提供一条可靠路径。

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