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公開番号2024101909
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-30
出願番号2023006126
出願日2023-01-18
発明の名称量子チップ、量子デバイス、および量子コンピュータ
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類H10N 60/82 20230101AFI20240723BHJP()
要約【課題】ワイヤーボンディングの作業性が向上し、ボンディングワイヤーの密度の揺らぎを低減できる量子チップ、量子チップと量子チップが実装されるサンプルホルダとを備える量子デバイス及び量子デバイスと量子デバイスが格納される希釈冷凍機と量子デバイスに接続された制御装置とを備える量子コンピュータを提供する。
【解決手段】量子チップ10は、基板11と、基板11の表面に形成された超伝導層12と、基板の外縁に沿って超伝導層12の表面に形成された電極13と、基板11の外縁に沿って超伝導層の12表面に形成された周期構造130と、を備える。電極13は、基板11の外縁に沿って、超伝導層12の表面に形成され、ボンディングワイヤー15との接着性が高い材質である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板の表面に形成された超伝導層と、
前記基板の外縁に沿って前記超伝導層の表面に形成された電極と、
前記基板の外縁に沿って前記超伝導層の表面に形成された周期構造と、を備える量子チップ。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記周期構造は、
前記電極に接続される複数のボンディングワイヤーの目印として形成される請求項１に記載の量子チップ。
【請求項３】
前記周期構造は、
前記電極に接続される複数のボンディングワイヤーの間隔に対して整数分の一の周期性を有する請求項２に記載の量子チップ。
【請求項４】
前記周期構造は、
前記基板の外縁に対して垂直な方向に周期性を有する形状である請求項２に記載の量子チップ。
【請求項５】
前記周期構造は、
前記電極に接続される複数のボンディングワイヤーの目印として前記電極に形成された複数の突起によって構成され、
複数の前記突起は、前記基板の外縁に対して垂直な方向に突出する請求項１に記載の量子チップ。
【請求項６】
前記周期構造は、
前記電極に接続される複数のボンディングワイヤーの目印として前記電極に形成された複数の凹みによって構成され、
複数の前記凹みは、前記基板の外縁に対して垂直な方向に陥没する請求項１に記載の量子チップ。
【請求項７】
前記周期構造は、
前記電極に接続される複数のボンディングワイヤーの目印として前記超伝導層に形成された複数の印によって構成される請求項１に記載の量子チップ。
【請求項８】
請求項１に記載の量子チップと、
前記量子チップが実装されるサンプルホルダと、を備える量子デバイス。
【請求項９】
前記サンプルホルダ側の基板には、前記量子チップとの電気的接続に用いられるボンディングワイヤーの位置の目印になるパターンが形成される請求項８に記載の量子デバイス。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の量子デバイスと、
前記量子デバイスが格納される希釈冷凍機と、
前記量子デバイスに接続された制御装置と、を備える量子コンピュータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、量子コンピュータに搭載される量子チップ等に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
量子チップは、サンプルホルダに実装された状態で、量子コンピュータに搭載される。量子チップの電極とサンプルホルダの電極とは、アルミニウムＡｌなどのワイヤーを用いたワイヤーボンディングによって、電気的に接続される。サンプルホルダ側基板には、ワイヤーが接着しやすい金ＡｕがめっきされたＰＣＢ（Printed Circuit Board）が用いられる。それに対し、量子チップには、ワイヤーが接着しにくいニオブＮｂ等の超伝導体が成膜される。そのため、サンプルホルダ側と比べると、量子チップ側の方が、ワイヤーが接着しにくい。量子チップの試作において、ワイヤーボンディングは、手作業で行われることが多い。そのため、量子チップ側のワイヤーの接着に失敗した場合、ワイヤーの除去に工数が掛かったり、量子チップやＰＣＢの表面に劣化が起こったりする。
【０００３】
特許文献１には、ｎ型酸化物半導体層、ｎ型クラッド層、発光層、ｐ型クラッド層、およびｐ型コンタクト層からなる成長層が基板上に積層された酸化物半導体発光素子について開示されている。特許文献１の素子は、成長層の一部をエッチングすることにより露出したｎ型酸化物半導体層上に、ニッケルＮｉ、銅Ｃｕ、および銀Ａｇなどを含まない遷移金属の酸化物からなるオーミック電極が設けられたことを特徴とする。特許文献１には、ボンディングワイヤーの密着性を高めるために、オーミック電極の上にＡｌパッド電極を形成することが開示されている。
【０００４】
また、信号線／グランドを結合するワイヤーは、単なる導体ではなく、インダクタとして作用する。非特許文献１には、ワイヤーのインダクタによる影響を低減するために、グランドに配置するワイヤーをできるだけ密かつ等間隔にすることが好ましいと、報告されている。
【０００５】
特許文献２には、半導体の製造方法について開示されている。特許文献２には、ソルダレジストに設けられた開口部から露出する帯状配線のボンディング領域に対応して、ワイヤーボンディングの目印となるマークを設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００４－２２８４０１号公報
特開２０１４－０５６９６６号公報
【非特許文献】
【０００７】
J.Wenner, et.al., ”Wirebond crosstalk and cavity modes in large chip mounts for superconducting qubits,” Supercond. Sci. Technol. 24, (2011) 065001).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の手法では、量子チップに成膜された超伝導体の上に、ワイヤーと接着しやすいＡｌ等の金属が成膜される。このようにすれば、量子チップ側のワイヤーの接着性が向上して、量子チップ側のワイヤーが接着しやすくなる。また、量子チップ側のワイヤーの接着性が向上すれば、ワイヤーの除去や、量子チップやＰＣＢの表面の劣化が起こりにくくなる。
【０００９】
特許文献２の手法のように、ワイヤーボンディングの目印となるマークを量子チップに設ければ、ワイヤーボンディングの作業性が向上する。しかし、単なる目印があるだけでは、手作業で行われるワイヤーボンディングにおいて発生しやすいワイヤーの密度の揺らぎを解消できない。
【００１０】
本開示の目的は、ワイヤーボンディングの作業性が向上し、ボンディングワイヤーの密度の揺らぎを低減できる量子チップ等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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