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公開番号2025025514
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023130333
出願日2023-08-09
発明の名称デバイスとその製造方法
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類H10N 60/10 20230101AFI20250214BHJP()
要約【課題】エアブリッジを備えたチップをフリップチップ実装可能とする。
【解決手段】チップの第1の面において、犠牲層の上にエアブリッジとなる導電層を成膜してパタン形成した後、前記エアブリッジの下部以外の前記犠牲層を除去する工程と、前記エアブリッジの下部に前記犠牲層が残された状態の前記チップを、前記第1の面を基板に対向させて実装した後、前記エアブリッジの下に残された前記犠牲層を除去する工程と、を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１の面に少なくとも１つのエアブリッジを含むチップと、
前記チップを実装した基板と、
を備え、
前記チップは、前記第１の面を前記基板に対向して実装されている、デバイス。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記エアブリッジは、高さ方向に前記基板から空隙を介して離間している、請求項１記載のデバイス。
【請求項３】
前記エアブリッジは、少なくとも一部が前記基板に当接している、請求項１記載のデバイス。
【請求項４】
前記チップは、前記第１の面において、
一の方向に延在される導体の長手方向両側にそれぞれ間隙を介して配設された第１のグランド導体と第２のグランド導体を、前記導体を跨いで、電気的に接続する前記エアブリッジ、及び／又は、
第２の導体を跨ぎ、前記第２の導体と空隙を隔てて第１の導体を交差させる前記エアブリッジ、
を備える、請求項１記載のデバイス。
【請求項５】
前記チップの前記第１の面と前記基板とはバンプで接合される、請求項１記載のデバイス。
【請求項６】
前記チップは、前記第１の面に超伝導量子回路を備え、
前記エアブリッジは超伝導部材からなる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項７】
チップの第１の面において、犠牲層の上にエアブリッジとなる導電層を成膜してパタン形成した後、前記エアブリッジの下部以外の前記犠牲層を除去する工程と、
前記エアブリッジの下に前記犠牲層が残された状態の前記チップを、前記第１の面を基板に対向させて実装した後、前記エアブリッジの下に残された前記犠牲層を除去する工程と、
を含む、デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記エアブリッジの下に残された前記犠牲層の除去のためのガス及び／又は溶剤の経路として、前記チップと前記基板間の間隙に加えて、前記基板に設けられた貫通ビア、切り欠き、空洞の少なくともいずれかを用いる、請求項７記載のデバイスの製造方法。
【請求項９】
前記チップを前記第１の面を基板に対向させて実装した状態で、
前記エアブリッジは、高さ方向に前記基板から空隙を介して離間しているか、又は、少なくとも一部が前記基板に当接している、請求項７記載のデバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記犠牲層は、フォトレジストからなる、請求項７乃至９のいずれか１項に記載のデバイスの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイスとその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
超伝導量子回路は、超伝導金属を用いて作成されたインダクタとキャパシタ、及び、ジョセフソン接合を一つ以上含むループを有するSQUID(Super Quantum Interference Device)から構成される超伝導共振器を基本素子とする。ジョセフソン接合は、薄い絶縁膜を超伝導体で挟んだトンネル接合であり、非線形インダクタとして振る舞う。SQUIDに対して制御ライン（ポンプライン）に（直流又はマイクロ波電流）を流しSQUIDループを貫く磁束を変調することで超伝導共振器の共振周波数を変化させることができる。超伝導量子回路において、並置された一対のグランド面で信号線路を間に挟んだ構成のコプレーナ線路（コプレーナ導波路：coplanar waveguide）が用いられる。１つの超伝導量子回路チップ内にSQUIDが複数配設される構成が用いられる。例えばジョセフソンパラメトリック発振器(Josephson Parametric Oscillator, JPO)等、SQUIDを含む量子ビットをチップ内に配設する構成等である。このような構成において、一つのSQUIDに印加する磁場が、当該SQUIDだけではなく他のSQUIDにも印加されてしまう、というクロストークが問題となる。
【０００３】
例えば特許文献１、２には、基板上の配線層(超伝導導体層)において、コプレーナ導波路の信号線の両側のグランド面を超伝導体で接続するエアブリッジを配置する構造が開示されている。特許文献１によれば、超伝導エアブリッジはグランド面のエッジに沿って現れる電荷分布に起因すると考えられるクロストークを低減する。特許文献２には、基板上にパタン形成された導電層の２つの部分を接続する金属製（導電性）エアブリッジなどの懸架式導電性構造を製作する方法として、構造を支持するための二酸化ケイ素などの中間層誘電体（interlayer dielectric: ILD）を用いて金属製ブリッジを形成し、その後、中間層誘電体を除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６４３７６０７号公報
特表２０２０－５３２８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の目的は、エアブリッジを備えたチップをフリップチップ実装可能としたデバイスの製造方法とデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一側面のデバイスの製造方法は、チップの第１の面において、犠牲層の上にエアブリッジとなる導電層を成膜してパタン形成した後、前記エアブリッジの下部以外の前記犠牲層を除去する工程と、前記エアブリッジの下に前記犠牲層が残された状態の前記チップを、前記第１の面を基板に対向させて実装した後、前記エアブリッジの下に残された前記犠牲層を除去する工程と、を含む。
【０００７】
本開示の一側面のデバイスは、第１の面に少なくとも１つのエアブリッジを含むチップと、前記チップを実装した基板と、を備え、前記チップは、前記第１の面を前記基板に対向して実装されている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、エアブリッジを備えたチップを基板にフリップチップ実装可能としている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
（Ａ）乃至（Ｅ）は一形態の製造工程を模式的に示す図である。
（Ｆ）乃至（Ｈ）は一形態の製造工程を模式的に示す図である。
実装の一形態を模式的に示す図である。
超伝導回路装置（デバイス）の一形態を模式的に示す図である。
実装の別の形態を模式的に示す図である。
超伝導回路装置（デバイス）の別の形態を模式的に示す図である。
（Ａ）乃至（Ｃ）は一形態の変形例を模式的に示す図である。
エアブリッジを備えた超伝導回路の構成の一例を模式的に示す図である。
エアブリッジを備えた超伝導回路の構成の別の一例を模式的に示す図である。
エアブリッジの一例を模式的に示す図である。
表面活性化接合の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
エアブリッジは、一般に、基板上における空気を絶縁体とした立体的配線構造として用いられる。図１０に模式的に示すように、基板１１上の導体１２Ｃの上方を跨いで第１の導体１２Ａと第２の導体１２Ｂを接続するエアブリッジ３０は、第１の導体１２Ａと第２の導体１２Ｂ上にそれぞれ延設されたコンタクト部（台座）１３Ａ、１３Ｂと、コンタクト部１３Ａ、１３Ｂから互いに接近する方向に立ち上がる橋脚部１３Ｃ、１３Ｄと、両端が橋脚部１３Ｃ、１３Ｄに支持される橋桁部１３Ｅからなる。エアブリッジ３０のコンタクト部１３Ａ、１３Ｂ、橋脚部１３Ｃ、１３Ｄ、橋桁部１３Ｅは、例えば、一つの導電層（導電膜）から一体で形成される（図１０では、エアブリッジの各部の説明のため、橋脚部１３Ｃ、１３Ｄ、橋桁部１３Ｅ等の輪郭を直線状としているが、これらは滑らかに湾曲するアーチ形状であってもよい）。基板１１上に形成された不図示の犠牲層上にエアブリッジとなる導電層を成膜してパタン形成した後、当該犠牲層を除去することでエアブリッジ３０が形成される。エアブリッジ３０の下は中空構造であり、物理的に脆弱である。例えば一般的な洗浄方法の一つである超音波洗浄などで簡単に壊れてしまう。このため、エアブリッジ３０の犠牲層を除去した後にプロセスを実施することは難しく、基板１１上にエアブリッジ３０を有するチップをインターポーザ（「インターポーザ基板」ともいう）等へフリップチップ実装（チップを反転(フリップ)して実装）することは困難である。
（【００１１】以降は省略されています）

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