将基于NbTiN的交流驱动Josephson数字技术扩展至每平方厘米400M设备
摘要：用于数字逻辑的超导NbTiN材料叠层结构，包括自芯片纲结构的a-硅障壁Josephson结（JJ）和低损耗、高kappa值可调电容器HZO。该结构具有400MJ/cm^2的器件密度、高效布线和谐振网络上的交流电源分配。该材料机制可超过28nm光刻技术，并与标准的高温CMOS工艺兼容。我们报告了使用50nm临界尺寸的双金属层NbTiN线的初步结果。通过使用193i光刻技术和50nm临界尺寸的半突昇线和过孔工艺模块，在300mm晶圆上显示出1\% = 1s的横截面均匀性、12.5K的临界温度以及4.2K时0.1mA的临界电流。我们还介绍了基于NbTiN线和HZO MIM电容器的谐振交流电源网络的新设计。该设计匹配了器件密度，并提供30GHz时钟，估计效率高达90\%。最后，通过图案化的NbTiN地平面的磁成像显示出低内在缺陷和在20 $mu$m x 20 $mu$m网格上间隔排列的0.5mm孔中产生的涡旋稳定捕获特性。
作者：Anna Herr, Quentin Herr, Steve Brebels, Min-Soo Kim, Ankit Pokhrel, Blake Hodges, Trent Josephsen, Sabine ONeal, Ruiheng Bai, Katja Nowack, Anne-Marie Valente-Feliciano, and Zsolt T"okei
论文ID：2303.16792
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-05-02