【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22AT0179
利用課題名 / Title
FIBによる超伝導共振器の断面加工および観察
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
超伝導共振器,超伝導量子回路,超伝導量子ビットコヒーレンス
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
佐藤 哲朗
所属名 / Affiliation
日本電気株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
野口 将高
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
我々は、ムーンショット型研究開発事業における超伝導量子回路の集積化の一環として、超伝導量子ビットコヒーレンスの改善を目的としたロスファクターの抽出法の最適化を検討している。本実験は、超伝導共振器内におけるTLS（Two Level System）由来の損失源として挙げられるMA界面（超伝導金属と空気界面、Metal-Air）について、ICP-RIE（Inductively Coupled Plasma-Reactive Ion Etching、誘導結合型反応性イオンエッチング）を用いた等方性エッチングにより、この界面を強調した共振器を作製し、得られた断面形状から計算したparticipation ratioと希釈冷凍機内で測定した結果を解析することで、ロスファクター抽出法の最適化を図っていくことを目的としている。
実験 / Experimental
【NPF034】集束イオンビーム加工観察装置（FIB）【NPF003】イオンコーター（FIB付帯）
本サンプルは、MA界面を強調すべく、ICPドライエッチングにより、Nb線路直下のSiを等方的にエッチングしているため、機械的強度に乏しく、観察用のワーク作製の段階で容易にSiパターンが倒壊してしまう懸念がある。今回、その強度の乏しいSiパターンをエッチング加工直後の状態を保ったまま観察すべく、FIBによる局所加工を技術代行にて依頼した。
結果と考察 / Results and Discussion
超伝導共振器内のMA界面を強調した箇所にFIBにより局所加工を施し、その後加工断面の観察を行った。その結果、Fig.1のSIM像で示す断面形状が得られ、左右のSi支柱がエッチングにより浸食されている様子が確認された。これは、エッチャントから生成されるFラジカル成分の密度が高く、想定以上に等方的なエッチングが進行したためと推測し、所望の形状を得るために、今後、ドライエッチング条件を最適化したうえで、設計に反映していく予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 Cross-sectional SIM image after FIB processing
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究は、JSTムーンショット型研究開発事業（JPMJMS2067）の支援を受けたものです。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件