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超导约瑟夫森结是实现超导量子比特的基本元件，而量子计算的理论和实验研究已成为国际热点研究课题，我们选用Nb做为制备超导隧道结的材料，铌超导隧道结工作频率和工作温度较高，具有良好的热循环稳定性以及较高的能隙电压和较小的漏电流，因而其制备研究一直是超导电子学研究领域里的热点。量子计算研究要求尽量减少铌隧道结的漏电流来增加量子比特的消相干时间，漏电流越小说明结的绝缘性和势垒层性能越高。本论文的工作主要包括以下三个方面: 1、利用双层光刻胶进行曝光来制备掩膜结构，利用磁控溅射法制备Nb/Al-AlOx/Nb超导隧道结。 用双层光刻胶直接制备掩模结构。该工艺不仅制备流程简单，而且制备的三层结构边缘效果良好，提高了剥离时成品率。利用磁控溅射法，首先制备约为1500埃Nb超导薄膜形成底电极，再溅射一层约70埃左右Al层，原位氧化形成氧化势垒层，最后磁控溅射制备出Nb超导薄膜形成上电极，电极的叠加区形成SIS超导隧道结。 2、实验研究了隧道结制备的新工艺，降低了工艺难度，提高了结的性能。 直接用PECVD技术生长SiO2，避免阳极氧化和蒸发SiO2生长的绝缘层缺陷，提高隧道结的性能，此方法生长的绝缘层致密稳定。采用了CF4气体对铌层进行刻蚀，提高了刻蚀铌和刻蚀SiO2的选择比。实验研究比较了CHF3+O2气体刻蚀SiO2和铌的速率，结果显示此刻蚀条件具有较高的刻蚀选择比，满足了超导隧道铌结新流程的工艺要求。 3、Nb/Al-AlOx/Nb超导隧道结特性的测量 在300mK和4.2K的情况下对铌超导隧道结进行了I-V特性测量。铌隧道结的超导电流与漏电流之比300mK为0.7％，4K下达到2％。能够满足构建超导量子比特的要求。