量子计算所展示的具有技术革命性的数据处理能力,有潜力发展成为后摩尔时代的核心信息处理技术,满足未来信息社会对海量数据处理能力和高性能计算的强烈需求。超导量子比特作为实现量子计算的方案之一,以其易设计加工,低功耗,易规模化等优点备受关注。基于超导Josephson结与超导环路构成的SQUID可以通过外围电路设计制定不同的超导量子比特实现方案。Josephson隧道结是超导量子比特的核心器件,获得高质量的Josephson结是实现具体量子比特方案的基本要求和关键环节。本论文研究了实现超导量子比特核心器件Josephson结的制备与性能表征,利用平面微加工技术制备Nb/Al-AlOx/Nb超导隧道结,在制备工艺方面做了深入细致的研究,取得了一定的研究成果,本文主要工作包括以下几个方面：1.多层膜结构的制备工艺研究多层膜结构的制备是实现高质量超导隧道结的关键,单层Nb膜的超导性能、表面形貌、晶体结构与应力、势垒层缺陷等都影响着结的性能。本文讨论了影响多层膜溅射质量的诸多因素,获得了较好的制备Nb膜及势垒层的溅射条件,基本满足制备高质量的超导隧道结要求。2.高稳定性制备工艺的改进方形结区定义过程中,对方形结的边和角刻蚀的不一致性影响着结的性能,通过SEM分析发现,对邻近结区势垒层四周的钻蚀的随机性是产生这一问题的重要原因。圆形结的设计避免了结区定义过程中刻蚀的随机性和不一致性,有效提高了结的制备质量。此外,应用新的干法刻蚀工艺代替Liftoff,减小因Liftoff造成结的绝缘层机械性损伤,对结的成功重复制备有重要意义。3.等离子氧化工艺研究提出一种氧的等离子氧化的方法改善结区边缘绝缘性能,降低超导隧道结的漏电流。研究表明：对Al膜进行等离子氧化能够有效的改善氧化膜的绝缘性能,AES分析表明：氧化绝缘层均匀,界面清晰；应用此方法成功制备出较好性能的Nb隧道结。本文中我们应用稳定的制备工艺,优化的多层膜制备条件,获得了较好质量的Nb/Al-AlOx/Nb超导隧道结,已经接近超导量子比特的应用要求。