Fraunhofer IPMS rozšiřuje svou 300mm kvantovou technologickou platformu pro vývoj CMOS-kompatibilních kvantových prvků

Vědci z Polytekniku a Fraunhofer IPMS v čisté místnosti o rozměru 300 mm Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS

Polytechnické zařízení v 300mm čisté místnosti Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS

Fraunhoferův institut pro fotonické mikrosystémy IPMS rozšířil svou technologickou platformu na 300 mm o vysoce flexibilní PVD zařízení (Physical Vapor Deposition) a tím posílil své kompetence v oblasti vývoje CMOS-kompatibilních materiálů a procesů pro příští generaci kvantových počítačů. Nová platforma, instalovaná ve spolupráci s výrobcem Polyteknik, umožňuje depozici a optimalizaci supravodivých tenkých vrstev na 300mm waferech za podmínek blízkých výrobnímu prostředí polovodičové výroby. Jedná se o důležitý milník na cestě k zavedení evropské kvantové výzkumné továrny.

Celý systém představuje důležitý krok v strategii Fraunhofer IPMS, která má za cíl vybudovat most mezi základním výzkumem v oblasti materiálových věd a průmyslovou výrobou polovodičů. »Škálovatelné kvantové výpočty vyžadují výrobní technologie, které spojují vynikající kvalitu materiálů s výrobními procesy kompatibilními s polovodiči,« říká prof. Dr. Wenke Weinreich, ředitelka Fraunhofer IPMS. »S touto novou PVD platformou rozšiřujeme naše možnosti vývoje a kvalifikace supravodivých materiálů za podmínek kompatibilních s CMOS a urychlujeme jejich přenos do průmyslové výroby. Pro nás je to důležitý milník při budování evropské kvantové výzkumné továrny.«

Systém Flextura-PVD od Polyteknik integruje několik depozičních technologií a umožňuje vědcům vyvíjet složité materiálové vrstvy složené z kovů, nitridů a oxidů. Tyto materiálové kombinace tvoří základ pro supravodivé obvody a další klíčové komponenty potřebné pro budoucí kvantové procesory. První vývojové procesy již ukázaly slibné supravodivé vlastnosti u nitridů niobu (NbN) a zirkoniového nitridu (ZrN), které byly přímo depozovány na 300mm waferech. Některé z těchto materiálů, z nichž některé byly poprvé předvedeny Fraunhofer IPMS, mají obrovský potenciál, říká Weinreich: »Naše výsledky ukazují vlastnosti materiálů, které odpovídají hodnotám uvedeným v odborné literatuře, a tím potvrzují schopnost platformy vyvíjet vysoce výkonné kvantové materiály na průmyslovém formátu 300mm waferů. Dosahujeme těchto referenčních vlastností při vyšších rychlostech depozice a vynikající rovnoměrnosti vrstev, zatímco flexibilita systému nám umožňuje tyto procesy dále kontinuálně zdokonalovat.«

Nová platforma je plně integrována do čisté místnosti pro 300mm wafer a doplňuje procesní portfolio institutu v rámci výzkumné továrny Mikroelektronika Německo (FMD). Navíc podporuje několik významných evropských pilotních iniciativ, jako jsou APECS, SUPREME a SPINS, které mají za cíl posílit evropský ekosystém pro polovodiče a kvantové technologie.

Kromě výzkumných aktivit nabízí rozšířená infrastruktura přímý přístup průmyslovým partnerům k kvalifikovanému prostředí pro výzkum a vývoj na 300mm, pro validaci procesů, kvalifikaci materiálů a technologický rozvoj. To umožňuje firmám hodnotit inovativní materiály a konstrukční koncepty v podmínkách blízkých masové výrobě v budoucnosti.

Poznámka k financování:

Nástroj byl pořízen v rámci projektu SMWK »3D4QC«, který je spolufinancován Saským státem a Evropskou unií.