Fraunhofer IPMS amplía su plataforma de tecnología cuántica de 300 mm para el desarrollo de componentes cuánticos compatibles con CMOS

Científicos de Polyteknik y Fraunhofer IPMS en la sala limpia de 300 mm del Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS

Instalación de Polyteknik en la sala limpia de 300 mm del Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS

El Instituto Fraunhofer para Microsistemas Ópticos IPMS ha ampliado su plataforma tecnológica de 300 mm con una instalación de PVD (Deposición Física de Vapor) altamente flexible, fortaleciendo así sus competencias en el desarrollo de materiales y procesos compatibles con CMOS para computadoras cuánticas de próxima generación. La nueva plataforma, instalada en colaboración con el fabricante Polyteknik, permite la deposición y optimización de capas delgadas superconductoras en obleas de 300 mm bajo condiciones de fabricación de semiconductores cercanas a la producción. Este es un hito importante en el camino hacia la creación de una fábrica europea de investigación cuántica.

El sistema representa un paso importante en la estrategia del Fraunhofer IPMS para construir un puente entre la investigación básica en ciencias de materiales y la fabricación industrial de semiconductores. »El computo cuántico escalable requiere tecnologías de fabricación que combinen una calidad de material sobresaliente con procesos de producción compatibles con semiconductores«, dice la Prof. Dra. Wenke Weinreich, directora del instituto Fraunhofer IPMS. »Con esta nueva plataforma de PVD, ampliamos nuestras capacidades para desarrollar y calificar materiales superconductores en condiciones compatibles con CMOS, así como para acelerar su transferencia a la fabricación industrial. Esto es un hito importante para nosotros en la construcción de una fábrica europea de investigación cuántica.«

El sistema Flextura-PVD de Polyteknik integra varias tecnologías de deposición y permite a los investigadores desarrollar pilas de materiales complejas compuestas por metales, nitruros y óxidos. Estas combinaciones de materiales constituyen la base para circuitos superconductores y otros componentes clave necesarios para futuros procesadores cuánticos. Los primeros desarrollos de procesos ya han mostrado propiedades superconductoras prometedoras para el nitruro de niobio (NbN) y el nitruro de circonio (ZrN), que se depositaron directamente en obleas de 300 mm. Algunos de estos materiales, demostrados por primera vez por el Fraunhofer IPMS, tienen un enorme potencial, afirma Weinreich: »Nuestros resultados muestran propiedades de materiales que coinciden con los valores reportados en la literatura científica, demostrando la capacidad de la plataforma para desarrollar materiales cuánticos de alto rendimiento en formato industrial de obleas de 300 mm. Logramos estas propiedades de referencia a tasas de deposición más altas y con una excelente uniformidad de capa, mientras que la flexibilidad del sistema nos permite seguir perfeccionando estos procesos.«

La nueva plataforma está completamente integrada en el entorno de sala limpia de 300 mm del Fraunhofer IPMS y complementa el portafolio de procesos del instituto dentro de la fábrica de investigación Mikroelektronik Deutschland (FMD). Además, apoya varias iniciativas piloto europeas importantes, como APECS, SUPREME y SPINS, que tienen como objetivo fortalecer el ecosistema europeo para la tecnología de semiconductores y cuántica.

Más allá de las actividades de investigación, la infraestructura ampliada ofrece a los socios industriales acceso directo a un entorno de I+D de 300 mm calificado para validación de procesos, calificación de materiales y desarrollo de tecnologías. Esto permite a las empresas evaluar materiales innovadores y conceptos de componentes en condiciones de fabricación que se acercan mucho a la producción en masa futura.

Aviso sobre financiación:

La herramienta fue adquirida en el marco del proyecto SMWK »3D4QC«, cofinanciado por el Estado Libre de Sajonia y la Unión Europea.