Fraunhofer IPMS bővíti 300 mm-es kvantumtechnológiai platformját CMOS-kompatibilis kvantumalkatrészek fejlesztéséhez

Tudósok a Polyteknik és a Fraunhofer IPMS laboratóriumában, a Fraunhofer IPMS 300 mm-es tisztatérben. © Fraunhofer IPMS

Polytechnikai berendezés a Fraunhofer IPMS 300 mm-es tisztatérben. © Fraunhofer IPMS

A Fraunhofer Fotonikai Mikroszistemas Intézet IPMS kiterjesztette 300 mm-es technológiai platformáját egy rendkívül rugalmas PVD (Physical Vapor Deposition) berendezéssel, ezáltal megerősítve kompetenciáit a CMOS-kompatibilis anyagok és folyamatok fejlesztésében a következő generációs kvantumszámítógépekhez. Az együttműködésben a Polyteknik gyártóval telepített új platform lehetővé teszi szupervezető vékony filmek kiválasztását és optimalizálását 300 mm-es szilíciumlapkákon, gyártási közelben lévő félvezetőgyártási körülmények között. Ez egy fontos mérföldkő az európai kvantumkutató gyár megalapozásában.

A rendszer fontos lépést jelent a Fraunhofer IPMS stratégiájában, hogy hidat építsen az anyagtudomány alapkutatásai és az ipari félvezetőgyártás között. »A skálázható kvantumszámítógépekhez gyártástechnológiákra van szükség, amelyek kiváló anyagminőséget ötvöznek félvezető-kompatibilis gyártási folyamatokkal« – mondja Prof. Dr. Wenke Weinreich, az intézet igazgatója a Fraunhofer IPMS-től. »Ezzel az új PVD-platformmal bővítjük lehetőségeinket a szupervezető anyagok CMOS-kompatibilis körülmények között történő fejlesztésében és kvalifikálásában, valamint azok ipari átültetésének felgyorsításában. Ez számunkra egy jelentős mérföldkő az európai kvantumkutató gyár kiépítésében.«

A Polyteknik Flextura-PVD rendszere több kiválasztási technológiát integrál, és lehetővé teszi a kutatók számára összetett anyagszintek fejlesztését fémekből, nitridekből és oxidokból. Ezek az anyagkombinációk képezik a szupervezető áramkörök és más kulcsfontosságú komponensek alapját, amelyek a jövő kvantumprocesszoraihoz szükségesek. Az első folyamatfejlesztések már ígéretes szupervezető tulajdonságokat mutattak a Niobnitrid (NbN) és a Zirkóniumnitrid (ZrN) esetében, melyeket közvetlenül 300 mm-es lapkákra vittek fel. Ezek az anyagok, melyek közül néhányat először a Fraunhofer IPMS mutatott be, hatalmas potenciállal bírnak – hangsúlyozza Weinreich: »Eredményeink olyan anyagtulajdonságokat mutatnak, amelyek megfelelnek a tudományos irodalomban megadott értékeknek, és bizonyítják a platform képességét arra, hogy magas színvonalú kvantumanyagokat fejlesszen ipari 300 mm-es lapkaformátumban. Ezeket az referenciaértékeket magasabb kiválasztási sebességnél és kiváló rétegvastagság-egyenletességgel érjük el, miközben a rendszer rugalmassága lehetővé teszi, hogy ezeket a folyamatokat folyamatosan finomhangoljuk.«

Az új platform teljes mértékben integrálva van a Fraunhofer IPMS 300 mm-es tisztatéri környezetébe, és kiegészíti az intézet folyamatportfólióját a Mikroelektronika Németország Kutatógyár (FMD) keretében. Emellett támogatja több jelentős európai pilot projekt kezdeményezését, mint az APECS, SUPREME és SPINS, amelyek célja az európai félvezető- és kvantumtechnológiai ökoszisztéma erősítése.

A kutatási tevékenységek mellett a kibővített infrastruktúra közvetlen hozzáférést biztosít ipari partnerek számára egy minősített 300 mm-es K+F környezethez a folyamatok validálásához, anyagok kvalifikálásához és technológiafejlesztéshez. Ez lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy innovatív anyagokat és alkatrész-konceptusokat értékeljenek olyan gyártási körülmények között, amelyek nagyon közel állnak a jövő tömeggyártásához.

Finanszírozási megjegyzés:

A tool a »3D4QC« nevű SMWK-projekt keretében került beszerzésre, amelyet Szászország Szabadállama és az Európai Unió közösen finanszíroz.