Fraunhofer IPMS rozszerza swoją platformę technologii kwantowej o rozmiarze 300 mm do rozwoju kompatybilnych z CMOS elementów kwantowych

Naukowcy z Polyteknik i Fraunhofer IPMS w czystym pomieszczeniu 300 mm Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS

Instalacja Polyteknik w 300-mm czystej strefie Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS

Instytut Fraunhofer dla Mikrosystemów Fotonicznych IPMS rozbudował swoją platformę technologii 300 mm o wysoce elastyczną instalację PVD (Physical Vapor Deposition), tym samym wzmacniając swoje kompetencje w zakresie rozwoju materiałów i procesów kompatybilnych z CMOS dla kolejnej generacji komputerów kwantowych. Nowa platforma, zainstalowana we współpracy z producentem Polyteknik, umożliwia osadzanie i optymalizację nadprzewodzących cienkich warstw na waflach o rozmiarze 300 mm w warunkach produkcyjnych zbliżonych do przemysłowych. Jest to ważny kamień milowy na drodze do ustanowienia europejskiej fabryki badań nad kwantami.

System stanowi istotny krok w strategii Fraunhofer IPMS, mający na celu zbudowanie mostu pomiędzy badaniami podstawowymi w dziedzinie nauk materiałowych a przemysłową produkcją półprzewodników. »Skalowalne komputery kwantowe wymagają technologii produkcji, które łączą doskonałą jakość materiałów z procesami produkcyjnymi kompatybilnymi z półprzewodnikami«, mówi prof. dr Wenke Weinreich, dyrektor instytutu Fraunhofer IPMS. »Dzięki tej nowej platformie PVD poszerzamy nasze możliwości rozwoju i kwalifikacji nadprzewodzących materiałów w warunkach kompatybilnych z CMOS oraz przyspieszamy ich transfer do przemysłowej produkcji. To dla nas ważny kamień milowy w budowie europejskiej fabryki badań nad kwantami.«

System Flextura-PVD od Polyteknik integruje kilka technologii osadzania i umożliwia badaczom tworzenie złożonych stosów materiałowych z metali, azotków i tlenków. Te kombinacje materiałów stanowią podstawę dla nadprzewodzących układów i innych kluczowych komponentów, które będą potrzebne w przyszłych procesorach kwantowych. Pierwsze prace nad procesami już wykazały obiecujące właściwości nadprzewodzące dla niobnitridu (NbN) i zirkoniumnitridu (ZrN), które bezpośrednio osadzano na waflach o rozmiarze 300 mm. Materiały te, z których niektóre po raz pierwszy zostały zaprezentowane przez Fraunhofer IPMS, mają ogromny potencjał, podkreśla Weinreich: »Nasze wyniki pokazują właściwości materiałów zgodne z wartościami podanymi w literaturze naukowej, co potwierdza zdolność platformy do rozwoju wysokowydajnych materiałów kwantowych w formacie przemysłowego wafla 300 mm. Osiągamy te referencyjne właściwości przy wyższych szybkościach osadzania i doskonałej jednorodności warstw, a elastyczność systemu pozwala nam na ciągłe udoskonalanie tych procesów.«

Nowa platforma jest w pełni zintegrowana z czystą przestrzenią produkcyjną o rozmiarze 300 mm w Fraunhofer IPMS i uzupełnia portfolio procesów instytutu w ramach badawczej fabryki mikroelektroniki Deutschland (FMD). Ponadto wspiera kilka ważnych europejskich inicjatyw pilotażowych, takich jak APECS, SUPREME i SPINS, które mają na celu wzmocnienie europejskiego ekosystemu technologii półprzewodnikowych i kwantowych.

Oprócz działalności badawczej, rozbudowana infrastruktura zapewnia partnerom przemysłowym bezpośredni dostęp do wykwalifikowanego środowiska R&D o rozmiarze 300 mm do walidacji procesów, kwalifikacji materiałów i rozwoju technologii. Umożliwia to firmom ocenę innowacyjnych materiałów i koncepcji elementów w warunkach produkcyjnych zbliżonych do przyszłej masowej produkcji.

Uwaga dotycząca finansowania:

To narzędzie zostało zakupione w ramach projektu SMWK »3D4QC«, współfinansowanego przez Saksonię oraz Unię Europejską.