Fabricación de dispositivos cuánticos

Los dispositivos cuánticos exigen un nivel de precisión y reproducibilidad muy superior al de la microfabricación convencional. Los tiempos de coherencia y el rendimiento de los dispositivos dependen de características microscópicas, interfaces y alineación, por lo que la litografía debe ofrecer una alta uniformidad y una superposición precisa para conseguir dispositivos multicapa fiables. Heidelberg Instruments ofrece una gama completa de soluciones de litografía sin máscara y de escritura directa, diseñadas para resolver los retos de fabricación en todas las etapas del ciclo de vida de los dispositivos cuánticos.

Por qué la litografía es crucial para los dispositivos cuánticos

• Protegiendo la coherencia: Los defectos microscópicos, la rugosidad de los bordes o la desalineación durante el paso de litografía pueden introducir directamente ruido y decoherencia, limitando el rendimiento de los qubits.
• Patrones 2.5D de alta fidelidad: Muchas arquitecturas cuánticas requieren control vertical/topográfico además de resolución lateral.
• Registro multicapa: Una superposición precisa es esencial para el cableado multicapa, las uniones y las pilas fotónicas.
• Escalar sin compromisos: Pasar de experimentos con un solo qubit a miles o millones de qubits requiere procesos fabricables con tolerancias estrictas y alta productividad.

Soluciones adaptadas a tu trayectoria de desarrollo

Descubrimiento e investigación fundamental: NanoFrazor

Cuando se necesita la máxima fidelidad para conceptos de dispositivos novedosos, la litografía por sonda térmica de escaneo (t-SPL) del NanoFrazor ofrece un control inigualable para características a escala nanométrica y en 2.5D.

• Precisión vertical inferior a 2 nm mediante litografía en bucle cerrado (imagen in situ + retroalimentación), ideal para topografías en escala de grises y barreras de túnel precisas.
• Escritura directa con inspección: la escritura e imagen simultáneas permiten verificar las estructuras durante la fabricación.
• Fabricación dirigida de dispositivos: puntos cuánticos, uniones Josephson, materiales 1D/2D con patrones.
• Elimina las incertidumbres de la química húmeda, minimizando el daño del proceso a materiales sensibles.

Prototipado rápido e I+D multiusuario: DWL 66⁺ y MLA 150

La velocidad y la flexibilidad aceleran los ciclos de iteración y permiten explorar rápidamente arquitecturas creativas. Los flujos de trabajo sin máscara eliminan el tiempo de espera y los costos de fabricación de máscaras.

DWL 66⁺

• Escritura directa de alta resolución con tamaños mínimos de característica de hasta ~200 nm: flujo de trabajo rápido de CAD al sustrato.
• Reduce la carga de trabajo del haz de electrones utilizando el DWL para características más grandes y prototipos, mientras se reserva el haz de electrones para las tareas más pequeñas y lentas.

MLA 150

• Modo de dibujo interactivo para una colocación precisa de electrodos sobre escamas únicas y heteroestructuras.
• Alineación avanzada con compensación digital de desplazamiento, rotación y escala, crucial para pilas cuánticas multicapa.
• Diseñado para instalaciones multiusuario con alta disponibilidad, incorporación rápida (<1 hora) y operación accesible.

Escalado y producción: ULTRA, VPG⁺ y MLA 300

Cuando el diseño de un dispositivo está probado, se requiere una litografía fiable, repetible y de alto rendimiento para la fabricación.

• Precisión a escala nanométrica lista para producción y alta precisión de superposición para circuitos superconductores multicapa, chips cuánticos fotónicos y matrices de puntos cuánticos.
• Plataforma mecánica robusta (etapas con cojinetes de aire, interferometría diferencial) para una superposición y repetibilidad superiores.
• Automatización completa y manejo de máscaras para reducir los tiempos de ciclo y garantizar un rendimiento constante a escala.
• El MLA 300 permite el empaquetado avanzado de chips cuánticos.

Diferenciadores técnicos: lo que nos distingue

• Continuidad de la cartera: herramientas que se integran desde experimentos con un solo qubit hasta la producción en masa sin romper la continuidad del proceso.
• Metrología de circuito cerrado: Imágenes in situ y retroalimentación (NanoFrazor) para reducir la incertidumbre del proceso.
• Alta precisión de superposición y registro: opciones de diseño de instrumentos (etapas con cojinetes neumáticos, interferometría y compensación térmica activa) diseñadas para circuitos cuánticos multicapa.
• Agilidad sin restricciones: iteración rápida, menos cuellos de botella en las herramientas y menor coste de desarrollo para la creación de prototipos.
• Experiencia en aplicaciones: Colaboramos con laboratorios de investigación y fabricantes para adaptar los flujos de procesos a plataformas de materiales superconductores, fotónicos y 2D.

Indíquenos su plataforma (superconductora, fotónica, espín/semiconductor, 2D) y le recomendaremos la mejor cadena de herramientas y el mejor enfoque de proceso. Póngase en contacto con nuestros expertos para analizar los requisitos de su dispositivo o solicitar especificaciones detalladas.