Dispositifs quantiques

Les dispositifs quantiques exigent un niveau de précision et de reproductibilité bien supérieur à celui de la microfabrication conventionnelle. Les temps de cohérence et les performances des dispositifs sont déterminés par des caractéristiques microscopiques, des interfaces et des alignements, de sorte que la lithographie doit offrir une uniformité élevée et une superposition exacte pour des dispositifs multicouches fiables. Heidelberg Instruments propose une gamme continue de solutions de lithographie sans masque et à écriture directe, conçues pour relever les défis de fabrication à chaque étape du cycle de vie des dispositifs quantiques.

Pourquoi la lithographie est essentielle pour les dispositifs quantiques

• Protéger la cohérence : les défauts microscopiques, la rugosité des bords ou le mauvais alignement lors de l’étape de lithographie peuvent introduire directement du bruit et de la décohérence, limitant les performances des qubits.
• Structuration 2.5D haute fidélité : de nombreuses architectures quantiques nécessitent un contrôle topographique/vertical ainsi qu’une résolution latérale.
• Enregistrement multicouche : une superposition précise est essentielle pour le câblage multicouche, les jonctions et les empilements photoniques.
• Évoluer sans compromis : passer d’expériences à un seul qubit à des milliers ou des millions de qubits exige des processus de fabrication avec des tolérances strictes et un débit élevé.

Des solutions adaptées à votre parcours de développement

Découverte et recherche fondamentale : NanoFrazor

Lorsque vous avez besoin de la plus haute fidélité pour des concepts de dispositifs innovants, la lithographie par sonde thermique à balayage (t-SPL) du NanoFrazor offre un contrôle inégalé pour les caractéristiques nanométriques et en 2.5D.

• Précision verticale inférieure à 2 nm grâce à la lithographie en boucle fermée (imagerie in situ + rétroaction) – idéale pour les topographies en niveaux de gris et les barrières tunnel précises.
• Écriture directe avec inspection : l’écriture et l’imagerie simultanées permettent de vérifier les structures pendant la fabrication.
• Fabrication ciblée de dispositifs : points quantiques, jonctions Josephson, matériaux 1D/2D structurés.
• Élimine les incertitudes liées à la chimie humide, minimisant les dommages aux matériaux sensibles.

Prototypage rapide et R&D multi-utilisateurs : DWL 66⁺ et MLA 150

La vitesse et la flexibilité accélèrent les cycles d’itération et permettent d’explorer rapidement des architectures créatives. Les flux de travail sans masque éliminent les délais et les coûts liés aux masques.

DWL 66⁺

• Écriture directe haute résolution avec des tailles de caractéristiques minimales jusqu’à ~200 nm – flux de travail rapide du CAD au substrat.
• Réduisez la charge de travail du faisceau d’électrons en utilisant le DWL pour les grandes caractéristiques et les prototypes, tout en réservant le faisceau d’électrons aux tâches les plus petites et les plus lentes.

MLA 150

• Mode de dessin interactif pour un placement précis des électrodes sur des flocons uniques et des hétérostructures.
• Alignement avancé avec compensation numérique du décalage, de la rotation et de l’échelle – crucial pour les empilements quantiques multicouches.
• Conçu pour les installations multi-utilisateurs avec une disponibilité élevée, une prise en main rapide (<1 heure) et une utilisation accessible.

Échelle et production : ULTRA, VPG⁺ et MLA 300

Lorsque le design d’un dispositif est validé, une lithographie fiable, reproductible et à haut débit est nécessaire pour la fabrication.

• Précision nanométrique prête pour la production et superposition précise pour les circuits supraconducteurs multicouches, les puces quantiques photoniques et les matrices de points quantiques.
• Plateforme mécanique robuste (étages à coussin d’air, interférométrie différentielle) pour une superposition et une répétabilité supérieures.
• Automatisation complète et gestion des masques pour réduire les temps de cycle et garantir un rendement constant à grande échelle.
• Le MLA 300 permet le conditionnement avancé des puces quantiques.

Différenciateurs techniques : ce qui nous distingue

• Portfolio continuity: Tools that integrate from single-qubit experiments to mass production without breaking process continuity.
• Métrologie en boucle fermée : imagerie et rétroaction in situ (NanoFrazor) pour réduire l’incertitude du processus.
• Haute précision de superposition et d’enregistrement : choix de conception des instruments (plateaux à coussin d’air, interférométrie et compensation thermique active) conçus pour les circuits quantiques multicouches.
• Agilité sans masque : itération rapide, moins de goulots d’étranglement au niveau des outils et coûts de développement réduits pour le prototypage.
• Expertise en matière d’applications : nous collaborons avec des laboratoires de recherche et des fabricants afin d’adapter les flux de processus pour les plateformes de matériaux supraconducteurs, photoniques et 2D.

Indiquez-nous votre plateforme (supraconductrice, photonique, spin/semi-conductrice, 2D) et nous vous recommanderons la meilleure chaîne d’outils et la meilleure approche de processus. Contactez nos experts pour discuter des exigences de votre appareil ou demander des spécifications détaillées.