Fraunhofer IPMS erweitert 300-mm-Quantenplattform um PVD-Anlage für supraleitende Dünnschichten
Das Dresdner Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS hat seine 300-mm-Technologieplattform um eine PVD-Anlage für supraleitende Dünnschichten erweitert. Das geht aus einer Pressemitteilung des Instituts vom 15. September hervor. Mit der neuen Anlage will Fraunhofer supraleitende Materialien unter CMOS-kompatiblen und produktionsnahen Bedingungen entwickeln und qualifizieren. Damit soll der Transfer neuer Quantenmaterialien in industrielle 300-mm-Fertigungsprozesse schneller vorankommen.
Supraleitende Dünnschichten auf 300-mm-Wafern
Für die Entwicklung supraleitender Materialien hat Fraunhofer seine 300-mm-Infrastruktur um das Flextura-PVD-System von Polyteknik erweitert. Fraunhofer kann damit komplexe Materialstapel aus Metallen, Nitriden und Oxiden entwickeln, die für supraleitende Schaltungen und weitere Komponenten künftiger Quantenprozessoren benötigt werden.
Erste Prozessentwicklungen mit Niobnitrid und Zirkoniumnitrid zeigen nach Angaben des Instituts bereits supraleitende Eigenschaften auf 300-mm-Wafern. Die gemessenen Materialeigenschaften entsprechen laut Fraunhofer Werten aus der wissenschaftlichen Literatur. Diese Referenzwerte erreicht das Team bei höheren Abscheidungsraten und sehr gleichmäßiger Schichtverteilung. Die flexible Anlage erlaubt es den Forschenden, die Prozesse weiter anzupassen und zu optimieren.
Industrienahe Entwicklung für skalierbares Quantencomputing
Fraunhofer will mit der erweiterten 300-mm-Infrastruktur neue Quantenmaterialien unter Bedingungen entwickeln, die industriellen Halbleiterprozessen möglichst nahekommen. Skalierbares Quantencomputing erfordert nach Einschätzung des Instituts neben geeigneten Materialeigenschaften auch Fertigungsverfahren, die sich mit etablierten Halbleiterprozessen vereinbaren lassen. Industriepartner können die 300-mm-Umgebung für Prozessvalidierung, Materialqualifizierung und die Entwicklung neuer Bauelementkonzepte nutzen. Fraunhofer will damit Tests unter Bedingungen ermöglichen, die einer späteren Massenproduktion bereits nahekommen.
Prof. Dr. Wenke Weinreich, Institutsleiterin des Fraunhofer IPMS, erklärte: „Mit dieser neuen PVD-Plattform erweitern wir unsere Möglichkeiten, supraleitende Materialien unter CMOS-kompatiblen Bedingungen zu entwickeln und zu qualifizieren sowie deren Transfer in die industrielle Fertigung zu beschleunigen. Dies ist für uns ein wichtiger Meilenstein beim Aufbau einer europäischen Quantenforschungsfabrik.“
Die Anlage ist vollständig in den 300-mm-Reinraum des Fraunhofer IPMS integriert und erweitert das Prozessportfolio der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland. Fraunhofer bindet sie auch in die europäischen Pilotlinien APECS, SUPREME und SPINS ein. Beschafft wurde das System im Rahmen des SMWK-Projekts 3D4QC, das Sachsen und die Europäische Union kofinanzieren.
