imec maakt kwantumbit met behulp van High NA EUV-lithografie

Van de verschillende kwantumplatformen die momenteel onderzocht worden, gelden ‘silicium kwantumdot spin-qubits’ als een beloftevolle kandidaat voor industriële opschaling. Hun productieproces is namelijk in grote mate compatibel met de productie van reguliere computerchips (CMOS), een onderzoeksgebied waarin imec de afgelopen decennia internationale autoriteit heeft opgebouwd.

“We kunnen meesurfen op tientallen jaren aan innovatie op het gebied van halfgeleiders en we kunnen het ecosysteem dat daarrond gegroeid is, inzetten. Zo zetten we de stap van labo-experimenten naar grootschalige, produceerbare kwantumsystemen. Dit is waar de op silicium gebaseerde qubits een duidelijk voordeel hebben”, legt Sofie Beyne, projectleider en kwantumintegratie-ingenieur bij imec, uit.

Silicium-kwantumdot-spin-qubits sluiten een elektron op in een silicium-nanostructuur (de poortlaag). De ‘spin’ van het opgesloten elektron wordt gebruikt om kwantuminformatie op te slaan. De tussenruimtes tussen de verschillende poorten moeten tot een minimum worden beperkt om omgevingsruis te beperken. En daar heeft imec nu resultaten geboekt: high NA levert superieure resultaten op als het gaat om het uniform en foutloos afdrukken van dergelijke ultrafijne structuren. Zo is imec erin geslaagd een functionerend netwerk van qubits te fabriceren met openingen van amper 6 nanometer.

“Met onze resultaten tonen we aan dat High NA EUV ingezet kan worden om deze qubits nauwkeuriger te maken, wat elementair is voor hun betrouwbaarheid. Dit is een belangrijke technische prestatie”, zegt Kristiaan De Greve, imec-fellow en programmadirecteur Quantum Computing.

Om dit resultaat te bereiken, werden de wafers verscheept naar het joint High NA lab van imec en ASML in Veldhoven (NL). Nu deze meest geavanceerde machine ook in Leuven geïnstalleerd wordt, bereiden de imec-onderzoekers in Leuven de volgende stappen voor richting industriële opschaling.