Développement de procédés de gravure avancés pour la réalisation de réseaux de qubits de spin sur silicium

Development of advanced etch processes for silicon spin qubit array patterning

• Auteur / Autrice : Andréa Fassion
• Direction : Thierry Chevolleau, Aurélien Sarrazin
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Nano électronique et Nano technologies
• Date : Inscription en doctorat le 04/10/2021
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (LETI)

Mots clés

Mots clés libres

Cmos

Quantique

Gravure

Quantum

Etching

Cmos

Résumé

Avec l'émergence des technologies quantiques, l'architecture des dispositifs telles que la zone active et la grille du transistor est considérablement modifiée. Ces nouvelles structures imbriquées imposent un contrôle de la gravure toujours plus important pour répondre aux enjeux des nouveaux dispositifs. Ainsi de nouveaux challenges vont devoir être relevés pour conserver des dimensions de motifs de l'ordre de 40 nm mais également à augmenter la sélectivité de gravure entre les matériaux. Pour cela, nous proposons d'avoir recours à des techniques de gravures dites par couche atomique (ALE en anglais). Grâce à ces techniques, nous devrons être capables d'augmenter la sélectivité et favoriser la conservation des motifs en dissociant les étapes dites de polymérisation et celles de gravure. La caractérisation et la compréhension des mécanismes seront la clé de l'évolution des travaux. Ainsi, vous aurez à votre disposition un réacteur plasma de dernière génération pour la gravure de ces dispositifs et profiterez des nombreux moyens de caractérisations des plateformes du LETI. Ces études rentreront dans le cadre du développement des projets autour du quantique sur lequel le LETI s'engage pour les prochaines années. L'enjeu et les moyens à disposition permettront des conditions favorables à ces travaux de thèse et devraient favoriser sa valorisation.

With quantum technology emergence, device architectures such as active and gate transistor are deeply modified. These nested structures impose a very high etch control to meet new device requirements. New challenges should be overcome to keep around 40 nm pattern dimensions and also to increase material etch selectivity. To do so, we propose to develop Atomic Layer Etching (ALE) approaches. Thanks to these techniques, we should be able to multiply etch selectivity and to promote pattern shape fidelity by passivation and etch behavior dissociation. Characterization and mechanism understanding will help study evolution. Thus, we could be supported by numerous ways of characterization proposed by LETI's plaforms and a last generation plasma reactor. These studies take part of quantum development proposed by LETI structures for the next decade. Challenges, human and material support allow to propose comfortable conditions to lead these PhD program and to investigate result valorisation.