量子院第三十六期“工程师技术沙龙”举办
2025/06/12
2025年5月29日下午,量子院第三十六期“工程师技术沙龙”活动在量子院526报告厅如期举办。本期沙龙由7名工程师呈现了精彩的技术报告,分别在DUV或EUV制备量子芯片、超导量子芯片加工、InP(InAs)量子点单光子源去衬底靶眼腔的制备方法、手套箱辅助的真空样品转移及绝缘衬底STM表征、球栅阵列封装的应用、紧凑型10kHz 250W纳秒激光器、超导量子比特的表面加工等主题方向展开讨论和经验分享。本期沙龙活动吸引了院内外众多科研人员、博士后、工程师到场交流。
本期沙龙量子院7位工程师作的精彩报告分别是:
张建刚的技术报告《浅谈应用DUV或EUV制备量子芯片》介绍了高端EBL和DUV/EUV对中国大陆禁售的形势,以及应用兼容半导体工艺制备量子芯片的国外现状。分析了在中国大陆能采购到的各层次二手DUV的相关费用和场地条件要求。得出结论:在中国大陆应用二手DUV制备量子芯片不但要考虑光刻机的费用,还要考虑光刻环节内和其它工艺环节必要的配套设备费用,特别是光刻环节其它设备以及制版和人力费用。例如,要应用线宽为65nm的二手DUV:前期设备总投入10亿元(DUV1.7亿),后期每年投入耗材和人力共0.5亿元,其中光刻板每块6-7万元,配套超净间层高3.3米以上,CDA压力需11公斤。
苏唐的技术报告《超导量子芯片加工参数优化》从规模化超导量子芯片性能的角度,首先阐释了将芯片参数(量子比特频率)做准的重要性,并介绍了量子比特频率和约瑟夫森结电阻的对应关系和简要的推导过程,然后通过系列数据,讨论了两个关键参数(结面积,氧分压)对约瑟夫森结电阻的影响及其对应关系,提高了对结电阻控制的精准度。从微加工的角度使超导量子芯片参数更准,进而使性能更强。
冀伟杰的技术报告《InP(InAs)量子点单光子源去衬底靶眼腔的制备方法》介绍了一种基于靶眼腔结构的增强型InP(InAs)量子点单光子源器件的制备方法。通过去衬底技术去除百微米量级InP衬底来降低光学损耗,结合金镜反射层和环形布拉格光栅结构提升光场限制和反射效率,实现高Q值谐振腔。具体制备步骤包括衬底转移、湿法腐蚀去衬底、靶眼腔刻蚀等关键工艺,解决了InP材料脆性和工艺精度问题。该器件具有低光学损耗、高热稳定性和高集成度等优势,适用于量子通信和光子集成电路。
岳城光的技术报告《手套箱辅助的真空样品转移及绝缘衬底STM表征》介绍了超高真空系统间样品转移过程的技术难题,提出了一种样品传递解决方案。引入惰性气体保护的手套箱作为中转平台,通过在手套箱内对样品进行加热、切割和样品架的拆装,成功实现不同真空腔体间样品的无污染传递。作为技术验证,应用该方案完成了绝缘衬底上薄膜样品的电极连接,并最终实现了表面薄膜的STM扫描。实验结果表明,该技术不仅解决了超高真空样品转移的难题,还为后续开展精密表面科学研究提供了可靠的支持。
米振宇的技术报告《球栅阵列封装在超导量子芯片制备中的应用》主要探讨了球栅阵列封装(BGA)在超导量子芯片制备中的应用。首先,分析了当前超导量子计算芯片封装方式(如超声波引线键合)的技术瓶颈,包括封装时间、晶圆面积、良品率和测控波形失真等问题。其次,介绍了BGA封装的优势,如封装时间与I/O端口数目无关、提升I/O端口密度、减少阻抗失配等。接着,详细阐述了BGA在超导量子芯片制备中的具体应用,包括激光植球工艺、超导膜作为UBM(凸点下金属)以及低温超导焊接方案,确保焊锡球与超导薄膜的可靠连接。在应用实例中展示了BGA封装芯片的工艺流程和性能表征,初步实验表明BGA封装不影响量子比特的能量弛豫时间(T1),验证了其可行性。最后,提出了下一步工作方向,包括简化工艺流程和推广至大规模量子比特芯片的封装。该研究为超导量子芯片的规模化制备提供了重要技术基础。
陈兆宇的技术报告《用于泵浦飞秒钛宝石激光的紧凑型10kHz 250W纳秒激光器》介绍了报告人团队研发的紧凑型10kHz 250W纳秒激光器。项目针对国外技术封锁,突破高重频、大能量绿光激光器关键技术,采用Nd:YAG晶体结合高效泵浦、声光调Q及腔内倍频方案,实现253.9W绿光输出,脉宽46ns,光斑横向分布均匀。通过紧凑谐振腔与双棒串接设计,兼顾高功率输出与系统稳定性,为量子光源、精密加工等领域提供国产化核心器件支撑。成果标志着我国在高端激光器领域取得重要突破。
马彦俊的技术报告《超导量子比特的表面加工》介绍了超导量子芯片的表面处理。在构成量子芯片的材料表面,存在一层会引发量子比特退相干的介质层。为了进一步提高超导量子比特的相干性,我们需要优化材料的表面环境。在近期的实验中,我们探索了氢氟酸溶液刻蚀,氢氟酸气相刻蚀以及覆盖保护层的加工方法,为后续进一步优化工艺积累了数据和经验。
技术沙龙设置评分环节,由科研人员和工程师代表组成评分小组。评分小组按照沙龙评分规则,最终评选出本期优秀技术报告是马彦俊的《超导量子比特的表面加工》。
本期优秀技术报告逻辑清晰、内容完整,介绍超导量子芯片的表面处理的宝贵经验,体现了工程师的创新精神和工艺加工能力。报告有理有据,受到评分委员的一致好评。