Fertigungstechnologie für supraleitende Quantenbauelemente

Mithilfe der institutseigenen Technologieabteilung mit integriertem Reinraum wird am IMS die Entwicklung und Herstellung von supraleitenden Quantenbauelementen - wie beispielsweise Tieftemperatur-Teilchendetektoren oder supraleitenden Quanteninterferenz-Detektoren (SQUIDs) - vorangetrieben. Die Gesamtfläche der staubreduzierten Technologieabteilung beträgt knapp 300m², wovon etwa 60m² als Reinraum der Klasse DIN ISO-5 ausgeführt sind. Die bei der Fabrikation zum Einsatz kommenden Technologien reichen von UV-Foto- und Elektronstrahllithografie über Dünnschichtdepositionen mithilfe von Kathodenzerstäubung und thermischem und Elektronenstrahl-Verdampfen bis hin zu verschiedenen Trockenätzmethoden wie reaktives Ionenätzen oder Ionenstrahlätzen.

HV-Sputteranlage UNIVEX-450

Der Maschinenpark der IMS-Technologieabteilung wird einerseits durch kommerziell erworbene Systeme und andererseits durch eigenentwickelte, für spezielle Prozesse optimierte Systeme gebildet. In der Summe ergibt sich so eine hohe Flexibilität und Auswahl verschiedenster Materialien und Prozesse.Aktuell setzt sich der Maschinenpark wie folgt zusammen:

  • Elektronenstrahllithografie-System
  • Zwei Mask-Aligner für UV-Lithografie
  • Eine Magnetron-Sputteranlage für die Herstellung von Nb/Al-AlOx/Nb basierten Josephson-Tunnelkontakten
  • Mehrere Depositionsanlagen (Magnetron-Sputtern / thermisches Verdampfen) für supraleitende (Nb, NbN, NbTi, NbTiN, Mo, Al, Ti etc.) und normalleitende Metalle (Au, Cu, AuPd etc.) sowie Dielektrika (SiO, SiO2, AlN etc.)
  • Fluor-basierte RIE-Anlage
  • Ionenstrahl-Ätzanlage
  • Verschiedene Nassprozesstische (mit Spin-Coatern, Hotplates, Lacköfen sowie Ultraschall- und Megaschallbad)
  • Apparaturen für elektrochemische Anodisation
  • Apparaturen für galvanische Abscheidung von hochreinem Gold