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三次元集積化に向けたスケーラブルな積層構造シリコン量子ビットに関する研究

用于 3D 集成的可扩展堆叠硅量子位研究

基本信息

批准号：
19H00754
负责人：
平本俊郎
金额：
$ 28.87万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は，シリコン量子ビットのスケーラブルな三次元集積化を目指して，積層構造の集積量子ビットを提案し，試作・実測を通してその概念を実証することである．本研究では，三次元に拡張可能な構造として，上下に量子ビットを積むシリコン積層量子ビットを提案する．シリコン積層構造集積量子ビットの作製プロセスでキーとなるプロセスは，電子ビーム露光およびドライエッチングにより微細ナノワイヤチャネル・微細ゲート電極を作製するプロセス，およびSi/SiGeエピタキシャル積層膜により上下にチャネルを複数作製するプロセスである．本年度は，電子ビーム露光とドライエッチングにより，シリコンナノワイヤチャネル上にピッチ100nm以下という極微細複数ゲート電極パターンを形成して，シリコンダブル量子ドット構造デバイスを作製することに成功した．作製デバイスの電気的特性をT=3.8Kという極低温において測定を行った結果，2つの量子ドットが隣接してカップリングしている典型的なハニカム状の電荷安定図が得られ，互いにカップリングしたシリコンダブル量子ドットが形成されていることを確認した．さらに，エピタキシャル成長したSi/SiGe積層膜においてSiGe層のみを選択エッチングすることにより，積層量子ビット作製に必要な中空構造のSi層を形成することにも成功した．本年度開発したこれらの技術を積層量子ビット作製プロセスに適用する予定である．

The purpose of this study is to demonstrate the concept of three-dimensional integration of layered structures by means of quantum mechanics. In this paper, we propose a three-dimensional quantum structure. The structure of the multilayer structure of Si/SiGe is composed of a plurality of layers, such as Si/SiGe multilayer film, Si multilayer film, Si/SiGe multilayer film, Si/SiGe multilayer film, Si multilayer This year, the electron beam exposure and electron beam generation were successfully performed on the electron beam below 100nm and on the electron beam fine electrode below 100nm. As a result of the measurement of the electrical characteristics of the system at T= 3.8 K and at extremely low temperatures, the typical charge stability of the system was obtained and the formation of the quantum structure was confirmed. The Si/SiGe multilayer film was successfully formed. This year's development of new technologies and new technologies for quantum computing applications is scheduled.

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Subthreshold Swing in Silicon Gate-All-Around Nanowire MOSFET at Cryogenic Temperature

低温下硅栅极全能纳米线 MOSFET 的亚阈值摆幅

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sekiguchi Shohei;Ahn Min-Ju;Mizutani Tomoko;Saraya Takuya;Kobayashi Masaharu;Hiramoto Toshiro;金駿午;Shohei Sekiguchi
通讯作者：
Shohei Sekiguchi

シリコンGAAナノワイヤMOSFETの低温サブスレッショルド特性

硅 GAA 纳米线 MOSFET 的低温亚阈值特性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sekiguchi Shohei;Ahn Min-Ju;Mizutani Tomoko;Saraya Takuya;Kobayashi Masaharu;Hiramoto Toshiro;金駿午;Shohei Sekiguchi;関口翔平
通讯作者：
関口翔平

Subthreshold Swing in Silicon Gate-All-Around Nanowire and Fully Depleted SOI MOSFETs at Cryogenic Temperature

低温下硅栅极全纳米线和全耗尽型 SOI MOSFET 的亚阈值摆幅

DOI：
10.1109/jeds.2021.3108854
发表时间：
2021
期刊：
IEEE Journal of the Electron Devices Society
影响因子：
2.3
作者：
Sekiguchi Shohei;Ahn Min-Ju;Mizutani Tomoko;Saraya Takuya;Kobayashi Masaharu;Hiramoto Toshiro
通讯作者：
Hiramoto Toshiro

シリコンダブル量子ドットの作製と低温特性評価

硅双量子点的制备及低温性能评价