IPE 10-21 Masterarbeit zum Thema: Erforschung neuartiger Prozesstechnologien zur Herstellung von Quantencomputern und Detektorsystemen

Entry from the 08.11.2021
Position number IPE 10-21
Job vacancy to be filled from: offen/nach Absprache

Description

Supraleitende Quantenbits (Qubits) sind vielversprechende Grundbausteine für Quantencomputer. Sie werden es voraussichtlich ermöglichen, bestimmte nummerische Aufgaben exponentiell schneller zu lösen als herkömmliche PC Systeme. Eine grundlegende Aufgabe besteht in der Herstellung der Recheneinheit, die im innersten aus einem Qubit-Chip und einem Signalverteilungschip aus Silizium besteht. Beide Chips müssen platzoptimiert im Flip-Chip Verfahren zusammengefügt werden. In diesem Verfahren wird der Qubit-Chip direkt mit der aktiven Seite auf die Signalverteilungsebene montiert und elektrisch kontaktiert.

Derartige Produktionsmethoden erfordern die aufwendige Herstellung von „Mikro-Solderbumps“ – Lotkugeln mit einem Durchmesser von ca. 30 µm‑ 50 µm. Die Lotkugeln werden häufig aus Indium oder einer Indium-Legierung in einem aufwendigem Bedampfungsverfahren mit anschließendem „Lift-Off“ einer Fotomaske hergestellt.

Ziel der Arbeit ist es, kostengünstige Aufbautechnologien für Qubit-Chips auf Substraten zu erforschen und experimentell zu evaluieren. Anstelle der aufwendigen, maskenbasierten Herstellung der „Lötkugeln“ sollen drei verschiedene Prozesse untersucht werden:

  • ein automatisierter Stud-Bumping Prozess mit Gold-Kugeln des IConn Ball Bonders,
  • ein direktes Schablonendruckverfahren mithilfe eines neuartigen, Hochpräzisionsdruckers und
  • ein neuartiges Flächendispensverfahren.
  • Der anschließende Fügeprozess ist abhängig vom gewählten Prozess a) oder c). Entweder werden die Chips durch Lötprozesse oder durch Niedertemperatur-Silbersintern zusammengefügt. Für die Optimierung aller Prozesse stehen automatisierte Maschinen zur Verfügung.

    Die Charakterisierung der Fügeeigenschaften erfolgt elektrisch, zerstörend mit anschließender mikroskopischer Beurteilung der Fügezone aber auch mit Hilfe von hochauflösenden Röntgensystemen.

    Persönliche Qualifikation

    Studium der Physik oder der Elektrotechnik. Interesse an Werkstoffkunde und experimenteller Arbeit. Eine selbstständige Arbeitsweise wird vorausgesetzt.

    Organisationseinheit

    Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)
    Vertragsdauer

    3-6 Monate

    Fachliche/r Ansprechpartner/in

    Fachliche Auskünfte erteilt Ihnen gerne Dr. Thomas Blank, Tel. +49 721 608 25618.


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    Job type/category
    • Fixed-term position
    Favored career stage
    • Job experience > 2 years
    Location/region
    • Karlsruhe city, Karlsruhe region
    Sector
    • Other
    Language at workplace
    • German
    Type of company
    • Wissenschaftliche Einrichtung


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