量子计算设备中的类金刚石材料制造技术

本文公开了在量子计算设备中的类金刚石材料，以及相关的方法、设备和材料。例如，在一些实施例中，量子计算设备可以包括：量子比特电路，与量子比特电路导电接触的互连，以及靠近互连的介电材料，其中介电材料包括类金刚石膜。膜。膜。

【技术实现步骤摘要】
量子计算设备中的类金刚石材料

技术介绍

[0001]量子计算是指与使用量子力学现象操纵数据的计算系统相关的研究领域。这些量子力学现象(例如，叠加(其中量子变量可以同时以多种不同的状态存在)和纠缠(其中多个量子变量具有相关的状态，而不管它们在空间或时间上的距离如何))在经典计算的世界不具有类似物，因此不能用经典计算设备来实现。
附图说明
[0002]通过以下结合附图的详细描述将容易地理解实施例。为了便于描述，类似的附图标记表示类似的结构元件。在附图的图中通过示例而非限制的方式示出了实施例。
[0003]图1A和1B示出了根据各种实施例的示例类金刚石介电材料(DDM)。
[0004]图2
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6示出了根据各种实施例的用于制造DDM的示例前体。
[0005]图7示出了根据各种实施例的制造用于制造DDM的示例前体的方法。
[0006]图8
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9示出了根据各种实施例的用于制造图7的前体的示例输入。
[0007]图10
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12是根据各种实施例的包括DDM的量子点设备的截面图。
[0008]图13
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34示出了根据各种实施例的包括DDM的量子点设备的制造中的各种示例阶段。
[0009]图35
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37是根据各种实施例的可以用于量子点设备中的量子阱堆叠的各种示例的截面图。
[0010]图38
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44示出了根据各种实施例的可以用于量子点设备中的示例基部/鳍状物布置。
[0011]图45
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47示出了根据各种实施例的可以包含于量子点设备中的替代栅极布置的制造中的各种示例阶段。
[0012]图48示出了根据各种实施例的在单个鳍状物上具有多组栅极的量子点设备的实施例。
[0013]图49
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53示出了根据各种实施例的量子点设备的制造中的各种替代阶段。
[0014]图54示出了根据各种实施例的量子点设备的制造中的示例替代阶段。
[0015]图55
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56示出了量子点设备中的掺杂区的各种实施例的详细视图。
[0016]图57
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76示出了根据各种实施例的在量子点设备中形成互连的各种示例阶段。
[0017]图77
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80示出了根据各种实施例的在量子点设备中形成互连的各种替代示例阶段。
[0018]图81是根据各种实施例的制造包括DDM的量子点设备的说明性方法的流程图。
[0019]图82
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83是根据各种实施例的操作包括DDM的量子点设备的说明性方法的流程图。
[0020]图84是根据各种实施例的包括DDM的示例超导量子比特型量子设备的框图。
[0021]图85示出了根据各种实施例的超导量子比特型量子设备的示例物理布局。
[0022]图86是根据各种实施例的包括本文公开的量子点设备中的任一种的示例量子计算设备的框图。
具体实施方式
[0023]本文公开了量子计算设备中的类金刚石材料，以及相关的方法、设备和材料。例如，在一些实施例中，量子计算设备可以包括：量子比特电路，与量子比特电路导电接触的互连，以及靠近互连的介电材料，其中介电材料包括类金刚石膜。
[0024]本文公开的量子点设备可以使量子点的形成能够用作量子计算设备中的量子比特(“qubit，量子比特”)，以及控制这些量子点以执行量子逻辑运算。不同于量子点形成和操纵的先前方法，本文公开的量子点设备的各种实施例提供量子点的强空间定位(因此对量子点交互和操纵的良好控制)，包含于设备中的量子点数量的良好可扩展性，和/或在与量子点设备进行电连接以将量子点设备集成到更大的计算设备中的设计灵活性。
[0025]在下面的详细描述中，参考了形成其一部分的附图，并且其中通过说明的方式示出了可以实践的实施例。应当理解，在不背离本公开内容的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不应被理解为是限制意义的。
[0026]各种操作可以以最有助于理解所要求保护的主题的方式依次描述为多个离散动作或操作。然而，描述的次序不应被解释为暗示这些操作必然依赖于次序。特别地，这些操作可以不按照呈现的次序执行。所描述的操作可以以与所描述的实施例不同的次序来执行。可以执行各种附加操作，和/或在附加实施例中可以省略所描述的操作。
[0027]出于本公开内容的目的，短语“A和/或B”是指(A)、(B)或(A和B)。出于本公开内容的目的，短语“A、B或C”和“A、B和/或C”是指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。术语“之间”在参考测量范围使用时，包括测量范围的末端。如本文所使用的，符号“A/B/C”是指(A)、(B)和/或(C)。
[0028]说明书使用了短语“在一实施例中”或“在实施例中”，它们各自指代相同或不同的实施例中的一个或多个。此外，关于本公开内容的实施例所使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义词。本公开内容可以使用基于透视的描述，例如，“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”和“侧面”；此类描述用于促进讨论而不旨在限制所公开的实施例的应用。附图不一定按比例绘制。如本文所使用的，“高k电介质”是指具有比氧化硅更高的介电常数的材料。
[0029]图1A和图1B示出了根据各种实施例的类金刚石介电材料(DDM)500。图1A的DDM 500可以是“纯类金刚石”DDM 500，而图1B的DDM 500可以是碳硅烷DDM 500。DDM 500可以包括以非晶(amorphous)方式布置的金刚烷单元502以形成非结晶膜(noncrystalline film)，因此DDM 500可以具有非晶宏观结构和类金刚石微观结构。DDM 500的非晶宏观结构可以通过避免与晶体或多晶膜中的晶界相关联的损耗而有助于DDM 500的低损耗正切。金刚烷单元502可以源自针对给定材料沉积条件优化的任何合适的多功能金刚烷，例如，二烯丙基金刚烷(diallyladamantane)、二乙烯基金刚烷(divinyladamantane)或二溴金刚烷(dibromoadamantane)。起始分子还可以源自三取代金刚烷、四取代金刚烷或其组合。金刚烷单元502还可以包括更大尺寸的类金刚石，例如，二金刚烷、三金刚烷、其他更大的类金刚石单元，或它们的组合。在一些实施例中，如图1B所示，DDM 500可以包括包含硅原子和碳原子的环状或笼状结构；可以用于制造DDM 500的碳硅烷前体506的示例在下面参考图4
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7讨论。DDM 500可以包括多个碳
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碳键，并且DDM 500中的大部分碳
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碳键可以是sp3碳键。在一些实施例中，sp3碳
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碳键在DDM 500中的碳
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碳键之中的比例可以大于90％(例如，大于95％，或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子计算设备，包括：量子比特电路；与所述量子比特电路导电接触的互连；以及靠近所述互连的介电材料，其中，所述介电材料包括类金刚石膜。2.根据权利要求1所述的量子计算设备，其中，所述类金刚石膜具有非晶宏观结构。3.根据权利要求1所述的量子计算设备，其中，所述类金刚石膜具有类金刚石微观结构。4.根据权利要求1所述的量子计算设备，其中，所述类金刚石膜包括sp3碳键，并且所述sp3碳键在所述类金刚石膜中的碳键之中的比例大于百分之90。5.根据权利要求1所述的量子计算设备，其中，所述类金刚石膜的厚度小于1微米。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的量子计算设备，其中，所述类金刚石膜包括金刚烷。7.根据权利要求1
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5中任一项所述的量子计算设备，其中，所述类金刚石膜是非结晶的。8.根据权利要求1
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5中任一项所述的量子计算设备，其中，所述类金刚石膜包括硅和碳。9.一种介电材料，包括：金刚烷；以及碳硅烷。10.根据权利要求9所述的介电材料，其中，所述介电材料包括sp3碳键，并且所述sp3碳键在所述介电材料中的碳键之中的比例大于百分之99。11.根据权利要求9
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10中任一项所述的介电材料，其中，所述介电材料的厚度在10纳米与200纳米之间。12.根据权利要求9
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【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：