Brevet FR3078441A1 (20190830)

REVENDICATIONS1. Dispositif quantique (100) comprenant au moins : - un substrat de type semi-conducteur sur isolant comprenant une couche diélectrique enterrée (106) disposée entre une couche active (104) de semi- conducteur et une couche support (102) de semi-conducteur ; - un premier composant quantique (112,\n<CLM>\1\tformant un premier qubit et comprenant au moins : - une première région de confinement quantique formée par au moins une première portion (114) de la couche active (104) ; - des premiers réservoirs de porteurs de charges électriques formés par des deuxièmes portions (118) de la couche active (104) entre lesquelles la première portion (114) de la couche active (104) est disposée ; - une première grille avant (116) recouvrant au moins la première portion (114) de la couche active (104) ; - des premiers espaceurs diélectriques latéraux (120) disposés autour de la première grille avant (116) et recouvrant des troisièmes portions (122) de la couche active (104) qui forment des premières régions d'accès chacune interposée entre l'une des deuxièmes portions (118) de la couche active (104) et la première portion (114) de la couche active (104) ; - au moins un transistor FET (130) comprenant des régions de canal (132), de source et de drain (138) formées dans la couche active (104), une deuxième grille avant (134) recouvrant au moins la région de canal (132), et des deuxièmes espaceurs diélectriques latéraux (136) disposés autour de la deuxième grille avant (134) et recouvrant des régions d'extension de source et de drain (137) ; et dans lequel une largeur des premiers espaceurs diélectriques latéraux (120) est supérieure à celle des deuxièmes espaceurs diélectriques latéraux (136).\n<CLM>\1\tDispositif quantique (100) selon la revendication 1, dans lequel le substrat est de type FD-S01. 28\n<CLM>\1\tDispositif quantique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel : - la largeur des premiers espaceurs diélectriques latéraux (120) est comprise entre environ 20 nm et 50 nm, et/ou 5 - la largeur des deuxièmes espaceurs diélectriques latéraux (136) est comprise entre environ 5 nm et 30 nm, et/ou - les première et troisièmes portions (114,\n<CLM>\1\tde la couche active (104) et/ou la région de canal (132) du transistor FET (130) comportent un dopage résiduel inférieur ou égal à environ 1.1016 at/cm3, et/ou, 10 - les deuxièmes portions (118) de la couche active (104) et/ou les régions de source et de drain (138) du transistor FET (130) comportent un dopage supérieur ou égal à environ 1.1019 at/cm3, et/ou - les régions d'extension de source et de drain (137) du transistor FET (130) comportent un dopage compris entre environ 3.1018 at/cm3 et 1.1019 at/cm3. 15\n<CLM>\1\tDispositif quantique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la première grille avant (116) recouvre en outre au moins une partie des flancs latéraux de la première portion (114) de la couche active (104). 20\n<CLM>\1\tDispositif quantique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le transistor FET (130) comporte une grille arrière formée par une première région dopée (127) de la couche support (102) dont au moins une partie est disposée à l'aplomb de la région de canal (132) du transistor FET (130) et dont le niveau de dopage est supérieur ou égal à environ 1.1019 at/cm3. 25\n<CLM>\1\tDispositif quantique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le transistor FET (130) est relié électriquement au composant quantique (112, 124). 29\n<CLM>\1\tDispositif quantique (100) selon l'une des revendications précédentes, comportant en outre au moins un deuxième composant quantique (124) formant un deuxième qubit et couplé au premier composant quantique (112, 124), comprenant au moins : 5 - une deuxième région de confinement quantique formée par au moins une quatrième portion (114) de la couche active (104) ; - une troisième grille avant (116) et des troisièmes espaceurs diélectriques latéraux (120) disposés autour de la troisième grille avant (116), et dans lequel : 10 - l'une des troisièmes portions de la couche active (104) est recouverte par l'un des premiers espaceurs diélectriques latéraux (120) et par l'un des troisièmes espaceurs diélectriques latéraux (120), est disposée entre les première et deuxième régions de confinement quantique (114) et forme une région de couplage (126) entre les première et deuxième régions de confinement quantique (114) ; 15 - les première et deuxième régions de confinement quantique (114) sont disposées entre les premiers réservoirs de porteurs de charges électriques (118) qui sont communs aux premier et deuxième composants quantiques (124) ; - la couche support (102) comporte au moins une deuxième région dopée (128) dont au moins une partie est disposée à l'aplomb de la région de couplage 20 (126) entre les première et deuxième régions de confinement quantique (114) et forme une grille arrière de commande du couplage entre les premier et deuxième qubits.\n<CLM>\1\tDispositif quantique (100) selon la revendication 7, dans lequel la deuxième région dopée (128) de la couche support (102) comporte un dopage supérieur 25 ou égal à environ 1.1019 at/cm3.\n<CLM>\1\tDispositif quantique (100) selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel la largeur de chacun des premiers et troisièmes espaceurs diélectriques latéraux (120) est supérieure à environ la moitié d'une distance séparant les première et 30 troisième grilles avant (116). 30\n<CLM>\1\tDispositif quantique (100) selon l'une des revendications précédentes, comportant en outre des tranchées d'isolation électrique (107) traversant au moins la couche active (104) et entourant au moins une première zone active incluant au moins le premier composant quantique (112, 124), et entourant au moins une 5 deuxième zone active incluant au moins le transistor FET (130), les tranchées d'isolation électrique (107) entourant la première zone active étant au moins partiellement vides, et les tranchées d'isolation électrique (107) entourant la deuxième zone active étant remplies d'au moins un matériau diélectrique. 10\n<CLM>\1\tProcédé de réalisation d'un dispositif quantique (100), comprenant au moins les étapes de : - réalisation, dans un substrat de type semi-conducteur sur isolant comprenant une couche diélectrique enterrée (106) disposée entre une couche active (104) de semi-conducteur et une couche support (102) de semi-conducteur, d'au moins 15 une première grille avant (116) recouvrant au moins une première portion (114) de la couche active (104) destinée à former une première région de confinement quantique d'au moins un premier composant quantique (112,\n<CLM>\1\tformant un premier qubit, et d'au moins une deuxième grille avant (134) recouvrant au moins une portion de la couche active (104) destinée à former une région de canal (132) d'au moins un transistor 20 FET (130) ; - réalisation de premiers espaceurs diélectriques latéraux (120) autour de la première grille avant (116) et recouvrant des troisièmes portions (122) de la couche active (104) destinées à former des première régions d'accès du premier composant quantique (112, 124), et de deuxièmes espaceurs diélectriques latéraux (136) autour de la 25 deuxième grille avant (134) et recouvrant des portions de la couche active destinées à former des régions d'extension de source et de drain (137) du transistor FET (130) ; - réalisation de premiers réservoirs de porteurs de charges électriques du premier composant quantique (112,\n<CLM>\1\tdans des deuxièmes portions (118) de la couche active (104) entre lesquelles la première portion (114) de la couche active (104) 30 est disposée et telles que chacune des troisièmes portions (122) de la couche active (104) 31 soit interposée entre l'une des deuxièmes portions (118) de la couche active (104) et la première portion (114) de la couche active (104), et de régions de source et de drain (138) du transistor FET (130). 5\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 11, dans lequel les premiers réservoirs de porteurs de charges électriques du premier composant quantique (112,\n<CLM>\1\tet les régions de source et de drain (138) du transistor FET (130) sont réalisés par la mise en oeuvre d'au moins un dopage en utilisant les première et deuxième grilles avant (116,\n<CLM>\1\tet les premiers et deuxièmes espaceurs diélectriques latéraux (120,\n<CLM>\1\tcomme 10 masque.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 11 ou 12, comportant en outre, avant la réalisation des grilles avant (116, 134), la réalisation de tranchées d'isolation électrique (107) à travers la couche active (104), puis une étape de gravure 15 partielle des tranchées d'isolation électrique (107) disposées autour du premier composant quantique (112, 124).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 11 à 13, dans lequel les étapes réalisant le premier composant quantique (112,\n<CLM>\1\tforment également au moins 20 un deuxième composant quantique (124) formant un deuxième qubit et couplé au premier composant quantique (124), comprenant au moins : - une deuxième région de confinement quantique formée par au moins une quatrième portion de la couche active ; - une troisième grille avant et des troisièmes espaceurs diélectriques 25 latéraux disposés autour de la troisième grille avant, les premier et deuxième composants quantiques étant tels que les première et deuxième régions de confinement quantique sont disposées entre les premiers réservoirs de porteurs de charges électriques qui sont communs aux premier et deuxième composants quantiques, 32 et comportant en outre, entre la réalisation des première, deuxième et troisième grilles avant et la réalisation des premiers, deuxièmes et troisièmes espaceurs diélectriques latéraux, un dopage d'au moins une région de la couche support, dont au moins une partie est disposée à l'aplomb de l'une des troisièmes portions de la couche 5 active qui est disposée entre les première et deuxième régions de confinement quantique et destinée à former une région de couplage entre les première et deuxième régions de confinement quantique, ladite région de la couche support formant une grille arrière de commande du couplage entre les premier et deuxième qubits.