Het juiste temperatuurniveau bereiken bij de productie van kwantumchips
Als je ooit hebt geprobeerd om een standaard convectiestoomoven te gebruiken voor de productie van kwantumchips, weet je hoe moeilijk dat kan zijn. Ze zijn gewoon niet nauwkeurig genoeg. Bij dit soort technologie is ‘bijna goed genoeg’ helemaal niet voldoende. Daarom maken we gebruik van infraroodverwarmingslampen met kortegolfstraling. In plaats van de hele ruimte of kamer op te warmen, richten deze lampen hun hitte rechtstreeks op het substraat. Dit is een veel efficiëntere manier om het proces uit te voeren.
Snelheid is alles
Kwantummaterialen zijn gevoelig. Ze hebben bepaalde ‘thermische frequenties’, oftewel een zeer smal bereik waarbinnen ze zich nog normaal gedragen. Als je dit bereik mist, kom je in de problemen. We gebruiken kwartsfilamenten met een hoge vermogenssterkte, zodat ze de gewenste temperatuur in seconden kunnen bereiken. Dat is snel – echt snel. Hierdoor hoef je geen rekening te houden met ‘thermische schade’, oftewel wanneer de delicate chips beschadigen omdat ze te lang te warm blijven.
De details over de materialen
De wolfraamfilamenten zitten in glas van zeer hoge zuiverheid. Waarom? Omdat je in een schoonlab absoluut niet wilt dat de lampen onzuiverheden afgeven op de chips. Afhankelijk van de configuratie kun je goud- of aluminiumcoatings zien op de lampen. Deze fungeren als spiegels die de hitte rechtstreeks terugkaatsen naar de chip, zodat het proces effectiever verloopt. Maar er is één belangrijk punt: je moet goed opletten op de spanning. Eén enkele stroompiek kan al voldoende zijn om een filament te beschadigen. Bovendien moet je ervoor zorgen dat je koelsysteem de overtollige hitte aankan. Anders zal de temperatuur onstabiel worden, waardoor je steeds opnieuw bezig moet zijn met het oplossen van problemen.
In de praktijk gebruikt
Het goede aan deze lampen is dat ze gemakkelijk kunnen worden geïnstalleerd. Of je nu R7-connectoren of keramische connectoren gebruikt, ze passen allemaal in standaard IR-array-installaties. Van het verhitten van fotoresistent tot precisierusting, deze heaters verrichten het zware werk. Je hebt minder ruimte nodig vergeleken met grote vacuümostoven, en je hebt meer controle over de hitteproductie. Hierdoor wordt het gehele proces een stuk minder risicovol.