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:

1. ein automatisierter Stud-Bumping Prozess mit Gold-Kugeln des IConn Ball Bonders,
2. ein direktes Schablonendruckverfahren mithilfe eines neuartigen, Hochpräzisionsdruckers und
3. 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.

Vertragsdauer:          3 – 6 Monate