論文の概要: Cryogenic characterization and modeling of a CMOS floating-gate device for quantum control hardware

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.02315v1
• Date: Tue, 5 Oct 2021 19:31:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-12 10:08:15.683706
• Title: Cryogenic characterization and modeling of a CMOS floating-gate device for quantum control hardware
• Title（参考訳）: 量子制御ハードウェア用cmos浮動ゲートデバイスの極低温特性とモデリング
• Authors: Michele Castriotta, Enrico Prati, Giorgio Ferrari
• Abstract要約: 350nmの商用CMOS技術で実現したフローティングゲートデバイスを低温で評価・モデル化する。 この装置はフローティングゲートノードに不揮発性電荷を蓄積し、ファウラー・ノルドハイムトンネルと衝撃電離型熱電子注入によって双方向に修正することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: We perform the characterization and modeling of a floating-gate device realized with a commercial 350-nm CMOS technology at cryogenic temperature. The programmability of the device offers a solution in the realization of a precise and flexible cryogenic system for qubits control in large-scale quantum computers. The device stores onto a floating-gate node a non-volatile charge, which can be bidirectionally modified by Fowler-Nordheim tunneling and impact-ionized hotelectron injection. These two injection mechanisms are characterized and modeled in compact equations both at 300 K and 15 K. At cryogenic temperature, we show a fine-tuning of the stored charge compatible with the operation of a precise analog memory. Moreover, we developed accurate simulation models of the proposed floating-gate device that set the stage for designing a programmable analog circuit with better performances and accuracy at a few Kelvin. This work offers a solution in the design of configurable analog electronics to be employed for accurately read out the qubit state at deep-cryogenic temperature.
• Abstract（参考訳）: 350nmの商用cmos技術を用いて極低温で実現した浮体ゲートデバイスの特性評価とモデリングを行う。 装置のプログラム性は、大規模量子コンピュータにおける量子ビット制御のための正確で柔軟な低温システムの実現における解決策を提供する。 デバイスはフローティングゲートノードに不揮発性電荷を格納し、fowler-nordheimトンネルおよび衝突イオン化ホットエレクトロニック注入により双方向に修正することができる。 これらの2つの注入機構を300kおよび15kのコンパクトな方程式で特徴づけ、モデル化し、極低温下では正確なアナログメモリの動作と互換性のある蓄電電荷の微調整を示す。 さらに,数ケルビンでの性能と精度が向上したプログラム可能なアナログ回路の設計段階を設定するフローティングゲート装置の正確なシミュレーションモデルを開発した。 この研究は、極低温での量子状態の正確な読み出しに使用される構成可能なアナログエレクトロニクスの設計における解決策を提供する。

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