論文の概要: Understanding oxide-thickness-dependent variability in dense Si-MOS quantum dot arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.12143v2
• Date: Wed, 13 May 2026 09:21:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-14 17:13:58.900679
• Title: Understanding oxide-thickness-dependent variability in dense Si-MOS quantum dot arrays
• Title（参考訳）: 高密度Si-MOS量子ドットアレイにおける酸化物厚依存性変動の理解
• Authors: Arne Loenders, Jacques Van Damme, Clement Godfrin, Paola Favia, Jacopo Franco, Thomas Van Caekenberghe, Bart Raes, Gulzat Jaliel, Sylvain Baudot, Luis Francisco Pinotti, Alexander Grill, George Simion, Kristof Moors, Vukan Levajac, Sofie Beyne, Sugandha Sharma, Stefan Kubicek, Yosuke Shimura, Roger Loo, Massimo Mongillo, Danny Wan, Kristiaan De Greve,
• Abstract要約: ゲート酸化膜は密度の高い2次元シリコン量子ドットアレイの均一性に影響を与える。 我々は4つの異なる酸化物厚さにわたる392個の量子ドットを統計的に特徴付けている。 これらの結果は、高密度でスケーラブルなシリコンスピンキュービットアーキテクチャのための重要な設計ガイドラインを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 25.13516883980509
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Achieving uniform and scalable control of semiconductor spin qubits remains a key challenge for large scale quantum computing. In this work, we investigate how gate oxide thickness influences uniformity in dense two dimensional silicon quantum dot arrays. Using a 7 x 7 array fabricated in a 300 mm CMOS-process patterned by EUV lithography, we statistically characterize 392 quantum dots across four different oxide thicknesses. The threshold voltages, capacitances, lever arms, and charging energies are extracted using parallel row based measurements and we identify an optimal SiO2 thickness of 17 nm that minimizes threshold voltage variability below 63 mV standard deviation. Our observations illustrate how multiple sources of disorder can introduce competing oxide-thickness dependencies, resulting in non-monotonic trends. These results provide key design guidelines for dense, scalable silicon spin qubit architectures.
• Abstract（参考訳）: 半導体スピン量子ビットの均一かつスケーラブルな制御は、大規模量子コンピューティングにおいて重要な課題である。 本研究では,高密度2次元シリコン量子ドットアレイのゲート酸化膜厚が均一性に与える影響について検討する。 EUVリソグラフィーによりパターン化された300 mm CMOSプロセスで作製された7 x 7アレイを用いて, 4種類の酸化物厚みにまたがる392個の量子ドットを統計的に特徴付ける。 閾値電圧, 容量, リーバーアーム, 充電エネルギーを並列列測定により抽出し, 63mV標準偏差以下の閾値電圧変動を最小化する最適SiO2厚みを17nmとした。 複数の疾患源が競合する酸化物の厚さ依存性を導入し,非単調な傾向をもたらすことを示す。 これらの結果は、高密度でスケーラブルなシリコンスピンキュービットアーキテクチャのための重要な設計ガイドラインを提供する。

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