[发明专利]量子点装置

说明书

本文公开的是量子点装置以及相关计算装置和方法。例如，在一些实施例中，一种量子点装置可包括：量子阱堆叠；绝缘材料，被布置在量子阱堆叠上方，其中所述绝缘材料包括沟槽；和栅极金属，被布置在绝缘材料上并且延伸到沟槽中。

背景技术

量子计算涉及与使用量子力学现象操纵数据的计算系统相关的研究领域。这些量子力学现象(诸如，叠加(其中量子变量可以同时存在于多个不同状态中)和纠缠(其中多个量子变量具有相关状态，而不管它们之间在空间或时间中的距离如何))在经典计算的世界中不具有类似情况，并且因此不能被利用经典计算装置实现。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述将会容易地理解各实施例。为了方便这种描述，相似的标号指定相似的结构元件。在附图中的图中，作为示例而非作为限制图示各实施例。

图1-4是根据各种实施例的量子点装置的剖视图。

图5-44图示根据各种实施例的量子点装置的制造中的各种示例性阶段。

图45-47是根据各种实施例的另一量子点装置的剖视图。

图48是根据各种实施例的示例性量子点装置的剖视图。

图49是根据各种实施例的图48的量子点装置的制造中的替代示例性阶段的剖视图。

图50-52是根据各种实施例的可被用在量子点装置中的量子阱堆叠的各种示例的剖视图。

图53-54图示根据各种实施例的量子点装置中的掺杂区域的各种实施例的详细视图。

图55A图示根据各种实施例的具有按照二维阵列布置的多个沟槽的量子点装置的实施例。

图55B图示根据各种实施例的在量子阱堆叠上的单个沟槽中具有多组栅极的量子点装置的实施例。

图56-59图示根据各种实施例的量子点装置的制造中的各种替代阶段。

图60-65图示根据各种实施例的量子点装置的制造中的各种替代阶段。

图66是根据各种实施例的具有多个互连层的量子点装置的剖视图。

图67是根据各种实施例的量子点装置封装的剖视图。

图68A和68B是可包括本文公开的任何量子点装置的晶片和管芯的顶视图。

图69是可包括本文公开的任何量子点装置的装置组件的侧剖视图。

图70是根据各种实施例的制造量子点装置的说明性方法的流程图。

图71-72是根据各种实施例的操作量子点装置的说明性方法的流程图。

图73是根据各种实施例的可包括本文公开的任何量子点装置的示例性量子计算装置的方框图。

具体实施方式

本文公开的是量子点装置以及相关计算装置和方法。例如，在一些实施例中，一种量子点装置可包括：量子阱堆叠；绝缘材料，被布置在量子阱堆叠上方，其中所述绝缘材料包括沟槽；和栅极金属，被布置在绝缘材料上并且延伸到沟槽中。

本文公开的量子点装置可使形成的量子点能够用作量子计算装置中的量子位(“qubit”)，以及实现对这些量子点的控制以执行量子逻辑操作。与以前的量子点形成和操纵的方案不同，本文公开的量子点装置的各种实施例提供量子点的强大空间定位(并且因此提供对量子点交互和操纵的良好控制)、装置中所包括的量子点的数量的良好可缩放性和/或实现与量子点装置的电气连接的设计灵活性以在更大的计算装置中集成量子点装置。