La salle blanche de nanofabrication est outillée pour la caractérisation et soutenue par des techniciens et techniciennes professionnels permettant de concevoir et fabriquer une vaste gamme de dispositifs quantiques et à l’échelle nanométrique
L’infrastructure de l’installation comporte plusieurs modules de salle blanche de classe 10 à 1000 ainsi que divers laboratoires satellites dont l’ensemble abrite un vaste éventail d’équipements de laboratoire à la fine pointe de la nanofabrication, de l’emballage, de l’assemblage et de la caractérisation. Cette installation dotée d’un personnel compétent, et exploitée de façon professionnelle, offre une formation poussée et pratique dans le domaine du matériel de sécurité et des salles blanches, en plus de fournir des conseils sur les technologies de traitement évoluées qui vont du dépôt par couche atomique à la lithographie par faisceau d’électrons permettant de modéliser fidèlement des caractéristiques de l’ordre de 8 nm. Chacune des composantes du matériel est caractérisée par des restrictions bien documentées et communiquées quant aux matériaux, ce qui permet d’atténuer les risques de contamination croisée. Une plateforme centralisée de gestion logicielle des laboratoires assure l’interverrouillage physique de l’ensemble du matériel, qui est entièrement assujetti à des procédures opératoires normalisées de suivi des modifications. Cela assure que le matériel est invariablement exploité de façon appropriée et efficace. Une liste exhaustive et croissante de procédés caractérisés, qualifiés et bien documentés est mise à la disposition de tous les membres des laboratoires pour les soutenir davantage à mesure qu’ils perfectionnent leurs propres technologies de procédés de nanofabrication. Une expertise approfondie est mise à disposition sur place en fait d’ingénierie des procédés afin d’aider les membres à tirer le maximum de l’installation et de ses nombreuses capacités novatrices et bien contrôlées.
L’installation est mise à la disposition de tous les chercheurs diplômés où qu‘ils soient au Canada, ainsi qu’aux laboratoires gouvernementaux et au secteur privé. Les parties intéressées obtiennent le statut de membre après avoir rempli les conditions d’admission obligatoires, qui comprennent les modules de formation en ligne sur la sécurité en laboratoire, le comportement en salle blanche et le contrôle de la contamination. Les membres potentiels doivent se prêter à un examen initial du procédé de fabrication du dispositif qu’ils proposent auprès du groupe d’ingénierie des procédés de l’installation dans le but de vérifier la faisabilité du plan de travail qu’ils proposent avant de poursuivre. Ce service initial est offert gratuitement. La formation à l’emploi de chacune des composantes du matériel est offerte selon les besoins, en fonction des exigences initiales et évolutives du nouveau membre. Les demandes concernant les services tarifiés sont traitées au cas par cas.
- Aérospatial et satellites
- Technologies de l’information et des communications, et médias
- Sciences de la vie, produits pharmaceutiques et équipement médical
- Fabrication et transformation
Laboratoires et équipements spécialisés
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Laboratoire spécialisé |
Équipement |
Fonction |
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Dépôt (édifice de caractérisation nanométrique quantique) |
Groupe de dépôt par couche atomique (ALD) et dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma (PECVD) |
Dépôt de diverses pellicules minces par dépôt par couche atomique) et dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma |
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Évaporateurs à faisceaux d’électrons et thermiques |
Dépôt physique en phase vapeur de pellicules minces par faisceaux d’électrons et évaporation thermique par chauffage ohmique (2 systèmes) |
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Four pour dépôt chimique en phase vapeur sous pression réduite (LPCVD) d’oxydes basse température |
Four pour dépôt chimique en phase vapeur sous pression réduite (LPCVD) d’oxydes basse température (LTO) dopés et non dopés |
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Four pour dépôt chimique en phase vapeur sous pression réduite (LPCVD) de polysilicium |
Dépôt de pellicules dopées et non dopées de polysilicium par dépôt chimique en phase vapeur sous pression réduite (LPCVD) |
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Four pour dépôt chimique en phase vapeur sous pression réduite (LPCVD) de nitrure de silicium |
Dépôt de nitrure de silicium à faible niveau de stress par dépôt chimique en phase vapeur sous pression réduite (LPCVD) |
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Four atmosphérique |
Oxydation thermique humide ou sèche de substrats de silicium |
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Processeurs thermiques rapides |
Traitement à haute température de courte durée de tranches de 4 po ou de 6 po (2 systèmes) |
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Évaporateur UVH Al |
Dépôt physique en phase vapeur de pellicules d’aluminium minces pour la fabrication de jonctions Josephson |
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Pulvérisateur à deux chambres |
Dépôt physique en phase vapeur de pellicules par dépôt pulvérisé |
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Évaporateur thermique pour pellicules minces d’or (Au) et d’or-béryllium (AuBe) |
Fabrication de contacts ohmiques de type P pour matériaux III-V |
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Lithographie (édifice de caractérisation nanométrique quantique) |
Système de lithographie par faisceau d’électrons JBX-6300FS de 100 kV de JEOL |
Modélisation de caractéristiques à l’échelle nanométrique (jusqu’à 8 nm) au moyen de la lithographie par faisceau d’électrons |
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Suite logicielle Beamer/Tracer |
Plateforme logicielle complète de préparation des données avant d’être employées dans le système de lithographie par faisceau d’électrons JBX-6300FS de JEOL |
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Système de lithographie par faisceau d’électrons de 30 kV de RAITH |
Modélisation de caractéristiques à l’échelle nanométrique (jusqu’à 20 nm) au moyen de la lithographie par faisceau d’électrons |
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Système de lithographie à écriture directe par rayonnement ultraviolet (UV) |
Alignement sans masque et exposition aux UV de substrats revêtus de résine (y compris la capacité d’alignement verso) |
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Aligneuse de masques |
Alignement et exposition aux UV de substrats revêtus de résine (y compris la capacité d’alignement verso pour le préalignement et l’assemblement de deux piles de tranches avant la liaison de celles-ci) |
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Colleuse de tranches |
Liaison permanente de tranches (vierges et modelées) |
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Four à convection |
Cuisson de diverses pellicules de résine photosensible |
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Four à Hexaméthyldisilazane (HMDS) et à inversion d’images |
Préparation des substrats par vapeur avec HMDS (promoteur d’adhésion) avant leur revêtement de résine photosensible et l’inversion des images |
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Tournette de dépôt : usage général double |
Revêtement de diverses résines photosensibles et d’une sélection restreinte de pellicules à semiconducteur usuelles |
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Tournette de dépôt : poste de résine à faisceau d’électrons (e-beam resist station) |
Revêtement de pellicules de résine photosensible par faisceau d’électrons |
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Tournette de dépôt : poste d’anti-UV (UV resist station) |
Revêtement de pellicules avec protection au rayonnement UV |
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Gravure à sec (édifice de caractérisation nanométrique quantique) |
Fraiseuse à usinage ionique |
Gravure de pellicules minces par fraisage à faisceau ionique d’aArgon (Ar) |
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Décapant de résine photosensible |
Décaper et récurer/nettoyer la résine photosensible |
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Système de gravure ionique réactive (RIE) profonde du silicium (Si) comprenant le procédé Bosch |
Gravure sèche par plasma du silicium à rapport nominal d’aspect bas et élevé |
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Système de gravure ionique réactive (RIE) de métaux et III-V |
Gravure sèche par plasma de pellicules métalliques minces et de substrats III-V (arsénure de gallium – GaAs – et phosphure d'indium – InP –) |
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Banc humides (édifice de caractérisation nanométrique quantique) |
Banc humide pour gravure de silicium en vrac |
Gravure humide de silicium en vrac au moyen de solutions d’hydroxyde de potassium (KOH) |
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Banc humide pour nettoyage prédiffusion |
Nettoyage de tranches au moyen de procédés RCA |
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Banc humide pour mise au point de résine photosensible par faisceau d’électrons (e-beam resist develop) |
Mise au point de substrats à revêtement de résine photosensible par faisceau d’électrons |
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Banc humide à hotte pour acides fluorhydriques |
Gravure humide d’oxydes de silicium en vrac au moyen de solutions d’acide fluorhydrique (HF) |
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Banc humide pour bases et acides non fluorhydriques |
Destiné aux procédés et nettoyages d’acides (non fluorhydriques) ou de bases |
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Banc humide pour décapant de résine et nettoyant de substances organiques grâce au mélange Piranha |
Décapage de résine photosensible à l’aide de mélanges d’acide sulfurique et de peroxyde d’hydrogène |
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Banc humide pour traitement de solvants (2 hottes) |
Mise au point de résine photosensible et application du procédé lift-off |
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Banc humide pour mise au point d’anti-UV |
Mise au point de substrats à revêtement de protection au rayonnement UV |
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Caractérisation (édifice de caractérisation nanométrique quantique) |
Microscope à balayage électronique (MEB) |
Visualisation de substrats à l’échelle nanométrique adaptée à l’analyse matérielle par spectroscopie à dispersion d’énergie (EDS) |
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Microscope à force atomique (AFM) |
Microscope-sonde à balayage de mesure de la rugosité superficielle des substrats, etc. |
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Système MEB/FIB |
Usinage par faisceau ionique focalisé (FIB) de substrats et préparation d’échantillons pour microscopie électronique en transmission (TEM) |
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Microscope électronique à balayage en transmission (S/TEM) |
Visualisation et caractérisation à l’échelle atomique d’un vaste éventail de matériaux, adaptées à l’analyse par spectroscopie à dispersion d’énergie (EDS) et spectroscopie de pertes d’énergie d’électrons (EELS) |
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Sonde quadripolaire |
Mesure de la résistivité des pellicules métalliques minces et des semiconducteurs dopés |
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Postes de sondage électronique (2 systèmes) |
Mesure des caractéristiques électriques des dispositifs |
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Ellipsomètre |
Caractérisation optique non destructive des pellicules minces |
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Microscopes à semiconducteurs (2 unités) |
Microscope polyvalent pour l’inspection et la documentation d’échantillons et de dispositifs |
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Réflectomètre de cartographie de pellicules minces |
Cartographie de l’épaisseur des pellicules minces transparentes contenues dans les tranches d’un diamètre pouvant faire jusqu’à 200 mm |
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Réflectomètre de mesure ponctuelle de pellicules minces |
Mesure précise de l’épaisseur des pellicules minces transparentes |
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Profilomètres à stylet pour surfaces (2 unités) |
Mesure de la topographie des surfaces et de la hauteur de palier des pellicules minces |
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Système de mesure des contraintes de pellicule mince |
Mesure et cartographie des tensions appliquées aux tranches de pellicule mince |
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Laboratoire d’emballage des dispositifs (édifice de caractérisation nanométrique quantique) |
Four de durcissement à convection |
Cuisson de diverses résines époxydes/emballages à air ambiant |
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Machine de découpage en dés |
Outil servant à découper précisément des tranches en puces ou en matrices individuelles |
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Microsoudeuse de puces |
Liaison de matrices ou puces aux emballages |
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Nettoyeur au plasma d’hydrogène (H2) |
Nettoyage d’échantillons ou de puces avant les procédés de soudage de matrices, de report de puces nues ou d’encapsulation |
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Microscope de mesure |
Inspection et mesure dimensionnelle des matrices ou puces complétées |
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Microsoudeuse manuelle de fissures (wedge/ball wire bonder) |
Outil servant à établir le contact électrique entre les matrices de semiconducteurs et les emballages |
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Microsoudeuse semi-automatique de fissures (wedge wire bonder) |
Outil servant à établir le contact électrique entre les matrices de semiconducteurs et les emballages |
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Testeur de résistance à la traction de fils |
Testeur permettant la mise à épreuve destructrice et non destructrice des soudures des conducteurs par la méthode d’essai par traction |
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Laboratoire d’assemblage en salle blanche (édifice RAC1) |
Postes de travail en salle blanche de classe 1000 (2 postes à réserver) |
Assemblage en salle blanche d’instruments et d’ensembles scientifiques |
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Chambre d’essai sous atmosphère contrôlée |
Chambre à convection pour la mise à l’essai de fatigue thermique de dispositifs et composantes |
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Hottes de laboratoire (3) |
Traitement chimique sans danger par voie humide de solutions d’acides et de solvants |
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Soudeuse laser |
Soudage manuel par fusion laser |
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Nettoyeur au plasma |
Nettoyage à sec de substrats au moyen de plasmas d’argon et d’oxygène |
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Microscopes (3) |
Inspection à des fins générales |
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Découpeuse d’échantillons |
Coupe de précision à basse vitesse de substrats de divers types |
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Polisseuse d’échantillons |
Polissage de précision de substrats de divers types |
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Microsoudeuse manuelle de fissures (wedge/ball wire bonder) |
Outil servant à établir le contact électrique entre les matrices de semiconducteurs et les emballages |
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Système de métrologie optique |
Caractérisation optique (sans contact) tridimensionnelle de substrats et dispositifs |
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Laboratoires spécialisés (édifice RAC2) |
Four par dépôt chimique en phase vapeur sous pression réduite (LPCVD) |
Croissance de nanotubes de carbone (NTC) et de pellicules minces de graphène |
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Dérouleur à fibre optique |
Système automatisé de traitement du verre et de collage par fusion à base de filaments résistants |
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Système de dépôt PLD |
Croissance précise d’un vaste éventail de pellicules minces par dépôt laser à impulsions (PLD) |
Information additionnelle
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Titre |
Hyperlien |
|---|---|
| Concevoir un futur quantique | https://analyticalscience.wiley.com/do/10.1002/was.00020453 |
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Record du monde établi par un drapeau du Canada à l’échelle nanométrique à la veille du 150e anniversaire du pays |
https://phys.org/news/2016-09-nano-scale-canadian-flag-world-lead-up.html |
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Couplage ultrarésistant d’un atome artificiel simple avec un continuum électromagnétique dans le régime non perturbatif |
http://www.nature.com/nphys/journal/v13/n1/full/nphys3905.html#acknowledgments |
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Demandes de services tarifiés d’ingénierie des procédés |
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Tutoriels de formation en ligne de l’Installation de fabrication et caractérisation nanométriques quantiques |
https://www.youtube.com/channel/UC45cUNKyJLlRDqCsL1QZFPQ/videos |
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Nouveau système de lithographie par faisceau d’électrons de JEOL augmentant les capacités de l’installation |
https://sst.semiconductor-digest.com/2015/05/new-jeol-e-beam-lithography-system-to-enhance-quantum-… |
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Service de lithographie par faisceau d’électrons offert à l’installation de nanofabrication de l’Université de l’Alberta |
https://www.nanofab.ualberta.ca/services/electron-beam-lithography-service/ |
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Rapport annuel 2019-2020 de l’Institut d’informatique quantique (IQC) – L’accès à l’Installation de fabrication et caractérisation nanométriques quantiques est important pour de multiples expérimentateurs |
https://uwaterloo.ca/secretariat/sites/ca.secretariat/files/uploads/files/iqc_fy2019-20_annual_repo… |