Integration of silicon based quantum dot matrices

La transition des dispositifs quantiques vers l'intégration de qubits à grande échelle est essentielle pour faire progresser l'informatique quantique. Les réseaux de boites quantiques basées sur le silicium, en particulier dans des configurations bidimensionnelles, sont des candidats prometteurs pour atteindre la densité et la connectivité nécessaires à la mise en œuvre des protocoles de correction d'erreurs. Cette thèse présente une contribution tripartite au développement des systèmes de points quantiques Si-MOS. Premièrement, nous rapportons les défis d'intégration des architectures de grilles partagées à structure de réseau croisé en utilisant des procédés de fabrication compatibles CMOS sur une ligne de fabrication industrielle standard de 300 mm. Deuxièmement, grâce à des simulations TCAD à basse température, nous étudions l'impact des géométries de grilles et des matériaux sur le confinement des électrons dans les architectures intégrés. Enfin, nous développons une méthodologie complète pour caractériser le régime à électron unique dans les dispositifs de points quantiques à portes séparées FD-SOI à 2 K. En utilisant le modèle d'interaction constante, nous extrayons des paramètres clés tels que les énergies de charge, les leviers et la capacitance mutuelle, tout en explorant les effets des portes arrière et en fournissant des aperçus statistiques sur la variabilité des dispositifs à l'échelle d'une plaque 300 mm. Cette approche, validée pour différentes géométries, offre une voie vers une analyse automatisée et une application dans des systèmes de boites quantiques de plus grande taille.