KIDS

KIDSEdit

Historique

2012-01
Obtention d'un contrat P2IO avec quelque k€ pour test NbSi à haute fréquence pour détecteurs.

2012-06
Départ d'une collaboration avec SRON (Jochem Baselmans + Pascale Diener) pour tester rapidement les performances de NbSi pour les KIDS. Couche déterminée à 21% 200nm pour avoir la bonne inductance cinétique par rapport à designs existants à SRON.

Envoi de dessin de masque par Jochem (2 étapes, voir + loin) avec design Pascale Diener pour haute inductance kin, et design (Oxford ??) pour résonateurs discrets et absorbeur , et de 5 wafers aux bonnes caractéristiques (NB: indications surprenantes sur la boite, par rapport aux specs déterminées en visio conf 2012/06/01) pour faire les tests optiques (design avec absorbeurs)

2012-07
Achat de 2 masques de litho 680€/UT par CSNSM (motifs de 2µm min +/-0,15µm)

2012-07
Première couche faite par Laurent Bergé 200nm 21% (voir résultats RBS)
Premiers tests de litho ratés à cause de confusion entre wafers SRON et wafers perso

2013-03
Nouvelle couche faite par Louis et Laurent 2013-02-21, plus processing réussi en salle blanche au SPEC.
Téléconf avec Alessandro Montfardini: début de définition du périmètre de la collaboration

2013-07
Mesure des KIDs à SRON, avec Hélène

2013-09
Nouvelle couche sur wafer 3" aux specs pour Neel
ratage à cause tournette défectueuse, et présence poussières sur wafer

2013-10
Analyses terminée pour les KIDS SRON: résultats décevants pour le bruit et la fonction de réponse.

2013-11
Nouvelle couche sur wafer 3" pour Neel
Procédure de chargement - déchargement en salle blanche au spec sous hotte solvant semble marcher pour éviter contamination par poussières.
Il y a une erreur de design. Les résonances lumped sont à très basse fréquence, et semblent toutes mélangées. On ne peut pas déduire grand chose de ces mesures.

Téléconf le 15/11 avec SRON,
Ne sont pas intéressés pour continuer. Sont engagés pour au moins 2 ans dans autre chose. N'ont pas beaucoup d'idées ou de volonté pour publier les données déjà prises, mais seraient d'accord pour au moins confirmer les données prises, notamment un truc intéressant: la 'sensitivity' augmente avec la puissance à basse puissance.

2014-06
Essaye le trilayer Al/Ti/Au que Hélène a développé pour BPC. Les mesures d'optique sont très intéressantes car il ne semble pas y avoir d'états dans le gap, contrairement à NbSi, et TiN.

Se lance dans une nouvelle piste de développement de multilayers pour KIDS
1er essai avec Ir (il faut environ 4% volumique pour descendre la Tc de Al à 900mK)

2014-08
Mesures Ir/Al: les Tc sont bien abaissées, mais on remarque que
- Ir à si faible épaisseur ne semble pas protecteur comme on aurait pu le craindre -> faut bien le mettre sous l'Al
- Les résonances n'ont pas un bon Q interne. Cela vient-il de la fabrication (gravure IBE)?
- Les couches sont d'aspect granuleux. Cela pourrait venir d'un problème d'adhésion de Ir.

On suspecte que l'Al de CSNSM est problématique car les transitions en DC sont très bizarre. En effet, après examen, il s'avère qeu c'est de l'Al/Si (basse radioactivité)
On va refaire en process lift-off et faire plusieurs essais d'épaisseur pour régler la Tc.
On va aussi tenter le bilayer Al/Ti (Ti en dessous)
A partir de maintenant toutes les évaps sont faites à Saclay

2014-09 & 10
Différents essais de bilayers Ti/Al en local pour déterminer Tc et pertes internes.
Surprenant, premier test PEKID1 avec mauvais vide pour Ti marche bien, 2è test PEKID2 avec bon vide pour Ti mais taux d'évap différent ne marche pas du tout (pas de résonance). Mesuré plus longtemps après fabrication (vieillissement ou taux d'évap? -> il faudrait remesurer PEKID1 pour savoir).

2014-11 & 12
Puis à partir de novembre, envoi de couches à processer et mesurer en optique à Grenoble. NIPEK (Neel Institute Proximity Effect Kid).

- Le premier trilayer NIPEK1 est inspiré du trilayer de CPB qui a bien marché (04/2014), mais son épaisseur est beaucoup réduite (50 / 10 / 1, au lieu de 130 / 20 / 10). Tc = 683mK +/-2, Qint ~10k, mais beaucoup de bruit.
Spectre d'absorption optique n'est pas très raide.
- Le deuxième NIPEK2 est un bilayer Ti 10/Al 35, Ti en dessous. Meilleurs résultats obtenus jusqu'ici. bruit 2-10Hz/sqrt(Hz), Qint ~10k à 20k (loaded). 
Spectre optique similaire.
- NIPEK3 est à nouveau un trilayer 45 / 15 / 1 (essaye de rendre Ti protecteur). 

Téléconf le 7/01/2015. Andrea Catalano, Alessandro Monfardini, Johannes Goupy, hls
Vont mesurer NIPEK2 plus finement pour le caractériser pour d'éventuelles manips à l'IRAM. Serait potentiel candidat, à confirmer. En attendant on essaye de faire encore mieux.
Pistes: continuer Ti/Al, essayer Al/Ag
But est d'avoir une matrice opé avant juin 2015.

2013-07 Manip KIDS avec SRON

Idée: utiliser le setup ('dark' measurement) de SRON pour mesurer
- Lk(T)
- QP lifetime (T)
- noise
+ évaluation rapide performances de NbSi pour KIDS dans setup optique.

Designs utilisés: ceux de Pascale Diener réalisés pour TiN en résonateurs continus, avec différentes inductances cinétiques (0, 10pH, et 100pH). La ligne de transmission est en Al (facile de faire 50ohms) et les résonateurs sont en NbSi (leur plan de masse aussi) -> 2 étapes de litho. Nom du design 'Duo'.

Autres designs KIDS sur le même masque:
- résonateurs continus, tout en NbSi y compris TL (+ difficile pour 50ohms) -> nom 'Mono'.
- résonateurs continus avec plan de masse et TL en Al (+ hasardeux pour l'alignement réson NbSi versus plan masse en Al) -> nom 'Kidmix'

extrait du fichier gds envoyé par SRON:
en haut, résonateurs pour mesures KIDS avec illumination
en bas, mesures 4 fils de résistance DC
en vert: layer aluminium (150nm), en bleu: layer NbSi (200nm 21% pour Lksq~25pH)
Masques pour gravure en résine positive ou évap en résine négative

2013-11 Manip avec NEEL

Idée: le setup de NEEL (Martin Pupplet) permet de mesurer le spectre d'absorption optique des KIDs.
On envoie dans le frigo par des fenêtres optiques un rayonnement de corps noir, qui est splitté puis recombiné pour interférer constructivement/destructivement en fonction de la différence et de la longueur d'onde.
En changeant la différence de marche on sélectionne donc la longueur d'onde.
En même temps on monitore la fréquence de résonance du KID et on en déduit le spectre d'absorption par FFT du signal f0(delta)
Ce spectre doit présenter un seuil au gap (90GHz pour l'Al) et une fréquence max liée à la coupure par des filtres optiques+.

Designs utilisés:
Pour NbSi ce sont des designs refaits par l'étudiant (Nello) mais qui ne sont pas pour la bonne inductance cinétique, donc les résultats sont peu expoitables (Nisba_v1)
Pour les multilayers, on utilise les designs déjà testés de NIKA.