納米結(jié)構(gòu)制備和硅單電子晶體管的研究.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)的制備和納米電子器件（單電子晶體管、單電子存儲(chǔ)器等單電子器件）的研究是納米電子技術(shù)中最重要的研究內(nèi)容之一，是最具有生命力、最具有發(fā)展前途，對(duì)未來新技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)可能帶來革命性作用的研究領(lǐng)域之一。本文對(duì)納米結(jié)構(gòu)的制備方法以及納米結(jié)構(gòu)在制造硅單電子晶體管上的應(yīng)用、單電子晶體管的制造工藝、特性測量、測量系統(tǒng)的建立和單電子晶體管特性的計(jì)算機(jī)模擬等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，取得了以下創(chuàng)新性的成果： 1.研究利用常規(guī)的硅集成電路工藝技

2、術(shù)結(jié)合電子束光刻，反應(yīng)離子刻蝕和剝離等技術(shù)制備半導(dǎo)體和金屬納米結(jié)構(gòu)，很好地解決了普通光刻與電子束光刻的匹配問題，提高了加工效率，經(jīng)過多次的工藝實(shí)驗(yàn)，摸索出一套制備納米結(jié)構(gòu)的工藝方法，首次用電子束光刻，反應(yīng)離子刻蝕和剝離等技術(shù)制備出了多種納米結(jié)構(gòu)（硅量子線、量子點(diǎn)，雙量子點(diǎn)和三叉指狀的金屬柵結(jié)構(gòu)）。 2.利用這些納米結(jié)構(gòu)的制備技術(shù)，在P型SIMOX硅片上成功地制造了硅量子點(diǎn)單電子晶體管，形成了一套制備硅單電子晶體管的工藝方法。詳

3、細(xì)地分析了工作溫度、柵極電壓、漏源電壓和磁場對(duì)其特性的影響，觀測到明顯的庫侖阻塞效應(yīng)和單電子隧穿效應(yīng)，器件的工作溫度可達(dá)到77 K以上。在國內(nèi)用這種制備方法，首次成功制備了硅單電子晶體管。 3.建立了高精度單電子器件測試系統(tǒng)。系統(tǒng)具有良好的溫度控制、精確的電學(xué)特性測量和可加高強(qiáng)度磁場等性能。為深入地理解和更進(jìn)一步地研究納米結(jié)構(gòu)單電子器件特性奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 4.建立了單電子晶體管的器件和電路模型。利用SIMON軟件