Современная электроника №5/2023

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 10 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2023 QD из кремния . Остальная часть нано - трубки окислилась до SiO 2 . Это связа - но с тем , что накопленное напряже - ние тормозило процесс окисления в местах сжатия . На формирование двух боковых квантовых точек оказала так - же влияние сложная краевая струк - тура двумерного кремния . Примеча - тельно , что островки Si образовались самостоятельно без дополнительного привлечения литографического мето - да [21]. В последнее время нанопроволоки и однослойные углеродные нанотруб - ки (SWNT) завоёвывают всё бо́льшую популярность в производстве SET- транзисторов . Изготовление SET- транзисторов с использованием SWNT зависит от метода нанесения туннель - ных барьеров . Одним из уникальных свойств SWNT является образование туннельного барьера нанометрового размера в местах перегиба углерод - ной квантовой трубки . Подобная конструкция рассмотрена в статье [22]. Выгнутая в виде скобы углеродная нанотрубка (single walled carbon nanotubes – SWNT) размещалась на нижнем затворе из Al/Al 2 O 3 . С двух концов эта нанотрубка подсоединялась к электродам истока и стока Pd, разме - щённым на подложке Si/SiO 2 . Более крупные элементы транзи - стора , такие как контактные площад - ки , изготовлены с помощью фотолито - графии и последующего термического напыления Cr толщиной 5 нм и Au тол - щиной 40 нм . Для массивов заготовок применялся метод электронно - лучевой литографии (EBL). Готовые нанотрубки «CVD SWNT» производства «Cheaptubes» [23] раз - мельчались с помощью ультразву - ка в растворе 1,2- дихлорэтана (DCE). Средняя длина нанотрубок после дис - пергирования составляет 2...5 мкм . С помощью центрифуги отбирались частички SWNT, которые проходили через затвор Al/Al 2 O 3 . Контакты из Pd шириной 25 нм , соединяющие исток (S) и сток (D) с SWNT, были изготов - лены с помощью EBL. Метод изготовления одноэлектрон - ных транзисторов из углеродных нанотрубок с использованием сфоку - сированного ионного пучка описан в работе [24]. В этой работе была приме - нена установка FIB (Seiko Instruments Inc. SMI9200), позволяющая полу - чить ускоряющее напряжение 30 кВ и минимальный диаметр 7 нм для пуч - ка ионов Ga+. В процессе изготовления на пласти - не с помощью фотолитографии были сформированы контактные площадки Ti/Au (100/200 нм ). Затем нанотрубки , синтезированные дуговым разрядом , были диспергированы на пластине . Положения нанотрубок были измере - ны с помощью сканирующей электрон - ной микроскопии (scanning electron microscopy – SEM). На следующем шаге изготовления с каждого конца нанотрубки с использо - ванием FIB напылялись отрезки нано - проволоки . На последнем этапе в сфор - мированные две канавки осаждались W- проводники . Для изготовления одноэлектронных транзисторов (SET), работающих при комнатной температуре (RT), необхо - димы технологии , которые обеспечи - вают формирование наноструктур с высоким разрешением и точностью . Такие лабораторные методы суще - ствуют , но не могут быть использова - ны в серийном производстве , основное требование для которого определяется высокой производительностью и стои - мостью конечного конкурентоспособ - ного продукта . Одним из таких методов является автоэмиссионная сканирующая зондо - вая литография (field emission scanning probe lithography – FE-SPL) с использо - ванием криогенного реактивного ион - ного травления (cryogenic reactive ion etching – CRIE) [25]. Эта технология , позволяющая про - водить пошаговый контроль качества элементов на отдельных этапах изго - товления , даёт возможность изготав - ливать шаблоны размерами меньше 10 нм с очень высокой точностью . В работе [26] автоэмиссионная скани - рующая зондовая литография совместно с методом плазменного травления при криогенной температуре была исполь - зована для изготовления одноэлектрон - ных транзисторов . Проведённые испы - тания показали , что полученные таким способом SET- транзисторы могут устой - чиво работать при комнатной темпера - туре , сохраняя базовые характеристики в течение длительного времени . В работе [27] описаны технология производства и результаты тести - рования контролируемых SET- транзисторов , изготовленных на базе металлических наночастиц . Процесс производства лабораторной партии представлял собой комбинирован - ную методику , включающую нано - литографию (nanolithography), атом - но - силовой микроскоп (atomic force microscope – AFM), наноманипуля - Рис . 6. Структура SET- транзистора с квантовой точкой , изготовленной из коллоидного золота Затвор Сток Сток Противоположный электрод