Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Качественные полевые транзисторы на основе составного полупроводника, арсенида индия InAs, размещённого на кремниевой подложке
Инженеры из США и Тайваня сконструировали качественные полевые транзисторы на основе составного полупроводника, арсенида индия InAs, размещённого на кремниевой подложке. Предложенная методика позволяет получить высокую подвижность носителей заряда, характерную для полупроводников группы III-V, с применением малозатратной и прекрасно отработанной кремниевой технологии производства. Помимо арсенида индия, в группу III-V (цифры здесь обозначают положение компонентов полупроводника в периодической системе) входят, к примеру, нитрид алюминия, арсенид галлия и фосфид индия.
К сожалению, вырастить на кремнии слой составного полупроводника очень сложно, поскольку кристаллические структуры двух материалов сильно различаются. Авторы выбрали другой вариант схемы изготовления, в котором на подложку переносятся готовые образцы InAs.
Схема процесса изготовления транзисторов и изображения массивов нанолент InAs на Si/SiO2-подложке, помещённых под атомно-силовой микроскоп. Справа внизу показано размещение нанолент в два слоя толщиной в 18 и 48 нм. (Иллюстрация из журнала Nature.)
Опыты начинались с выращивания монокристаллических плёнок арсенида индия толщиной 10–100 нм на подложке из антимонида галлия GaSb, покрытой 60-нанометровым слоем Al0,2Ga0,8Sb. Затем на плёнку наносились полосы полиметилметакрилата (PMMA), и путём травления с использованием лимонной кислоты и перекиси водорода учёные формировали наноленты InAs. Для того чтобы перенести их на новое основание, слой Al0,2Ga0,8Sb выборочно вытравливался раствором гидроксида аммония.
В завершающей стадии процесса наноленты отрывались с помощью пластинки из полидиметилсилоксана (PDMS) и перемещались на совершенно стандартную Si/SiO2-подложку. После этого исследователи формировали никелевые электроды, завершая подготовку транзисторов к тестированию, которое они прошли вполне успешно.
После травления Al0,2Ga0,8Sb наноленты уносятся с исходной подложки. (Иллюстрация из журнала Nature.)
Авторы также изготовили несколько более сложные транзисторы с верхним затвором, изолирующий слой которого был выполнен уже не из SiO2, а из диоксида циркония. Эксперименты показали, что предварительное термическое окисление арсенида индия, формирующее нанометровый слой InAsOх, значительно улучшает свойства перехода между полупроводником и диэлектриком и повышает характеристики готовых устройств.
В будущем исследователи планируют провести эксперименты с другими составными полупроводниками и попробуют увеличить размеры используемых кремниевых подложек, постепенно подготавливая технологию к практической реализации.
Полная версия отчёта опубликована в журнале Nature; текст статьи можно скачать отсюда.
