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 Al0,2Ga0,8Sbвыборочно 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 Al0,2Ga0,8Sbнаноленты 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 журналеNature;текст статьи можно скачатьотсюда.
Подготовлено по материаламTechnology Review.
Комментариев нет:
Отправить комментарий