Аннотация:В данной работе было проведено исследование по разработке усовершенствованной системы изготовления одноэлектронных транзисторов с высокой рабочей температурой. В итоге были получены следующие результаты:
1) Освоена технология получения планарной системы нанопроводов с минимальным размером 60 нм.
2) Разработана автоматизированная программа для проведения процесса электромиграции с помощью системы сбора экспериментальных данных ADwin Gold. Проведение серии испытаний программы на изготовленных нанопроводах дали следующие результаты:
• Максимальная задержка, с которой система реагирует на изменение сопротивление образца, составляет 12 мкс, что существенно повышает управляемость процесса получения предельно малых зазоров.
• Стабильное получение зазоров размером 2-4 нм получается в 95% попыток.
Размер зазоров в 2-4 нанометра является оптимальным как для осаждения золотых наночастиц, так и для дальнейших испытаний с молекулами.
3) С помощью метода гравитационного осаждения был получен транзистор с золотой наночастицей, выступающей в качестве острова. Затем при температуре 77 К были измерены вольтамперные характеристики и двумерная диаграмма стабильности. Последняя имеет типичный для одноэлектронного туннелирования вид, что свидетельствует о реализации одноэлектронного транзистора. Кроме того, на основе теории одноэлектронного туннелирования был оценен размер острова, получившийся около 2.8 нм, что хорошо согласуется с размером осаждаемых частиц (2-4 нм) и так же, как вид диаграммы стабильности, подтверждает вывод о коррелированном характере туннулирования электронов в транзисторе.
4) Разработана и собрана установка для осаждения частиц с помощью процесса электротреппинга.
5) Проведена серия испытаний по электротреппингу частиц с помощью разработанной установки и показана возможность осаждения частиц в нанозазоры данным методом. При этом выявлена большая чувствительность процесса к чистоте химикатов, что показывает необходимость в дальнейшей оптимизации процесса.