단일 전자 트랜지스터(SET)는 마이크로 전자 공학 과학에서 중요한 발견입니다. 마이크로 터널 접합 시스템에서 단일 전자의 터널링 프로세스를 제어하는 기능으로 인해 이를 사용하여 여러 기능 장치를 설계할 수 있습니다. 최신 서브미크론 장치에서 장치 작동 속도의 제한 요인은 커패시터 충전 및 방전 중입니다. 단일 전자 트랜지스터의 커패시턴스는 약 10에 불과합니다.-16F이며 단일 전자를 제어하여 특정 기능을 달성할 수 있으므로 응답 속도와 전력 소비가 기존 트랜지스터의 한계 데이터보다 수천 배 더 좋습니다. PAM-XIAMEN은 양자 터널링 전송을 연구하기 위해 단일 전자 트랜지스터 제조용 실리콘 웨이퍼를 공급할 수 있습니다. 예를 들어 다음 사양을 참조하십시오.
1. SET 제작을 위한 실리콘 웨이퍼 사양
실리콘 웨이퍼: 76.2mm P(100) 1-10ohm-cm SSP 380um, 1미크론의 열 산화막 포함
더 많은 실리콘 사양을 참조하십시오.https://www.powerwaywafer.com/silicon-dioxy-wafer.html
STM 양극 나노산화 처리에 의한 실리콘 단일 전자 트랜지스터 제조 공정에 대한 간략한 소개는 다음과 같습니다(그림 1 참조).
1) Si/SiO2 기판에 특정 두꺼운 Ti를 침전시킵니다.
2) STM 프로브를 음극으로 사용하여 Ti 표면에 공기 중의 수분을 흡착시켜 나노 크기의 산화티타늄 와이어를 형성합니다.
3) 소스 및 드레인 전극을 형성합니다.
4) 제조 게이트.
그림 1 STM 양극 나노산화 처리에 의한 Silicon SET 제작 다이어그램
2. 가합S화롯불E전자T저항기
2.1 단일 전자 트랜지스터 특성
SET는 MOSFET 및 Coulomb 시스템과 많은 유사점을 공유합니다.
구조적으로 각 구성 요소의 이름은 MOSFET 및 쿨롱 차단 시스템의 이름을 차용했습니다.
작업 형태는 게이트에 특정 전압을 적용하여 소스 및 누설 전류를 제어합니다.
SET는 MOSFET의 채널을 터널 장벽 쿨롱 섬 터널 장벽으로 대체하므로 작동 메커니즘이 완전히 다릅니다. SET는 실제로 쿨롱 차단 효과와 양자 크기 효과를 기반으로 하는 게이트 제어 쿨롱 차단 시스템입니다.
2.2 단일 전자 트랜지스터는 어떻게 작동하나요?
단일 전자 트랜지스터의 작동은 쿨롱 차단 및 양자 터널링 측면에서 구체적으로 다음과 같이 설명할 수 있습니다.
쿨롱 막힘 효과: 1980년대 고체 물리학에서 관찰된 매우 중요한 물리적 현상 중 하나입니다. 물리적 시스템의 크기가 나노미터 수준에 도달하면 시스템의 충전 및 방전 과정이 불연속적, 즉 양자화됩니다. 이때 전자를 충전하는 데 필요한 에너지 E는 e2/2C입니다. 여기서 e는 전자의 전하이고 c는 물리적 시스템의 용량입니다. 시스템이 작을수록 커패시턴스 c는 작아지고 에너지 E는 커집니다. 우리는 이 에너지를 쿨롱 차단 에너지라고 부르는데, 이는 시스템에 들어가거나 나올 때 뒤따르는 전자에 대한 선행 전자의 쿨롱 반발 에너지입니다. 따라서 나노시스템의 충전 및 방전 과정에서 전자는 연속적으로 집합적으로 전달될 수 없으며 오히려 개별적인 전자 전달을 통해 전달됩니다. 나노시스템에서 개별 전자 전달의 특이성은 일반적으로 쿨롱 차단 효과라고 합니다.
양자 터널링: 두 개의 양자점을 터널 접합으로 연결하면 하나의 전자가 하나의 양자점에서 다른 양자점으로 전위 장벽을 통과하는 과정을 양자 터널링이라고 합니다. 단일 전자가 하나의 양자점에서 다른 양자점으로 터널링하려면 전자의 에너지(ey)가 전자의 쿨롱 차단 에너지 E를 극복해야 합니다. 즉, V>e/2C, 여기서 C는 두 양자점 사이의 터널 접합의 커패시턴스입니다. 점. 쿨롱 봉쇄와 양자 터널링은 모두 극도로 낮은 온도에서 관찰됩니다.
3. Si 기반 단일 전자 트랜지스터 응용
단일 전자 트랜지스터의 가장 유망한 응용은 MOS 장치의 크기가 한계에 도달했을 때 대규모 집적 회로를 구성하기 위한 기본 단위로서 MOS 장치를 대체하는 것입니다. SET의 가장 초기 적용은 메모리 분야일 수 있습니다. 또한 초감도 전류계, 근적외선 방사 수신기 및 DC 전류 표준으로도 사용할 수 있습니다.
자세한 내용은 이메일로 문의해 주세요.victorchan@powerwaywafer.com 과 powerwaymaterial@gmail.com.