Transistor Elektron Tunggal Silikon

Transistor Elektron Tunggal Silikon

Transistor elektron tunggal (SET) ialah penemuan penting dalam sains mikroelektronik. Disebabkan keupayaan untuk mengawal proses terowong elektron tunggal dalam sistem simpang terowong mikro, pelbagai peranti berfungsi boleh direka bentuk menggunakannya. Dalam peranti submikron moden, faktor pengehad untuk kelajuan operasi peranti adalah semasa mengecas dan menyahcas kapasitor Kapasiti transistor elektron tunggal hanya kira-kira 10-16F, dan ia boleh mencapai fungsi tertentu dengan mengawal satu elektron, jadi kelajuan tindak balas dan penggunaan kuasanya adalah beribu-ribu kali lebih baik daripada had data transistor tradisional. PAM-XIAMEN boleh membekalkan wafer Silikon untuk fabrikasi transistor elektron tunggal untuk mengkaji pengangkutan terowong kuantum, ambil spesifikasi berikut sebagai contoh:

Wafer Transistor Elektron Tunggal

1. Spesifikasi Wafer Silikon untuk Fabrikasi SET

Wafer Silikon: 76.2mm P(100) 1-10 ohm-cm SSP 380um dengan 1 mikron Oksida Terma

Lebih banyak spesifikasi silikon sila rujukhttps://www.powerwaywafer.com/silicon-dioxide-wafer.html

Pengenalan ringkas kepada proses fabrikasi transistor elektron tunggal silikon oleh pemprosesan nanooksidasi anodik STM adalah seperti berikut (ditunjukkan sebagai Rajah.1):

1) Mendakan Ti tebal tertentu pada substrat Si/SiO2;

2) Menggunakan probe STM sebagai katod, wayar titanium oksida bersaiz nano dibentuk dengan menjerap air di udara di permukaan Ti;

3) Membentuk sumber dan elektrod longkang;

4) Pintu pembuatan.

Gambarajah Pembuatan SET Silikon oleh Pemprosesan Nanooksida Anodik STM

Rajah.1 Gambarajah Pembuatan SET Silikon oleh Pemprosesan Nanooksida Anodik STM

2. ApertarunganSingleElectronTransistor

2.1 Sifat Transistor Elektron Tunggal

SET berkongsi banyak persamaan dengan sistem MOSFET dan Coulomb:

Secara struktur, penamaan setiap komponen meminjam nama sistem penyekat MOSFET dan Coulomb;

Borang kerja mengawal sumber dan arus kebocoran dengan menggunakan voltan tertentu ke pintu pagar.

SET menggantikan saluran MOSFET dengan halangan terowong halangan terowong pulau Coulomb, jadi mekanisme kerja adalah berbeza sama sekali. SET sebenarnya adalah sistem penyekatan Coulomb yang dikawal oleh pintu berdasarkan kesan penyekatan Coulomb dan kesan saiz kuantum.

2.2 Bagaimanakah Transistor Elektron Tunggal Berfungsi?

Kerja transistor elektron tunggal boleh digambarkan dari segi Penyekatan Coulomb dan Terowong Kuantum, khususnya sebagai:

Kesan sekatan Coulomb: salah satu fenomena fizikal yang sangat penting yang diperhatikan dalam fizik keadaan pepejal pada tahun 1980-an. Apabila saiz sistem fizikal mencapai tahap nanometer, proses pengecasan dan nyahcas sistem tidak berterusan, iaitu, terkuantisasi. Pada ketika ini, tenaga E yang diperlukan untuk mengecas elektron ialah e2/2C, di mana e ialah cas elektron dan c ialah kapasitansi sistem fizikal. Lebih kecil sistem, lebih kecil kapasitansi c, dan lebih besar tenaga E. Kami memanggil tenaga ini sebagai tenaga penyekat Coulomb, iaitu tenaga tolakan Coulomb bagi elektron terdahulu kepada elektron berikut apabila memasuki atau meninggalkan sistem. Jadi, untuk proses pengecasan dan nyahcas sistem nano, elektron tidak boleh diangkut secara kolektif secara berterusan, sebaliknya melalui pemindahan elektron individu. Kekhususan pengangkutan elektron individu dalam sistem nano biasanya dirujuk sebagai kesan sekatan Coulomb.

Terowong kuantum: jika dua titik kuantum disambungkan melalui persimpangan terowong, proses satu elektron melalui halangan berpotensi dari satu titik kuantum ke titik lain dipanggil terowong kuantum. Untuk membolehkan satu elektron terowong dari satu titik kuantum ke titik lain, tenaganya (ey) mesti mengatasi tenaga penyekat Coulomb E elektron, iaitu V>e/2C, di mana C ialah kapasitansi persimpangan terowong antara dua kuantum titik. Sekatan Coulomb dan terowong kuantum kedua-duanya diperhatikan pada suhu yang sangat rendah.

3. Aplikasi Transistor Elektron Tunggal berasaskan Si

Aplikasi transistor elektron tunggal yang paling menjanjikan adalah untuk menggantikan peranti MOS sebagai unit asas untuk membina litar bersepadu berskala besar apabila saiz peranti MOS mencapai hadnya. Aplikasi SET terawal mungkin dalam bidang ingatan. Ia juga boleh digunakan sebagai ammeter super sensitif, penerima sinaran inframerah dekat, dan piawaian arus DC.

Untuk maklumat lanjut, sila hubungi kami e-mel divictorchan@powerwaywafer.com dan powerwaymaterial@gmail.com.

Kongsi siaran ini