垂直纳米线可用于从微型到纳米电子学

如今,无数的硅晶体管负责传递微芯片的信息。晶体管被排列在平面阵列中,即彼此平坦,已经缩小到仅约50纳米的大小(1纳米= 1毫米的100万部分)。由于基本的物理限制,具有平面结构的晶体管的进一步小型化很快就会结束。尽管如此,即使是较小的晶体管也是可取的,以便在降低电子产品成本的同时不断提高其功能。

用硅纳米线制成的新型垂直晶体管的硅晶片方案。

目前,研究人员正在努力寻找新的方法来克服微芯片的缩小和整合的物理限制。这样的概念是在三维中制造全新的晶体管体系结构。在这个概念中,与其将它们平放在底物上,而是将硅晶体管旋转90度,以便它们像微小的圆柱那样将其伸出芯片底物。这样,就可以在通常仅由一个平面晶体管占据的区域建造许多垂直晶体管。最终,这将是从微观到纳米电子学的步骤。

已经报道了垂直硅纳米线阵列的制造。然而,需要对硅纳米线的电气性能进行更彻底的研究,以便能够为新一代微芯片构建可靠的晶体管。与传统的晶体管不同,这些柱状晶体管中的当前流量将是垂直的,它们将比今天更小,节能。最后但并非最不重要的一点是,使用硅纳米线制造极有效的太阳能电池有很高的希望。

HALLE中的Max Planck研究人员会产生单晶硅纳米线,这些纳米线特别适合作为微芯片的组件。在FZD的离子束中心,被称为“掺杂剂”的外国原子植入纳米线中。掺杂剂占据了宿主半导体的晶格位点,从而增加了电导率和通过半导体的电流流动。不同掺杂剂的选择性植入可以改变晶体管中电荷载体的极性,从而导致电流流的切换。平面硅技术发展良好。但是,对于硅纳米结构而言,情况并非如此。“首先,我们分析了直径为100纳米和300纳米长度的电线。但是,我们的目标是直径仅原子的电线,以及单个原子被串在一起的电线。我们打算紧密地表征FZD物理学家Reinhard Ko欧洲杯足球竞彩egler博士和Xin Ou博士说:“它们在材料中的行为,并希望如何定制其电气性能,例如用于新的现场效应晶体管。”

使用一种技术(扫描扩散电阻显微镜,SSRM)在Rossendorf中研究了纳米线,该技术通常在纳米线的特殊准备的二维横截面中测量依赖位置的电阻率。电阻率与掺杂剂的原子浓度有关。在目前的工作中,研究人员发现,硅纳米线的掺杂剂,即硼和凤凰,不要留在他们期望的地方,而是漂移到纳米线的表面,在那里它们变得不活跃,并且不再有助于贡献。电导率。到目前为止,科学家还缺乏适当的技术来可视化和量化纳米级掺杂剂不平等分布的后果。如果将来将纳米线应用于垂直晶体管,则芯片设计师必须注意新发现的结果。

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