Наносенсоры на основе полевых и одноэлектронных транзисторов

• Автор: Амитонов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Наносенсоры на основе полевых и одноэлектронных транзисторов
1.1. Полевой транзистор на основе кремниевого нанопровода
1.1.1. Первые попытки создания кремниевых нанопроводов .
1.1.2. Транзисторный эффект в кремниевых нанопроводах
1.1.3. Создание нанопроводов из «Кремния на изоляторе»
1.1.4. Транзистор с кремниевым нанопроводом — развитие традиционных полевых сенсоров
1.1.5. Нанопровод — замена рН-метров
1.1.6. Нанопровод — замена биохимических сенсоров
1.1.7. Нанопровод — локальный полевой зонд
1.1.8. Пути повышения чувствительности сенсора с нанопроводом
1.2. Одноэлектронный транзистор
1.2.1. Принцип работы одноэлектронного транзистора
1.2.2. Кремниевый одноэлектронный транзистор
1.2.3. Одноатомный одноэлектронный транзистор
Глава 2. Полевой сенсор на основе кремниевого нанопровода для измерений в жидких проводящих средах
2.1. Разработка технологии изготовления образцов
2.2. Измерения характеристик изготовленных образцов
2.3. Выводы к Главе
Глава 3. Шумовые измерения полевых транзисторов с каналом-нанопроводом
3.1. Методика изготовления образцов
3.2. Результаты измерений образцов
3.3. Выводы к Главе
Глава 4. Полевой транзистор с каналом-нанопроводом из неравномерно легированного кремния на изоляторе
4.1. Методика изготовления образцов
4.2. Измерения характеристик полученных структур
4.3. Выводы к Главе
Глава 5. Одноэлектронный транзистор из сильно легированного кремния на изоляторе
5.1. Методика изготовления образцов
5.2. Результаты измерений
5.3. Выводы к Главе
Заключение
Литература

Введение
Актуальность темы работы
Совершенствование технологического процесса полупроводникового производства позволило в 2002 году перейти к 90 нм технологии производства, что, по определению, означает переход от микро- к нанотехнологиям. Этот переход послужил катализатором дальнейшего роста интереса изучения свойств различных наноструктур размером от нескольких нанометров, которые с одной стороны слишком велики для описания их на уровне отдельных атомов, а с другой стороны достаточно малы, чтобы их свойства отличались от свойств массивного образца.
Одной из таких наноструктур является полупроводниковый нанопровод (НП) — структура с поперечными размерами менее 100 нм, а продольными много больше поперечных. Кремниевые нанопровода оказались особенно интересным объектом для изучения, благодаря их потенциальной совместимости со стандартной технологией полупроводникового производства. На Рисунке 1 представлен самый показательный пример актуальности работы — рост числа публикаций с сочетанием «silicon nanowire» в названии в 1995-2011 гг. по данным базы «Web of Knowledge». За прошедшее десятилетие было предложено множество оригинальных устройств на основе кремниевых НП для применений в различных областях науки и техники от нелинейной оптики до аккумуляторных батарей. Особняком в этом ряду стоят зарядовые сенсоры и сенсоры электрического поля на основе НП — полевые транзисторы, канал которого выполнен в форме НП (канал-нанопровод), которым посвящена данная работа.
Другим интересным примером наноразмерного полевого/зарядового сенсора является одноэлектронный транзистор, первый образец которого был создан более 25 лет назад, однако, и сегодня не потерявший своей актуальности благодаря тому, что именно он является наиболее чувствительным

Рис. 1.10. Типичные характеристики одноэлектронного транзистора: а - вольт-амперная [87], б - модуляционная [88], ёмкости переходов - 1 аФ, сопротивления - 100 кОм, температура -0К.