《矽基3D納米約束型器件的製造方法研究》是依託北京大學，由於曉梅擔任負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：矽基3D納米約束型器件的製造方法研究
- 項目負責人：於曉梅
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
矽是儲存約束自旋態原子的一種非常穩定的材料，這種材料為利用電子和原子核中的自旋效應進行信息處理提供了一條非常有效的途徑。為了實現矽中單電子自旋的操縱與探測，項目提出開展矽基3D納米約束型器件的製造方法研究，通過研究矽納米線的混合加工方法、平面約束型納米器件的製造方法、納隙電極的製造方法和跨微納尺度的集成加工等方法，解決當器件尺寸減小到納米量級時，誘導效應和尺寸效應對器件性能的影響、結構納米級線寬的精確控制、跨尺度加工的工藝兼容性等基礎物理學和關鍵工藝問題，製備一系列3D約束型納米器件。最後通過電子檢測磁共振技術研究矽中電子的自旋效應，驗證器件的設計結構和製造方法的可行性。該研究一方面為矽基納米電子學研究提供了堅實的技術基礎，更重要的是為納米製造技術開發了多種適用性廣、成本低、簡單的3D納米結構製造新方法，該研究融合了納米製造和納米電子學技術，將為這兩項技術的發展起到重要推動作用。
結題摘要
本項目以低成本、規模製造矽基納米結構和跨尺度器件為研究目標，研究了矽基3D納米約束型器件的設計理論、製備方法及加工工藝。研究解決了矽基納米結構和跨微納尺度器件製造中面臨的基本物理學和關鍵工藝問題，開發出2種納米間隙電極的約束製造方法，製備出間隙為100nm的金屬電極。提出了3種矽納米結構的製造方法，製備出線寬達到30nm的矽納米線及深寬比接近20、側壁垂直光滑的二維矽基納米陣列結構，並以此為模具，複製出線寬接近250nm的二維PDMS陣列結構。在上述工作的基礎上開發出1套跨尺度器件製造工藝，微機械加工工藝與電子束光刻技術相結合，製備出特徵尺寸接近20nm的納米MOSFET器件，測試得到的器件I-V特性和轉移特性結果與設計基本一致。最後項目組與倫敦納米中心合作開展了矽基量子器件的設計與製備技術研究，研究了高阻SOI基片及其MOSFET器件的製備方法，在製備的器件上，利用THz和背柵技術成功實現磷原子裡德伯能級的調控。項目的研究成果為納米製造技術提供了多種適用性廣、成本低、簡單的矽基3D納米結構的製造新方法。
