Специальные вопросы микротехнологий и нанотехнологий

Содержание

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Основы технологии наноэлектроники Схема установки MBE для получения легированных тройных соединений.

Основы технологии наноэлектроники
Схема установки MBE для получения легированных тройных соединений. Вся

установка размещается в камере сверхвысокого вакуума:
1.Блок нагрева, 2. Подложка, 3 Заслонка отдельной ячейки, 4. Эффузионные ячейки основных компонентов, 5 Эффузионные ячейки легирующих примесей.

Молекулярно лучевая эпитаксия

Слайд 8

Основы технологии одноэлектроники Элементарные процессы в зоне роста: 1.Адсорбция атомов из

Основы технологии одноэлектроники

Элементарные процессы в зоне роста:
1.Адсорбция атомов из зоны

смешивания на поверхности,
2. Миграция (поверхностная диффу-
зия) адсорбированных атомов по поверхности,
3. Встраивание адсорбированных атомов в кристаллическую решетку,
4. Термическая десорбция,
5. Образование поверхностных зародышей, 6. Взаимная диффузия.
Над растущей поверхностью показаны атомы газовой смеси компонентов в приповерхностной области. Буквами n-n и i-i показаны нормальная и инвертированная поверхности раздела растущей ГС. Область между этими поверхностями представляет собой квантовую яму шириной L.
Слайд 9

Основы технологии одноэлектроники Схема горизонтального реактора открытого типа с охлаждаемыми стенками

Основы технологии одноэлектроники

Схема горизонтального реактора открытого типа с охлаждаемыми стенками для

MOCVD:
1. Кварцевый корпус,
2. Катушка ВЧгенератора
для нагревания подложки,
3. Блок нагрева подложки,
4. Подложки,
5. Водяное охлаждение (впуск),
6. Водяное охлаждение (выпуск). Схематически показано распределение скоростей v и температуры T в газовом потоке в диффузионном слое вблизи подложки (масштаб не соблюден)
Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Одним из определяющих технологических процессов в микроэлектронике в течение более 40

Одним из определяющих технологических процессов в микроэлектронике в течение более 40

лет продолжает оставаться литография. Литография или микролитография, а сейчас может быть уместно, говорить о нанолитографии, предназначена для создания топологического рисунка на поверхности монокристаллической кремниевой пластины. Основным литографическим процессом в современной микроэлектронике является фотолитография.
Слайд 15

10 ступеней литографического процесса. 1. Подготовка поверхности (промывка и сушка) 2.

10 ступеней литографического процесса.

1. Подготовка поверхности (промывка и сушка)
2. Нанесение резиста

(тонкая пленка полимера наносится ценрифугированием)
3. Сушка (удаление растворителя и перевод резиста в твердую растворимую фазу)
4. Совмещение фотошаблона и экспонирование
(положительный резист под действием света
переходит в нерастворимую фазу )
5. Проявление резиста (промывка в растворителе,
удаляющем неэкспонированный резист)
Слайд 16

6. Стабилизирующий отжиг (удаление остатков растворителя) 7. Контроль и исправление дефектов.

6. Стабилизирующий отжиг (удаление остатков
растворителя)
7. Контроль и исправление дефектов.
8. Травление

(Непосредственный перенос рисунка
маски на поверхность полупроводниковой
структуры)
9. Удаление фоторезиста.
10. Финишный контроль.
Слайд 17

ПРИМЕНЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ ЛИТОГРАФИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУР НАНОРАЗМЕРНОГО МАСШТАБА. Минимальный размер рисунка,

ПРИМЕНЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ ЛИТОГРАФИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУР НАНОРАЗМЕРНОГО МАСШТАБА.

Минимальный размер рисунка, который

может быть разрешен с помощью той или иной оптической системы может быть оценен с использованием известной формулы:

Для производства микросхем с 350 нм рисунками использовалась 360 нм дуговая ртутная лампа (i линия). Дальнейшее увеличение степени интеграции микросхем привело к переходу литографических систем в область так называемого глубокого ультрафиолета (deep UV). 250 нм транзисторы рисуются с использованием 248 нм KrF эксимерного лазера, 180 нм литография оперирует с излучением 198 нм ArF эксимерного лазера. Будущая 118 -120 нм литография ориентирована на использование 157 нм F2 лазера.

Слайд 18

Конструкция туннельного резонансного транзистора и структура с набором квантовых точек.

Конструкция туннельного резонансного транзистора и структура с набором квантовых точек.

Слайд 19

Определение аспектного отношения. Aspect ratio>>1

Определение аспектного отношения.

Aspect ratio>>1

Слайд 20

Фазосдвигающее маски. а) Шаблон без сдвига фазы. б) Шаблон с фазовым сдвигом.

Фазосдвигающее маски.

а) Шаблон без сдвига фазы.
б) Шаблон с фазовым

сдвигом.
Слайд 21

Многослойные резисты. Применение двухслойного резиста с антиотражающим покрытием (АОП).

Многослойные резисты.

Применение двухслойного резиста с антиотражающим покрытием (АОП).

Слайд 22

Литография с двухслойным резистом различной полярности.

Литография с двухслойным резистом различной полярности.

Слайд 23

«Lift-off» процесс.

«Lift-off» процесс.

Слайд 24

Иммерсионная литография

Иммерсионная литография

Слайд 25

Слайд 26

Double patterning

Double patterning

Слайд 27

Слайд 28

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭКСПОНИРОВАНИЯ. Для получения структур с разрешением ниже 100 нм

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭКСПОНИРОВАНИЯ.

Для получения структур с разрешением ниже 100 нм становится

обоснованным использование принципиально новых способов экспонирования. Принимая во внимание необходимость разработки высокопроизводительных литографических систем можно выделить следующие 4 основные направления: предельный или экстремальный ультрафиолет (extreme UV lithography – EUVL), электронная проекционная литография (SCALPEL), рентгеновская литография (Х- ray lithography), ионная литография (ion beam lithography).
Слайд 29

ЛИТОГРАФИЯ С ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ УЛЬТРАФИОЛЕТОМ. EUVL является обычной оптической литографией, но с

ЛИТОГРАФИЯ С ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ УЛЬТРАФИОЛЕТОМ.

EUVL является обычной оптической литографией, но с использованием

излучения с длиной волны 11 - 14 нм и отражательными оптикой и фотошаблонами. Источниками излучения в EUVL на первом этапе развития подобных систем служило синхротронное излучение. Однако позже был разработан малогабаритный источник предельного ультрафиолета, принцип работы которого основан на использовании излучении из лазерной плазмы. Излучение стандартного Nd:YAG лазера (1063 нм длина волны, 40 Вт мощность, 100 Гц частота, 5 нс длительность) фокусируется на импульсной газовой струе Xe кластеров.
Слайд 30

Схема EUV литографии.

Схема EUV литографии.

Слайд 31

Схема маски для EUV литографии.

Схема маски для EUV литографии.

Слайд 32

ПРОЕКЦИОННАЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ЛИТОГРАФИЯ. ОГРАНИЧЕНИЯ ПРОЕКЦИОННОЙ ЭЛЛ: 1.Термический нагрев маски. 2. Большие

ПРОЕКЦИОННАЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ЛИТОГРАФИЯ.

ОГРАНИЧЕНИЯ ПРОЕКЦИОННОЙ ЭЛЛ:
1.Термический нагрев маски.
2. Большие числовые апертуры.
Понимание ограничений

адсорбционной ЭЛЛ привело к появлению новых проекционных ЭЛЛ систем, одна из которых получила название SCALPEL. Главное отличие новых систем от предыдущих заключается в использовании нового типа масок. Маска системы SCALPEL представляет собой набор мембран, изготовленных из легких элементов, с высокой проницаемостью для электронов. Рисунок создается пленками из тяжелых элементов с большой отражательной способностью.
Слайд 33

Принцип работы системы SCALPEL:

Принцип работы системы SCALPEL:

Слайд 34

Электроны проходящие через мембраны рассеиваются на малые углы, тогда как рисунок

Электроны проходящие через мембраны рассеиваются на малые углы, тогда как рисунок

рассеивает электроны на большие углы. Апертура, расположенная в обратной фокальной плоскости полевой оптической системы пропускает электроны, рассеянные на малые углы и не пропускает электроны, рассеянные на большие углы, что приводит к формированию на подложке высококонтрастного изображения. При этом в маске не происходит значительного поглощения электронного потока, что минимизирует тепловую нестабильность маски.
Слайд 35

Слайд 36

Слайд 37

Слайд 38

Травление микроструктур

Травление микроструктур

Слайд 39

Физическое травление Плазменное травление Катод (-) Подложкодержатель снагревателем Si SiO2 Anod (+)

Физическое травление

Плазменное травление

Катод (-)
Подложкодержатель снагревателем

Si

SiO2

Anod (+)

Слайд 40

Слайд 41

Катодное распыление + +

Катодное распыление

+

+

Слайд 42

Катодное распыление Еi >Eth; Eth- пороговая энергия распыления. Eth слабозависит от

Катодное распыление

Еi >Eth; Eth- пороговая энергия распыления.
Eth слабозависит от атомной

массы ионов и мишени
Eth ~ 10 – 30 eV
Среднее расстояние, dt, проходимое ионом в тв. Теле, зависит от энергии и атомного номера иона, атомного номера и структуры мишени.
Для Ar+ cэнергией 0,5-5eV
Si – 3,5 nm/keV; SiO2 – 5,0 nm/keV; Au - 1,3 nm/keV; Al - 1,5 nm/keV;
Толщина поврежденного слоя обычно составляет ½ dt.
Только 5% энергии иона затрачивается на распыление, 70-90 % идет на термический нагрев мишени, остальное на радиационные повреждения, вторичную электронную эмиссию и ЭМ излучение в широком спектре частот.
Слайд 43

Катодное распыление Угловое распределение распыленных атомов при энергии ионов 1-10 keV

Катодное распыление

Угловое распределение распыленных атомов при энергии ионов 1-10 keV косинусному

закону Nα = N0cosα

α

Для Ei < 1 keV наблюдается “подкосинусное” распределение распыленных атомов – большее число атомов распыляется параллельно поверхности.
Для Ei > 10 keV распределение приближается к гауссовому.

Слайд 44

Катодное распыление Коэффициент распыления Y = Na/Ni Y зависит от атомного

Катодное распыление

Коэффициент распыления Y = Na/Ni

Y зависит от атомного номера мишени.

Теория Зигмунда
Для Е суб < Ei < Ei*

Y

Zi

Ar

Kr

He

Ne

Слайд 45

Схема реактивного ионного травления Ионизация Химическая реакция Продукты реакции удаляются Вакуумной системой

Схема реактивного ионного травления

Ионизация

Химическая
реакция

Продукты реакции удаляются
Вакуумной системой

Слайд 46

Реактивное ионное травление (RIE)

Реактивное ионное травление (RIE)

Слайд 47

Цилиндрические реакторы

Цилиндрические реакторы

Слайд 48

ТРАВЛЕНИЕ НАНОСТРУКТУР

ТРАВЛЕНИЕ НАНОСТРУКТУР

Слайд 49

Типовая установка (Oxford instruments) RIE technology top electrode with shower head

Типовая установка (Oxford instruments)

RIE technology
top electrode with shower head gas inlet
substrate

electrode with 13 MHz Generator and Automatch (AMU)
substrate electrode water cooled
System control: PLC (programmable logic controller) and PC 2000
Turbo or Roots pump with dual stage rotary as backing pump
gate valve and APC (automatic pressure) control valve
pressure reading: CM gauge for process (Capacitance Manometer)
additional Penning for base pressure
gas pod with 6/ 12 MFC controlled gas lines (Mass Flow Controller)
Слайд 50

typical process pressure: 5 - 150 mtorr plasma density: ca 1

typical process pressure: 5 - 150 mtorr
plasma density: ca 1

- 5 x 109 / cm2
standard method for most applications
RF ("self") bias forms at the substrate electrode
Ion Energy (~ RF bias) dependent on the RF power and process pressure
energy range process dependent: 30 eV - 1.000 eV
end point detection: optical emissionend point detection: optical emission, laser interferometry
Слайд 51

ТРАВЛЕНИЕ НАНОСТРУКТУР

ТРАВЛЕНИЕ НАНОСТРУКТУР

Слайд 52

Слайд 53

Слайд 54

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ОПТИКА λ = 1060 nm 1 mJ/sm2 λ = 560

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ
ОПТИКА
λ = 1060 nm 1 mJ/sm2
λ = 560 nm

0,5 mJ/sm2
λ = 118 nm 16 mJ/sm2
ЭЛ ЭКСПОНИРОВАНИЕ
U = 50 kV 15 μC/sm2
U = 5 kV 10 μКл/sm2
РАЗРЕШЕНИЕ
Меньше 100 nm для ЭЛ.
U = 50 kV and doses 15 - 25 μC/sm2

КЛЮЧЕВЫЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЗИСТА

Слайд 55

Линии ванадиево-оксидного резиста на кремнии.

Линии ванадиево-оксидного резиста на кремнии.


Слайд 56

Definition of ALD ALD is a method of applying thin films

Definition of ALD

ALD is a method of applying thin films to

various substrates with atomic scale precision.
Similar in chemistry to chemical vapor deposition (CVD), except that the ALD reaction breaks the CVD reaction into two half-reactions, keeping the precursor materials separate during the reaction.
ALD film growth is self-limited and based on surface reactions, which makes achieving atomic scale deposition control possible.
By keeping the precursors separate throughout the coating process, atomic layer thickness control of film grown can be obtained as fine as atomic/molecular scale per monolayer.

Ref: "Atomic Layer Deposition," Wikipedia: The Free Encyclopedia, Wikimedia Foundation, 24 April 06. .

Слайд 57

Brief History of ALD Introduced in 1974 by Dr. Tuomo Suntola

Brief History of ALD

Introduced in 1974 by Dr. Tuomo Suntola and

co-workers in Finland to improve the quality of ZnS films used in electroluminescent displays.
Recently, it turned out that ALD also produces outstanding dielectric layers and attracts semiconductor industries for making High-K dielectric materials.

Ref: "History of Atomic Layer Deposition (ALD)," Finnish MicroNanoTechnology Network (FMNT), 24 April 2006. .

Слайд 58

ALD Process and Equipments Releases sequential precursor gas pulses to deposit

ALD Process and Equipments

Releases sequential precursor gas pulses to deposit a

film one layer at a time on the substrate.
The precursor gas is introduced into the process chamber and produces a monolayer of gas on the wafer surface. A second precursor of gas is then introduced into the chamber reacting with the first precursor to produce a monolayer of film on the wafer surface.
Two fundamental mechanisms:
Chemisorption saturation process
Sequential surface chemical reaction process
Example: ALD cycle for Al2O3 deposition
Since each pair of gas pulses (one cycle) produces exactly one monolayer of film, the thickness of the resulting film may be precisely controlled by the number of deposition cycles.

Ref: A. Knop–Gericke, "Preparation of Model Systems by Physical Methods," a lecture given at Modern Methods in Heterogeneous Catalysis Research Lecture Series, Fritz Haber Institute of the Max Planck Society. 24 April 06.
.

Слайд 59

ALD Process and Equipments Example: ALD cycle for Al2O3 deposition (Step

ALD Process and Equipments

Example: ALD cycle for Al2O3 deposition (Step 1a)

Releases

sequential precursor gas pulses to deposit a film one layer at a time.
A first precursor gas is introduced into the process chamber and produces a monolayer of gas on the wafer surface. Then a second precursor of gas is introduced into the chamber reacting with the first precursor to produce a monolayer of film on the wafer surface.
Two fundamental mechanisms:
Chemisorption saturation process
Sequential surface chemical reaction process

Ref: "Atomic Layer Deposition," Cambridge NanoTech Inc., 24 April 06. .

Слайд 60

Releases sequential precursor gas pulses to deposit a film one layer

Releases sequential precursor gas pulses to deposit a film one layer

at a time.
A first precursor gas is introduced into the process chamber and produces a monolayer of gas on the wafer surface. Then a second precursor of gas is introduced into the chamber reacting with the first precursor to produce a monolayer of film on the wafer surface.
Two fundamental mechanisms:
Chemisorption saturation process
Sequential surface chemical reaction process

ALD Process and Equipments

Example: ALD cycle for Al2O3 deposition (Step 1b)

Ref: "Atomic Layer Deposition," Cambridge NanoTech Inc., 24 April 06. .

Слайд 61

ALD Process and Equipments Example: ALD cycle for Al2O3 deposition (Step

ALD Process and Equipments

Example: ALD cycle for Al2O3 deposition (Step 1c)

Releases

sequential precursor gas pulses to deposit a film one layer at a time.
A first precursor gas is introduced into the process chamber and produces a monolayer of gas on the wafer surface. Then a second precursor of gas is introduced into the chamber reacting with the first precursor to produce a monolayer of film on the wafer surface.
Two fundamental mechanisms:
Chemisorption saturation process
Sequential surface chemical reaction process

Ref: "Atomic Layer Deposition," Cambridge NanoTech Inc., 24 April 06. .

Слайд 62

ALD Process and Equipments Example: ALD cycle for Al2O3 deposition (Step

ALD Process and Equipments

Example: ALD cycle for Al2O3 deposition (Step 2a)

Releases

sequential precursor gas pulses to deposit a film one layer at a time.
A first precursor gas is introduced into the process chamber and produces a monolayer of gas on the wafer surface. Then a second precursor of gas is introduced into the chamber reacting with the first precursor to produce a monolayer of film on the wafer surface.
Two fundamental mechanisms:
Chemisorption saturation process
Sequential surface chemical reaction process

Ref: "Atomic Layer Deposition," Cambridge NanoTech Inc., 24 April 06. .

Слайд 63

ALD Process and Equipments Example: ALD cycle for Al2O3 deposition (Step

ALD Process and Equipments

Example: ALD cycle for Al2O3 deposition (Step 2b)

Releases

sequential precursor gas pulses to deposit a film one layer at a time.
A first precursor gas is introduced into the process chamber and produces a monolayer of gas on the wafer surface. Then a second precursor of gas is introduced into the chamber reacting with the first precursor to produce a monolayer of film on the wafer surface.
Two fundamental mechanisms:
Chemisorption saturation process
Sequential surface chemical reaction process

Ref: "Atomic Layer Deposition," Cambridge NanoTech Inc., 24 April 06. .

Слайд 64

ALD Process and Equipments Example: ALD cycle for Al2O3 deposition (Step

ALD Process and Equipments

Example: ALD cycle for Al2O3 deposition (Step 2c)

Releases

sequential precursor gas pulses to deposit a film one layer at a time.
A first precursor gas is introduced into the process chamber and produces a monolayer of gas on the wafer surface. Then a second precursor of gas is introduced into the chamber reacting with the first precursor to produce a monolayer of film on the wafer surface.
Two fundamental mechanisms:
Chemisorption saturation process
Sequential surface chemical reaction process

Ref: "Atomic Layer Deposition," Cambridge NanoTech Inc., 24 April 06. .

Слайд 65

ALD Process and Equipments Example: ALD cycle for Al2O3 deposition (after

ALD Process and Equipments

Example: ALD cycle for Al2O3 deposition (after 3

cycles)

Releases sequential precursor gas pulses to deposit a film one layer at a time.
A first precursor gas is introduced into the process chamber and produces a monolayer of gas on the wafer surface. Then a second precursor of gas is introduced into the chamber reacting with the first precursor to produce a monolayer of film on the wafer surface.
Two fundamental mechanisms:
Chemisorption saturation process
Sequential surface chemical reaction process

Ref: "Atomic Layer Deposition," Cambridge NanoTech Inc., 24 April 06. .

Слайд 66

ALD Process and Equipments Releases sequential precursor gas pulses to deposit

ALD Process and Equipments

Releases sequential precursor gas pulses to deposit a

film one layer at a time.
A first precursor gas is introduced into the process chamber and produces a monolayer of gas on the wafer surface. Then a second precursor of gas is introduced into the chamber reacting with the first precursor to produce a monolayer of film on the wafer surface.
Two fundamental mechanisms:
Chemisorption saturation process
Sequential surface chemical reaction process
Example: ALD cycle for Al2O3 deposition

Since each pair of gas pulses (one cycle) produces exactly one monolayer of film, the thickness of the resulting film may be precisely controlled by the number of deposition cycles.

Ref: "Technology Backgrounder: Atomic Layer Deposition," IC Knowledge LLC, 24 April 06. .

Step coverage and deposition rate Vs.
deposition technique.

Слайд 67

ALD Process and Equipments Four main types of ALD reactors Closed

ALD Process and Equipments

Four main types of ALD reactors
Closed system chambers
Open

system chambers
Semi-closed system chambers
Semi-open system chambers
Слайд 68

ALD Process and Equipments Four main types of ALD reactors Closed

ALD Process and Equipments

Four main types of ALD reactors
Closed system chambers

(most common)
Open system chambers
Semi-closed system chambers
Semi-open system chambers

✔

Слайд 69

ALD Process and Equipments Four main types of ALD reactors Closed

ALD Process and Equipments

Four main types of ALD reactors
Closed system chambers

(most common)
The reaction chamber walls are designed to effect the transport of the precursors.

Open system chambers
Semi-closed system chambers
Semi-open system chambers

Ref: "Technology Backgrounder: Atomic Layer Deposition," IC Knowledge LLC, 24 April 06. .

Слайд 70

ALD Process and Equipments Process Temperature [1] [1] [1] 1 "Technology

ALD Process and Equipments

Process Temperature [1]

[1]

[1]

1 "Technology Backgrounder: Atomic Layer Deposition,"

IC Knowledge LLC, 24 April 06.

2 ”Atomic Layer Deposition," Aviza Technology. 26 April 06. .

Слайд 71

ALD Process and Equipments One cycle Process Temperature [1] [1] [1]

ALD Process and Equipments

One cycle

Process Temperature [1]

[1]

[1]

Acceptable temperature range for deposition.

1

"Technology Backgrounder: Atomic Layer Deposition," IC Knowledge LLC, 24 April 06. .

2 ”Atomic Layer Deposition," Aviza Technology. 26 April 06. .

Слайд 72

ALD Applications High-K dielectrics for CMOS Semiconductor memory (DRAM) Cu interconnect barrier Deposition in porous structures

ALD Applications

High-K dielectrics for CMOS
Semiconductor memory (DRAM)
Cu interconnect barrier
Deposition in porous

structures
Слайд 73

Элементы электронных систем.

Элементы электронных систем.

Слайд 74

Физические основы наноэлектроники

Физические основы наноэлектроники

Слайд 75

Квантовые основы наноэлектроники квантовое размерное ограничение интерференция туннелирование через потенциальные барьеры.

Квантовые основы наноэлектроники

квантовое размерное ограничение
интерференция
туннелирование через
потенциальные барьеры.

Слайд 76

Квантовое размерное ограничение

Квантовое размерное ограничение

Слайд 77

Уравнение Шредингера

Уравнение Шредингера

Слайд 78

Решения уравнения Шредингера в непериодическом потенциале Решениe уравнения Шредингера для U(x)

Решения уравнения Шредингера в непериодическом потенциале

Решениe уравнения Шредингера для U(x) =

const

U2

U1

E

Для области, где E >U1, решениe уравнения Шредингера ψ(x) = A exp(ikx), где к=[2m(E- U1)/h2]1/2 Для E < U2, ψ(x) = A exp(-kx), где к=[2m(U2 - E)/h2]1/2

Слайд 79

Квантовое размерное ограничение. ΔЕ = 0.02эВ для а=50нм и m=10-27г Δ

Квантовое размерное ограничение.

ΔЕ = 0.02эВ для а=50нм и m=10-27г
Δ Е =

0.2эВ для а=5нм и m=10-27г
Слайд 80

Квантовое размерное ограничение. ΔЕ = 0.02эВ для а=50нм и m=10-27г Δ Е = 0.2эВ для а=5нм

Квантовое размерное ограничение.

ΔЕ = 0.02эВ для а=50нм и m=10-27г
Δ Е =

0.2эВ для а=5нм
Слайд 81

Двумерный электронный газ Энергетические зоны на границе двух полупроводников.Есi и Еvi

Двумерный электронный газ

Энергетические зоны на границе двух полупроводников.Есi и Еvi –

границы зон проводимости и валентной. Электрон
С энергией меньшей Ес2 (уровень показан красным цветом) может находится только справа от границы
Слайд 82

Квантовые ямы Одномерный электронный газ Квантовая яма сформированная в слое полупроводника

Квантовые ямы Одномерный электронный газ

Квантовая яма сформированная в слое полупроводника с узкой

запрещенной зоной, заключенном между двумя полупроводниками, обладающими более широкой запрещенной зоной.
Слайд 83

Квантовые нити. Одномерный электронный газ Полупроводниковые гетероструктуры с квантовыми нитями, полученные

Квантовые нити. Одномерный электронный газ

Полупроводниковые гетероструктуры с квантовыми нитями, полученные с помощью

субмикронной литографии за счет вытравливания узкой полоски из самой структуры (а) или щели в затворе Шоттки (б):
1 – полупроводник с широкой запрещенной зоной (AlGaAs); 2 – полупроводник с узкой запрещенной зоной (GaAs); 3 – металлический затвор.
Слайд 84

Квантовые точки. Нульмерный электронный газ В квантовой точке движение ограничено в

Квантовые точки. Нульмерный электронный газ

В квантовой точке движение ограничено в трех направлениях

и энергетический спектр полностью дискретный, как в атоме. Поэтому квантовые точки называют еще искусственными атомами, хотя каждая такая точка состоит из тысяч или даже сотен тысяч настоящих атомов. Размеры квантовых точек порядка нескольких нанометров. Подобно настоящему атому, квантовая точка может содержать один или несколько свободных электронов. Если один электрон, то это как бы искусственный атом водорода, если два – атом гелия и т.д.
Слайд 85

Интерференция. Эффект Ааронова-Бома.

Интерференция. Эффект Ааронова-Бома.

Слайд 86

Туннелирование Квантовое ограничение, проявляясь в наноразмерных структурах, накладывает специфический отпечаток и

Туннелирование

Квантовое ограничение, проявляясь в наноразмерных структурах, накладывает специфический отпечаток и на

туннелирование. Так, квантование энергетических состояний электронов в очень тонких, периодически расположенных потенциальных ямах приводит к тому, что туннелирование через них приобретает резонансный характер, то есть туннельно просочиться через такую структуру могут лишь электроны с определенной энергией.
Слайд 87

Туннельный резонансный транзистор Схема работы и вольт-амперная характеристика резонансного прибора. а

Туннельный резонансный транзистор

Схема работы и вольт-амперная характеристика резонансного прибора.
а –

напряжение равно 0; б – подано резонансное напряжение; в – напряжение больше резонансного; г – вольт-амперная характеристика.
Слайд 88

Туннельный резонансный транзистор

Туннельный резонансный транзистор

Слайд 89

Одноэлектроника. Одно из самых перспективных направлений увеличения степени интеграции микросхем основано

Одноэлектроника.

Одно из самых перспективных направлений увеличения степени интеграции микросхем основано на

развитии приборов, в которых контролируется перемещение буквально одного электрона. В таких устройствах, называемых сейчас одноэлектронными транзисторами бит информации будет представлен одним электроном. В одноэлектронных транзисторах время перемещения электрона определяется процессами туннелирования и может быть очень малым.

R = max(Ri; Rs)

Слайд 90

Одноэлектроника. -е/2 Кулоновская блокада — это явление отсутствия тока при приложении

Одноэлектроника.

-е/2 < Q0 < е/2

Кулоновская блокада — это явление отсутствия тока

при приложении напряжения к туннельному переходу из-за невозможности туннелирования электронов вследствие их кулоновского отталкивания.

V=Q/С

Если -е/2С< V < +е/2С, то I = 0

Слайд 91

Одноэлектроника. Одноэлектронное туннелирование в условиях кулоновской блокады VКБ= е/2С, е=I*t f=I/e,

Одноэлектроника.

Одноэлектронное туннелирование в условиях кулоновской блокады

VКБ= е/2С,

е=I*t

f=I/e,

Кулоновская лестница

при

4.2 К емкость С<<2х10-16 Ф,
для Т=77 К и T=300К С<<10-17 и С<<Зx10-18 соответственно.
Слайд 92

Одноэлектроника.

Одноэлектроника.

Слайд 93

Слайд 94

Слайд 95

Слайд 96

Слайд 97

Одноэлектроника.

Одноэлектроника.

Слайд 98

- Предыдущая
Гигиена воды
Следующая -
Методы построения дерева событий и дерева отказов

Похожие презентации

Разметка документов
ПСИХОЛОГИЯ ПОДРОСТКОВ
ЛЕКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ К КУРСУ “МЕЖДУНАРОДНЫЙ БУХГАЛТЕРСКИЙ УЧЕТ” (бакалавры) О.В.Соловьева к.э.н., доцент кафедра Учета, анализа и аудита экономический ф-т МГУ им. М.В.ломоносова
Персональный маркетинг профессионального спортсмена
Задача 1. Банковский мультипликатор (Бм) равен 40, В результате выдачи центральным банком кредитов коммерческим банкам денежная мас
Закаливание детей в детском саду
Slice Method
Механизмы метасоматоза
Жан Батист Ламарк
Материалы к заседанию Комиссии при Президенте Российской Федерации по модернизации и технологическому развитию экономики Рос
Опытное определение параметров схемы замещения трансформатора. Упрощенная схема замещения
Современные автомобили и двигатели
Шеңбердің теңдеуі
Инфляция создает риски для исполнения бюджета РФ на 2012-2014 годы Поповой Натальи Т-093
Нұрсұлтан Әбішұлы Назарбаев
Презентация на тему Творческий проект. Фартук.
Бизнес план строительство
Памятники книге
Лестницы
Геометрическая прогрессия - презентация по Алгебре
ЭТНОКАЛЕНДАРЬ Санкт-Петербург 2009: Методические рекомендации по работе с комплектом плакатов для воспитателей до
Заболевания сосудов
Иосиф прекрасный праотец
Государственная политика в религиозной сфере
Удмурты. Народы Поволжья
Архитектура и функциональные возможности Visual Studio Team Foundation Server
Российский университет дружбы народов Кафедра хирургических болезней Презентацию подготовила: Кузнецова Анастасия студен
Электричество в быту
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть