面向埋入式施主器件的低热处理预算高 k 介质/金属表面栅
摘要
原子级精度先进制造（APAM）能够在超出固溶度极限的原子薄层内创建施主器件，从而实现独特的器件物理。这为将 APAM 用作探究原子极限数字电子学的探路平台提供了机遇。向更小晶体管的缩放日益困难且昂贵，亟需研究延伸至原子尺度的替代制造路径。APAM 施主器件可利用扫描隧道显微镜（STM）创建。然而，这些器件目前与工业标准制造工艺不兼容。在低热处理预算（LT）工艺（以限制施主扩散）与高热处理预算（HT）工艺（以生长无缺陷的外延 Si 与栅氧化层）之间存在权衡。为此，我们开发了 LT 外延 Si 覆盖层与 LT 沉积 Al2O3 栅氧化层，并与原子级精度单电子晶体管（SET）集成，将其用作静电计以表征栅叠层质量。该表面栅 SET 展现出预期的库仑阻塞行为。然而，栅对 SET 的调控能力受限于 SET 上方各层中的缺陷，包括 Si 与氧化物间的界面以及 Si 覆盖层中的结构与化学缺陷。我们提出了一种更复杂的栅叠层与工艺流程，预计可改善未来原子级精度器件的性能。
引用
@article{arxiv.2002.09075,
title = {Low Thermal Budget High-k/Metal Surface Gate for Buried Donor-Based Devices},
author = {Evan M. Anderson and DeAnna M. Campbell and Leon N. Maurer and Andrew D. Baczewski and Michael T. Marshall and Tzu-Ming Lu and Ping Lu and Lisa A. Tracy and Scott W. Schmucker and Daniel R. Ward and Shashank Misra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.09075},
year = {2025}
}
备注
Version accepted for open access publication in Journal of Physics: Materials. Added keywords, additional text to the abstract, additional discussion of interfaces, and additional references. Consolidated references into one section at the end of the document instead of one part for the main article and one part for the supplementary material