采用电子束蒸发SiO?隧道势垒的单电子晶体管

摘要： 近期采用沉积电介质工艺制造金属-绝缘体-金属（MIM）单电子晶体管（SET）的研究显示出与现代CMOS工艺兼容的制造潜力。"肋状SET"工艺[V. Joshi、A. O. Orlov和G. L. Snider，《真空科学与技术杂志B辑》26卷2587页(2008年)；G. Karbasian、A. O. Orlov和G. L. Snider，《真空科学与技术杂志B辑》33卷(2015年)]通过自对准岛结构实现，可将SET尺寸缩小至10纳米以下。但该工艺实现高质量SET的主要障碍在于难以制备低噪声的高品质MIM隧道结。本研究报道了采用电子束蒸发沉积隧道势垒（替代原子层沉积）的铂-二氧化硅-铂MIM SET。针对电子束蒸发形成隧道势垒的挑战提出了解决方案。虽然铂本征氧化层可忽略，但沉积态Pt-SiO2-Pt结构存在显著电阻，经氢等离子体退火处理后电阻值可降低五个数量级以上，表明存在界面铂氧化物。研究表明该处理不仅能提升SET电导率，更是形成低噪声SET所需高电导率隧道势垒的必要条件。