應用於單電子電晶體之矽/鍺量子點研製

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姓名

林上偉(Shang-Wei Lin) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

應用於單電子電晶體之矽/鍺量子點研製
(Study of Forming Si/Ge Quantum dots for Single-Electron Devices)

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摘要(中)

本論文之研究重點，在於發展可應用於矽基材單電子電晶體之量子點(線)的研製。有鑑於其他相關研究單位所發展的量子點製程，大都未考量製程中的穩定性、再現性、成本考量以及與現今半導體製程的相容性；故本論文將重點放在可相容於目前傳統的LSI製程，以及盡量提高製程的穩定性與再現性，並且降低製程的成本，發展出數種在傳統矽基材下可行的量子點(線)製作方式。

摘要(英)

In this thesis, the technique of forming Si & Ge quantum dots for Single-electron devices will be proposed. The advantages of the technique are well controllable, reproducible and compatible with traditional CMOS process.

關鍵字(中)

★ 小線寬間隙壁自我對準技術
★ 庫倫震盪效應
★ 庫倫阻斷效應
★ 矽鍺
★ 量子點
★ 單電子電晶體

關鍵字(英)

★ Single-Electron Transistor(SET)
★ Quantum dot
★ Coulomb blockade Effect
★ Narrow spacer self-alignment(NSSA))
★ Coulomb Oscillation Effcet

論文目次

致謝…………………………………………………………………………….Ⅱ
圖目錄……………………………………………………………………….…Ⅲ
表目錄………………………………………………………………………….Ⅷ
論文結構概述………………………………………………………………….Ⅸ
第一章研究動機 ………………………...……………………………………1
1-1 半導體發展趨勢………………………………………………………1
1-2 單電子電晶體的誕生…………………………………………………2
1-3 單電子電晶體的應用…………………………………………………5
1-4 單電子電晶體研究現況………………………………………………8
第二章單電子電晶體動作原理………………...……………………………10
2-1 前言..…………………………………………………………………10
2-2 單電子電晶體動作基本條件……………………..…………………12
2-3 單電子電晶體之庫倫電荷效應…………………..…………………14
2-3-1 庫倫阻斷效應……………………………..…………………14
2-3-2 庫倫震盪效應……………………..…………………………16
2-3-3 微分導電係數等高線圖…..…………………………………19
第三章鍺量子點的研製...……………………………………………………21
3-1 前言…..………………………………………………………………21
3-2 鍺量子點的研製介紹…..……………………………………………23
3-2-1 矽/鍺選擇性氧化…….………………………………………24
3-3 鍺量子點製作流程…..………………………………………………26
3-4 結果與討論…..………………………………………………………30
3-4-1 氧化時間(熱預算值)對鍺量子點的影響……………………30
3-4-2 鍺含量(x值)對鍺量子點的影響…….………………………33
3-5 鍺量子點應用於單電子電晶體之驗證…..…………………………37
第四章矽量子線的研製…………………………………………………...…39
4-1 前言………………………………………………………………..…39
4-2 矽量子線的研製介紹……………………………………………..…43
4-2-1 小線寬間隙壁自我對準…………………………………..…43
4-2-2 矽非等向性濕蝕刻(TMAH)…..…………………....………..45
4-2-3 矽/氮化矽之選擇性氧化…………………….………………49
4-3 矽量子線結構製作流程……………………..………………………49
4-4 結果與討論…………………………………..………………………59
第五章總結與未來展望……………………………...………………………69
參考文獻……………………………………………….………………………71

參考文獻

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指導教授

李佩雯(Pei-Wen Li)

審核日期

2004-7-17

推文