EA011592B1 - Способ получения резонансных гетероструктур с планарным переносом - Google Patents

Способ получения резонансных гетероструктур с планарным переносом Download PDF

Info

Publication number
EA011592B1
EA011592B1 EA200700833A EA200700833A EA011592B1 EA 011592 B1 EA011592 B1 EA 011592B1 EA 200700833 A EA200700833 A EA 200700833A EA 200700833 A EA200700833 A EA 200700833A EA 011592 B1 EA011592 B1 EA 011592B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
lattice
transfer layer
dislocations
layer
period
Prior art date
Application number
EA200700833A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200700833A1 (ru
Inventor
Жоэль Эймери
Паскаль Жантиль
Original Assignee
Коммиссариат А Л'Энержи Атомик
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Коммиссариат А Л'Энержи Атомик filed Critical Коммиссариат А Л'Энержи Атомик
Publication of EA200700833A1 publication Critical patent/EA200700833A1/ru
Publication of EA011592B1 publication Critical patent/EA011592B1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861—Diodes
    • H01L29/88—Tunnel-effect diodes
    • H01L29/882—Resonant tunneling diodes, i.e. RTD, RTBD
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/15—Structures with periodic or quasi periodic potential variation, e.g. multiple quantum wells, superlattices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/15—Structures with periodic or quasi periodic potential variation, e.g. multiple quantum wells, superlattices
    • H01L29/158—Structures without potential periodicity in a direction perpendicular to a major surface of the substrate, i.e. vertical direction, e.g. lateral superlattices, lateral surface superlattices [LSS]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/30—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface
    • H01L29/32—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface the imperfections being within the semiconductor body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству для переноса электронов, содержащему по меньшей мере один слой переноса (6), в котором сформирована по меньшей мере одна периодическая решетка с дислокациями и/или дефектами, и средства (4) для направления электронов в слое переноса.

Description

Область и уровень техники
Для образования структур для резонансного переноса электронов очень часто используются геометрические характеристики, обеспечиваемые чередованием слоев с разными физическими свойствами.
Такие слои получают, например, выращиванием или в ходе последовательных этапов обработки или нанесения покрытий вдоль нормали к образцу как для структур двухмерного типа, так и вдоль одномерных структур типа нити.
Так обстоит дело и в отношении всего семейства туннельных диодов, в которых применяются переходы между электронными полосами или эффекты резонанса между туннельными барьерами.
В области полупроводников для таких структур применяются материалы, отличающиеся между собой шириной запрещенных зон.
Однако и эти технологии приводят к образованию поверхностей раздела, а также к не контролируемым несовершенствам или неоднородностям структуры, вызванным дефектами технологий литографии и травления при получении таких компонентов. Эти дефекты могут приводить к состояниям поверхности раздела или объема, неблагоприятным в отношении проводимости.
Следовательно, возникает вопрос о создании структуры для переноса или проводимости электронов, которая не характеризовалась бы указанными проблемами.
Также возникает вопрос о создании устройств, позволяющих охарактеризовать электрическое и/или магнитное поле.
Раскрытие изобретения
Согласно изобретению применяются упорядоченные в кристалле микро- или нанодефекты для создания устройств для резонансного переноса электронов при планарной или продольной геометрии.
Изобретение относится к устройству для переноса электронов, содержащему по меньшей мере один слой переноса, в котором образована по меньшей мере одна периодическая решетка с дислокациями и/или дефектами;
средства для направления электронов в плоскости указанного слоя переноса.
Такое устройство имеет один или несколько резонансов при переходе электронов в слой переноса.
При наличии решетки с дислокациями по меньшей мере часть этих дислокаций может быть декорирована электрическими зарядами и/или химическими частицами.
Решетка с дислокациями может располагаться в виде квадрата, или прямоугольника, или шестиугольника либо, в более общем смысле, иметь симметричный вид, обусловленный взаимодействием между указанными дислокациями.
Решетка с дефектами может представлять собой, по меньшей мере частично, решетку с дефектами, вызванными облучением и/или имплантацией.
Могут быть предусмотрены и средства для электрического контакта со слоем переноса.
Согласно варианту выполнения направляющие средства содержат изоляционный или слабо проводящий слой, на котором располагается слой переноса.
Также могут быть предусмотрены средства для наложения и/или измерения электрического и/или магнитного поля в слое переноса.
Слой переноса может иметь вид по меньшей мере одной области, вытянутой в первом направлении, в котором периодическая решетка имеет первый период.
Дополнительно она может содержать по меньшей мере одну вторую область, вытянутую во втором направлении, отличающемся от первого, в котором периодическая решетка имеет второй период, отличающийся или не отличающийся от первого периода.
Таким образом, получают разные резонансы в разных направлениях распространения электронов, определяемых направлениями вытянутых областей.
Может быть образован и второй слой переноса. Второй слой переноса также может иметь решетку с дислокациями и/или дефектами.
Возможно получение двух и более наложенных друг на друга слоев, каждый из которых содержит решетку, дисклокации и/или дефекты в которой могут быть смещены или не смещены, причем геометрические характеристики решеток могут быть одинаковыми или разными. Такая упаковка позволяет увеличить эффективную площадь взаимодействия между электронами и дефектами.
Каждый слой переноса может иметь толщину от 1 нм до 1 мкм.
Предпочтительно формировать решетку переноса в поверхностном слое структуры 8ΘΙ (КНД) или структуры типа полупроводник на изоляторе, при этом изоляционный слой может использоваться в качестве направляющего слоя.
Также изобретение относится к диоду с отрицательным дифференциальным сопротивлением, содержащему устройство согласно изобретению, как описано выше.
Кроме того, изобретение относится к способу формирования микро- или наноструктур с помощью технологии, обеспечивающей надежную регулировку зазоров, и модификации кристаллического материала, так называемой матрицы, имеющего небольшое количество внутренних дефектов. Эта матрица может состоять из нескольких слоев.
- 1 011592
Изобретение относится также к способу изготовления устройства для переноса элеутронов, включающего в себя формирование по меньшей мере одной периодической решетки с дислокациями и/или дефектами в слое, называемом слоем переноса;
создание средств для направления электронов в плоскости указанного слоя переноса.
Решетка может представлять собой решетку, содержащую по меньшей мере одну решетку с дислокациями, при этом способ дополнительно содержит этап, на котором по меньшей мере часть дислокаций декорируется электрическими зарядами и/или химическими частицами. Решетка может быть получена на этапе соединения двух кристаллических материалов, и/или имплантации, и/или облучения.
Дополнительно может проводиться этап формирования средств для электрического контакта со слоем.
Этап формирования направляющих средств включает в себя предпочтительно этап формирования изоляционного или плохо проводящего слоя, на котором располагается слой переноса.
Краткое описание чертежей
На фигурах изображено:
фиг. 1А-3 - разные виды выполнения устройства согласно изобретению;
фиг. 4А, 4В - решетки с дислокациями;
фиг. 5А-5С - решетки с дефектами, образованными облучением;
фиг. 6 - применение устройства согласно изобретению;
фиг. 7А, 7В, 8А, 8В, 9А, 9В - другие примеры применения устройств согласно изобретению.
Подробное описание вариантов выполнения изобретения
Первый вариант выполнения изобретения показан на фиг. 1А.
В первом слое 6 образована периодическая решетка с дислокациями и/или дефектами, через которую производится перенос электронов, при этом периодичность решетки придает переносу резонансный характер.
Решетка может быть периодической в одном или двух измерениях.
Эта решетка может быть образована так, как это описано в документе АО 99/05711 или АО 02/054466.
Следовательно, решетка может быть получена связыванием и образованием контакта между поверхностью пластинки из первого кристаллического материала и поверхностью пластинки из второго кристаллического материала таким образом, чтобы кристаллические решетки, представленные указанными поверхностями, содержали по меньшей мере один параметр рассогласования, способный образовать решетку с кристаллическими дефектами и/или решетку с напряжениями в кристаллических областях, простирающихся по обе стороны поверхности раздела обеих пластинок, причем по меньшей мере одна из указанных решеток образует микро- или наноструктуру.
Параметром рассогласования может служить заданный угол смещения при вращении кристаллических решеток, представленных обеими поверхностями, и/или различие параметра кристаллической решетки для кристаллических материалов, образующих поверхности контактирующих между собой пластинок, и/или заданный угол, под которым поверхность по меньшей мере одной из пластинок смещена по отношению к простой кристаллографической плоскости, направление которой соответствует направлению поверхности.
Контактирование указанных поверхностей может иметь гидрофобный или гидрофильный характер.
При необходимости термообработка может обеспечить завершение образования решетки с дефектами и/или напряжениями и усилить межатомные связи между поверхностями контактирующих пластинок.
Следовательно, становится возможным получение решетки с шагом, например, от нескольких нанометров до нескольких десятков или сотен нанометров или нескольких микрометров, например от 1 до 50, или 100, или 500 нм, или 1, или 20 мкм.
Другие подробные сведения об образовании данного типа решеток содержатся в указанных выше документах.
Таким образом, для получения микро- или наноструктур можно применять молекулярное связывание, обеспечивающее получение решеток с дислокациями, которые при необходимости могут быть декорированы другими химическими частицами или пустотами.
Связывание одинаковых или разных материалов (по химической природе и/или кристаллографической ориентации) применяется для определения происхождения и шага дислокаций. Применение многослойного связывания возможно для увеличения эффективной площади взаимодействия электронов с дефектами.
Так, например, можно накладывать два слоя: один толщиной около 10 нм и другой - 20 или 100 нм на слой из 8ίΟ2.
Чем больше дефектов, тем выше вероятность встречи электронов с этими дефектами и их видоизмененного переноса.
- 2 011592
Например, связыванием 81 (001)/81 (001) можно получить квадратную решетку с дислокациями (как показано на фиг. 4А), а связыванием 81 (111)/81 (011) получают шестиугольную решетку (как показано на фиг. 4В). Если же материалы являются разного типа, то решетка будет скорее прямоугольной.
В качестве варианта или в сочетании с предыдущей технологией также возможно применять методы облучения и/или имплантации, т.е. подвергать воздействию облучения (электронов и/или ионов), вызывающего образование дефектов (вакансий и/или междоузельных дефектов) в материале 6, в котором происходит перенос, либо непосредственно в том случае, когда размер зонда является достаточно малым, либо через маску.
Образованные дефекты могут обладать пассивным и/или активным свойством по отношению к явлению переноса.
Так, например, при наличии дислокаций может иметь место явление диффузии или дифракции носителей заряда на этих линейных дефектах, но можно привнести и дополнительные заряды (электроны или дырки), которые будут непосредственно способствовать переносу.
Характер донора или акцептора электронов определяется природой дефекта, при необходимости декорированием произвольно добавляемыми или спонтанно захваченными элементами и/или частицами.
Каким бы ни был вариант выполнения, электроны заключены в плоскостном слое, толщина которого уменьшена на участке вокруг решетки для повышения взаимодействия между этими обеими составляющими.
Следовательно, перенос является направленным с тем, чтобы условия для взаимодействия были принудительными в плоскости слоя 6 с дефектами.
Согласно варианту выполнения на фиг. 1А матрица вместе с микро- и наноструктурами отделена от подложки слоем или барьером 4, являющимся изолирующим или слабо проводящим по сравнению с проводимостью слоя 6, для того чтобы большая часть электрического тока протекала по слою 6.
Компонент типа КНД (8ΟΙ), содержащий подложку, тонкий изоляционный слой (например, из оксида 8ίΟ2) и тонкий слой полупроводникового материала, в частности кремния, пригоден для создания устройства согласно изобретению.
Также можно предусмотреть в том случае, когда решетку получают связыванием, утончение одной из пластинок с целью ограничения толщины слоя 6. Это утончение может проводиться на этапе выпрямления, механического или химического шлифования или расслоения. В последнем случае одна из поверхностей может быть, например, предварительно подвергнута ионной имплантации для образования плоскости расслоения.
Толщина слоя 6 переноса составляет, например, от нескольких нанометров до 100 нм или нескольких сотен нанометров, например от 1 или 5 до 100, или 200, или 500 нм, или 1 мкм.
Как изображено на фиг. 1В, на которой показан вид сбоку устройства по фиг. 1А, контакты 8, 10 могут быть выполнены на активном слое 6, например, нанесением металлических покрытий для обеспечения боковой проводимости зарядов в слой 6.
Согласно альтернативному варианту контакты 8, 10 могут располагаться на слое 6 (фиг. 2), а не с обеих сторон, как показано на фиг. 1В.
Согласно еще одному варианту (фиг. 3) контакты 8, 10 могут располагаться частично в слое 6 и частично над уровнем слоя или верхней поверхностью слоя.
Совокупность из двух слоев и контактов может располагаться на подложке 2.
Для определения одного или нескольких относительных направлений переноса могут дополнительно применяться литография и травление слоя 6. Таким образом, можно определить на основании плоскости слоя 6 полосы переноса, имеющие при необходимости разную ориентацию.
Следовательно, можно определить оси 60, 62, 64 перемещения зарядов, как это показано на фиг. 7А и 7В, о которых речь пойдет ниже.
Указанный эффект может быть использован для модуляции резонансных эффектов для того, чтобы носители зарядов могли проходить разные расстояния до момента взаимодействия с дефектом в том случае, когда намеченные полосы имеют разные ориентации по отношению к повторяющемуся рисунку решетки, как это будет объяснено ниже с помощью фиг. 4 А и 4В.
Ограничивающий слой 4 может применяться в сочетании с охарактеризованными полосами переноса в плоскости слоя 6 с решеткой.
Решетка с дислокациями и/или дефектами может быть квадратной, как показано на фиг. 4А, или гексагональной, как показано на фиг. 4В. Эти формы являются всего лишь примерами, и дефекты и/или дислокации могут распределяться в соответствии с другими геометрическими формами, например прямоугольными.
На фиг. 4А, 4В показано также декорирование линий дислокаций, выполняемое электрическими зарядами и/или химическими частицами 12, 14, 16, 18.
Как изображено на фиг. 4А, шаг или период одной и той же решетки, если смотреть в двух разных направлениях Ό1 и Ό2, не является одинаковым.
Если заряды смещаются, по существу, в направлении Ό1, то их шаг или период не является таким же, как если бы они смещались в направлении Ό2. Изменение шага повторяющегося рисунка в зависимо
- 3 011592 сти от направления распространения может происходить в решетке любого другого типа, например, при наличии структуры, показанной на фиг. 4В.
На фиг. 5А-5С показаны решетки с дефектами, полученными облучением и/или имплантацией, при этом они имеют вид контактов (фиг. 5А) либо параллельных между собой (фиг. 5В) или скрещенных полос (фиг. 5С). В последнем случае полосы перекрещены под прямым углом, однако это бывает не всегда так. Кроме того, шаг смещения электронов и, следовательно, параметры резонанса, обусловленного периодическим характером дефектов, являются функцией направления распространения электронов.
Каким бы ни был применяемый вариант выполнения, слой 6 может использоваться в сочетании с затворами 20, 22 для приложения электрического поля (фиг. 6), которое позволяет модулировать характеристики переноса зарядов, перемещающихся в слое 6. Предпочтительно эти затворы располагать наиболее близко к полосе.
На фиг. 7А и 7В показан слой 6, в котором решетка с дефектами и/или дислокациями получена, как описано выше. Дополнительно на слое 6 были вытравлены 3 полосы 60, 62, 64. Каждая из этих полос определяет основное направление распространения зарядов, с одной стороны, между контактом 80 и, с другой стороны, одним из трех контактов 82, 84, 86.
На фиг. 7А показана, например, решетка с дислокациями, образованная молекулярным связыванием двух кристаллических полупроводниковых материалов разного типа.
На фиг. 7В показана, например, решетка с дислокациями, образованная молекулярным связыванием двух одинаковых кристаллических полупроводниковых материалов, например, связыванием 8ΐ (001)/81 (001).
В связи с тем, что указанные полосы имеют разные направления, то специфический шаг или период зависит от направления и, следовательно, от полосы 60, 62, 64, как уже пояснялось выше со ссылкой на фиг. 4А. Следовательно, шаг или период в полосе 60 отличается от шага или периода в полосе 62, который также отличается от шага или периода в полосе 64. Шаг в полосе 64 может быть равным шагу в полосе 60. Следовательно, можно получить структуру, содержащую по меньшей мере две полосы с разными направлениями, при этом две из полос имеют одинаковый шаг.
В двух полосах с разными направлениями, но одинаковым шагом перенос зарядов происходит так же, как и при отсутствии поля. Наоборот, в присутствии магнитного и/или электрического поля перенос в обеих полосах более не является одинаковым. Посредством простой разницы, например, между токами в обоих ответвлениях можно обнаружить присутствие поля.
Как показано на фиг. 7А, 7В, могут быть проведены три измерения тока или напряжения, одно для каждой из трех полос, с резонансами, отличающимися один от другого из-за разницы в шагах или периодах для носителей заряда в каждой из полос.
В примере указаны три полосы, однако речь может идти о любом числе η полос (2 или 4 или п>4).
В том случае, когда на устройство извне воздействует, например, подлежащее измерению электрическое и/или магнитное поле, то модуляция токов в трех или η полосах дает информацию о направлении и напряженности этих полей. Поле или поля могут иметь любое направление по отношению к плоскости полос, в данном случае к плоскости фигуры.
В то же время полоса обеспечивает доступ только к составляющей поля, проецируемой на эту полосу. Напротив, в том случае, когда поле лежит в плоскости полос, то достаточно две полосы для его полного определения.
Предпочтительно, чтобы в том случае, когда требуется измерить внешнее поле В, можно было бы предусмотреть затворы (аналогичные приведенным выше затворам 20, 22,) для измерения поля Е, созданного в полосе переноса, при этом поле В действительно изменяет распределение зарядов внутри этой полосы.
Следовательно, согласно изобретению можно применять изменение направления вытравленного повторяющегося рисунка по отношению к решетке для получения нескольких резонансов в зависимости от целевого назначения.
Так, например, для структур на фиг. 8А, 9А кривые «напряжение-сила тока» будут иметь вид, показанный на фиг. 8В и 9В соответственно.
Как показано на фиг. 8А, период решетки и направление зарядов (электронов) приводят к появлению резонанса, выражающегося в виде пика на кривой «ток (I) - напряжение (V)». Ток и напряжение измеряются между контактами 8, 10.
Как показано на фиг. 9А, электроны распространяются в двух разных последовательных направлениях и, следовательно, как пояснялось выше, последовательно имеют разные периоды решетки. В результате образуются два резонансных пика на кривой I - V (фиг. 9В). Кроме того, измеряются сила тока и напряжение между контактами 8, 10.
На основе одной и той же решетки с дислокациями на кривой I - V могут оказаться наложенными несколько пиков, в результате установления изменяющегося направления пути переноса, или последовательных участков переноса с изменяющимся направлением. Также можно изменить шаг в решетке облучением с применением масок для локализации облученных зон.
- 4 011592
Диффузия и/или дифракция на периодических дефектах созданной решетки может быть также использована для получения структур типа диода с отрицательными дифференциальными сопротивлениями. Можно достичь положения, при котором кривая I (V) устройства согласно изобретению будет кривой диода. Следовательно, устройство уже само образует диод. Соотношение между пиком и впадиной на кривой Ι/ν такого диода может регулироваться с помощью периода или количества периодов дефектов, проходимых электронами.
Кроме того, в случае такого применения на кривой Ι/ν могут располагаться несколько пиков на основе одной и той же решетки с дислокациями в результате установления направления пути переноса или изменения шага масок при облучении.
Каким бы ни был вариант выполнения изобретения, применение магнитного или электрического поля локально вблизи микро- или наноструктуры или на всей структуре может привести к изменению условий переноса электричества в этих материалах. Направление поля может быть любым, как уже указывалось выше. Оно может быть задаваемым, например, фиксируемым напряжением, приложенным к выводам 8, 10, или определяться извне (как это имеет место, например, в случае применения в датчике).
В данном случае предпочтительно используется правильность решетки и направленность в области с дислокациями: носители заряда обладают, таким образом, разной подвижностью, определяемой направлением, поскольку вероятность их встречи с решеткой является разной и зависит она от направления.
Такая зависимость может быть использована для изготовления датчиков магнитного поля, чувствительных к направлению поля: действительно, изменение силы тока или напряжения в плоскости решетки или в направляющей полосе зависит от направления и напряженности приложенного поля Е и/или Н.
Для измерения изменения эталонного тока, протекающего в слое или по одной или нескольким направляющим полосам, при приложении электрического и/или магнитного поля могут применяться соответствующие средства. В качестве варианта могут быть использованы средства для измерения напряжения, создаваемого в данном слое.
Изобретение характеризуется простым осуществлением, так как оно предусматривает лишь ограниченное количество технологических операций: молекулярное связывание или использование технологии облучения и/или имплантации ионов через маску. Оно не использует существующие приемы нанесения покрытий (заполнение выемок, сложные повторяющиеся рисунки и т.д.).
Наконец, благодаря изобретению могут быть легко получены большие поверхности (объект изобретения νΕ8Ι).
Примером выполнения может служить устройство, в котором используется диффузия или дифракция электронов, вызываемая дислокационной решеткой в тонком слое 6, полученном молекулярным соединением, при этом этот слой отделен от подложки 2 оксидным слоем 4 (8ίΟ2).
Связанный слой формируют на подложке КНД (8ΟΙ) (001) способом, описанным в документе АО 02/054466.
Квадратную решетку с дислокациями, правильную и когерентную, получают с большими промежутками (например, с шагом 22 нм). Решетка с одинаковыми дислокациями имеет регулируемый шаг (составляющий, как правило, от нескольких нанометров до нескольких микрон). Толщину связанного слоя 6 можно уменьшить, например, до 10 нм.
После этого с помощью литографии выполняют полосы, располагаемые параллельно одной из сторон квадрата, образованного дислокационными линиями.
Ширина литографических линий соответствует длине нескольких сторон квадрата (например, 50 нм, что составляет около 2 периодов), длина же является более значительной (например, 1 мкм, т.е. 50 периодов).
Для модулирования требуемых резонансных эффектов могут применяться разные ориентации по отношению к решетке с дислокациями полученного литографически повторяющегося рисунка.
Применение магнитного и электрического полей в строго определенном направлении также позволяет модулировать характеристики переноса электронов.
Согласно варианту этого примера выполнения области с дефектами образуются при локализованном облучении электронами (<50 кэВ) или локализованной ионной имплантации (<2 МэВ) в структуре КНД (8ΟΙ). Локализация облучения или имплантации может достигаться с помощью масок.
Однако размеры и промежуток между повторяющимися рисунками будут более значительными в связи с требованиями к технологии изготовления масок (например, маска квадратных повторяющихся рисунков со стороной около 22 нм). Каждый рисунок маски определяет область дефектов облучения или имплантации, при этом плотность дефектов в каждой области задается условиями (доза, энергия, выбранные элементы и пр.) имплантации путем облучения. Структуры, получаемые такими способами, показаны на фиг. 5А-5С.
Согласно изобретению также можно выполнять два и более наложенных друг на друга слоя с решеткой в каждом из них, дислокации и/или дефекты могут быть смещены или не смещены, при этом геометрия решеток может быть одинаковой или разной. Такая упаковка позволяет увеличить эффективную площадь взаимодействия между электронами и дефектами. Эта упаковка может быть получена по
- 5 011592 следовательными операциями связывания. Или же первую решетку получают связыванием, а вторую облучением.

Claims (25)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Устройство для переноса электронов, содержащее по меньшей мере один слой (6) переноса, в котором дислокации и/или дефекты образуют по меньшей мере одну периодическую решетку;
    средства (4, 60, 62, 64, 70, 72) для направления электронов в плоскости указанной периодической решетки, при этом периодическая решетка в первом направлении имеет первый период и во втором направлении, отличающемся от первого направления, имеет второй период, причем второй период отличается от первого периода.
  2. 2. Диод с отрицательным дифференциальным сопротивлением, выполненный на основе устройства по п.1.
  3. 3. Устройство для определения характеристики электрического и/или магнитного поля, содержащее устройство по п.1 или 2, и средства для измерения изменения силы тока, протекающего в слое переноса, или электрического напряжения в указанном слое.
  4. 4. Устройство для определения характеристики электрического и/или магнитного поля, содержащее устройство для переноса электронов по меньшей мере с одним слоем (6) переноса, в котором дислокации и/или дефекты образуют по меньшей мере одну периодическую решетку, средствами (4, 60, 62, 64, 70, 72) для направления электронов в плоскости указанной периодической решетки, а также средства для измерения изменения силы тока, протекающего в слое переноса, или электрического напряжения в указанном слое.
  5. 5. Устройство по любому из пп.1-4, содержащее по меньшей мере одну решетку с дислокациями, при этом по меньшей мере часть дислокаций декорирована электрическими зарядами и/или химическими частицами.
  6. 6. Устройство по любому из пп.1-5, содержащее по меньшей мере одну решетку из дислокаций, расположенных в виде квадрата, прямоугольника или шестиугольника.
  7. 7. Устройство по любому из пп.1-6, содержащее по меньшей мере одну решетку из дефектов, вызванных облучением и/или имплантацией.
  8. 8. Устройство по любому из пп.1-7, содержащее дополнительно средства (8, 10, 80, 82, 84, 86) для электрического контакта со слоем (6) переноса.
  9. 9. Устройство по любому из пп.1-8, в котором средства для направления электронов содержат изоляционный или слабо проводящий слой (4), на котором расположен слой переноса.
  10. 10. Устройство по любому из пп.1-9, содержащее дополнительно средства (20) для приложения и/или измерения электрического и/или магнитного поля в слое переноса.
  11. 11. Устройство по любому из пп.1-10, содержащее по меньшей мере один второй слой переноса, дислокации и/или дефекты в котором образуют решетку.
  12. 12. Устройство по любому из пп.1-11, в котором указанная решетка образована в поверхностном слое КНД-структуры.
  13. 13. Устройство по п.4, в котором периодическая решетка в первом направлении имеет первый период;
    во втором направлении, отличающемся от первого, имеет второй период, причем второй период отличается от первого.
  14. 14. Способ изготовления устройства для переноса электронов, включающий формирование слоя переноса, в котором дислокации и/или дефекты образуют по меньшей мере одну периодическую решетку, включающее этап связывания двух кристаллических материалов;
    формирование средств для направления электронов в плоскости указанной периодической решетки.
  15. 15. Способ по п.14, в котором этап формирования слоя переноса включает формирование периодической решетки, в первом направлении имеющей первый период, во втором направлении, отличающемся от первого, имеющей второй период, при этом второй период отличается от первого.
  16. 16. Способ изготовления устройства для переноса электронов, включающий формирование слоя переноса, в котором дислокации и/или дефекты образуют по меньшей мере одну периодическую решетку;
    формирование средств для направления электронов в плоскости указанной периодической решетки, при этом этап формирования слоя переноса включает формирование периодической решетки, в первом направлении имеющей первый период, во втором направлении, отличающемся от первого, имеющей второй период, при этом второй период отличается от первого.
  17. 17. Способ по любому из пп.14-16, включающий травление слоя переноса.
  18. 18. Способ по любому из пп.14-17, включающий в себя дополнительно формирование по меньшей мере одного второго слоя переноса, имеющего периодическую решетку, образованную дислокациями
    - 6 011592 и/или дефектами.
  19. 19. Способ по любому из пп.14-18, в котором периодическая решетка в слое переноса образована в поверхностном слое КНД-структуры.
  20. 20. Способ по любому из пп.14-19, в котором указанная решетка представляет собой по меньшей мере одну решетку, образованную дислокациями, при этом способ включает в себя дополнительно этап декорирования по меньшей мере части дислокаций электрическими зарядами и/или химическими частицами.
  21. 21. Способ по любому из пп.14-20, в котором формирование периодической решетки включает этап облучения и/или имплантации.
  22. 22. Способ по любому из пп.14-21, включающий в себя дополнительно этап формирования средств для электрического контакта с указанным слоем.
  23. 23. Способ по любому из пп.14-22, в котором этап формирования средств для направления электронов включает в себя формирование изоляционного или слабо проводящего слоя, на котором располагается слой переноса.
  24. 24. Способ по любому из пп.14-23, включающий этап утончения слоя переноса.
  25. 25. Способ по любому из пп.16-24, в котором формирование указанной периодической решетки в слое переноса включает этап соединения двух кристаллических материалов.
EA200700833A 2004-10-12 2005-10-12 Способ получения резонансных гетероструктур с планарным переносом EA011592B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0410761A FR2876498B1 (fr) 2004-10-12 2004-10-12 Procede de realisation d'heterostructures resonnantes a transport planaire
PCT/FR2005/050845 WO2006040500A2 (fr) 2004-10-12 2005-10-12 Procede de realisation d'heterostructures resonnantes a transport planaire

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200700833A1 EA200700833A1 (ru) 2007-10-26
EA011592B1 true EA011592B1 (ru) 2009-04-28

Family

ID=34953743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200700833A EA011592B1 (ru) 2004-10-12 2005-10-12 Способ получения резонансных гетероструктур с планарным переносом

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8193525B2 (ru)
EP (1) EP1800350A2 (ru)
JP (1) JP2008516460A (ru)
KR (1) KR20070067144A (ru)
CN (1) CN101040389A (ru)
BR (1) BRPI0516475A (ru)
EA (1) EA011592B1 (ru)
FR (1) FR2876498B1 (ru)
WO (1) WO2006040500A2 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5471379B2 (ja) * 2009-12-04 2014-04-16 株式会社村田製作所 圧電デバイスの製造方法
JP2011124738A (ja) * 2009-12-10 2011-06-23 Murata Mfg Co Ltd 圧電デバイスの製造方法
CN112379245B (zh) * 2020-11-11 2023-08-11 上海华力集成电路制造有限公司 金属电迁移测试结构及其测试方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0427905A2 (en) * 1989-11-13 1991-05-22 Research Development Corporation Of Japan Grid-inserted quantum structure
EP0750353A2 (en) * 1995-06-23 1996-12-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Single electron tunnel device and method for fabricating the same
US5888885A (en) * 1997-05-14 1999-03-30 Lucent Technologies Inc. Method for fabricating three-dimensional quantum dot arrays and resulting products
US6020605A (en) * 1993-09-30 2000-02-01 Sony Corporation Quantum box structure and carrier conductivity modulating device
US6261928B1 (en) * 1997-07-22 2001-07-17 Commissariat A L 'energie Atomique Producing microstructures or nanostructures on a support
US20030186512A1 (en) * 2000-10-06 2003-10-02 Semeria Marie-No?Euml;Lle Method for automatic organisation of microstructures or nanostructures and related device obtained
US20040031975A1 (en) * 2002-03-18 2004-02-19 Max-Planck-Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschaften E.V., A German Corporation Field effect transistor memory cell, memory device and method for manufacturing a field effect transistor memory cell
US20040074866A1 (en) * 2000-10-06 2004-04-22 Franck Fournel Method for revealing crystalline defects and/or stress field defects at the molecular adhesion interface of two solid materials

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4503447A (en) 1982-07-16 1985-03-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Multi-dimensional quantum well device
US4799091A (en) * 1984-07-02 1989-01-17 Texas Instruments Incorporated Quantum device output switch
EP0535293A1 (en) * 1991-01-29 1993-04-07 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. A method of fabricating a compositional semiconductor device
JP3114246B2 (ja) * 1991-06-07 2000-12-04 ソニー株式会社 量子効果デバイス
US5449561A (en) * 1992-07-17 1995-09-12 University Of Houston Semimetal-semiconductor heterostructures and multilayers
US5705321A (en) * 1993-09-30 1998-01-06 The University Of New Mexico Method for manufacture of quantum sized periodic structures in Si materials
US5796119A (en) 1993-10-29 1998-08-18 Texas Instruments Incorporated Silicon resonant tunneling
JP3500541B2 (ja) * 1994-02-15 2004-02-23 富士通株式会社 単電子トンネル接合装置の製造方法
US5529952A (en) * 1994-09-20 1996-06-25 Texas Instruments Incorporated Method of fabricating lateral resonant tunneling structure
US5504347A (en) 1994-10-17 1996-04-02 Texas Instruments Incorporated Lateral resonant tunneling device having gate electrode aligned with tunneling barriers
US6265329B1 (en) * 1998-03-09 2001-07-24 Motorola, Inc. Quantum deposition distribution control
US7015546B2 (en) * 2000-02-23 2006-03-21 Semiconductor Research Corporation Deterministically doped field-effect devices and methods of making same
US6329668B1 (en) * 2000-07-27 2001-12-11 Mp Technologies L.L.C. Quantum dots for optoelecronic devices
US6734453B2 (en) * 2000-08-08 2004-05-11 Translucent Photonics, Inc. Devices with optical gain in silicon
FR2819099B1 (fr) 2000-12-28 2003-09-26 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'une structure empilee

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0427905A2 (en) * 1989-11-13 1991-05-22 Research Development Corporation Of Japan Grid-inserted quantum structure
US6020605A (en) * 1993-09-30 2000-02-01 Sony Corporation Quantum box structure and carrier conductivity modulating device
EP0750353A2 (en) * 1995-06-23 1996-12-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Single electron tunnel device and method for fabricating the same
US5888885A (en) * 1997-05-14 1999-03-30 Lucent Technologies Inc. Method for fabricating three-dimensional quantum dot arrays and resulting products
US6261928B1 (en) * 1997-07-22 2001-07-17 Commissariat A L 'energie Atomique Producing microstructures or nanostructures on a support
US20030186512A1 (en) * 2000-10-06 2003-10-02 Semeria Marie-No?Euml;Lle Method for automatic organisation of microstructures or nanostructures and related device obtained
US20040074866A1 (en) * 2000-10-06 2004-04-22 Franck Fournel Method for revealing crystalline defects and/or stress field defects at the molecular adhesion interface of two solid materials
US20040031975A1 (en) * 2002-03-18 2004-02-19 Max-Planck-Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschaften E.V., A German Corporation Field effect transistor memory cell, memory device and method for manufacturing a field effect transistor memory cell

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070067144A (ko) 2007-06-27
BRPI0516475A (pt) 2008-09-09
EA200700833A1 (ru) 2007-10-26
CN101040389A (zh) 2007-09-19
FR2876498A1 (fr) 2006-04-14
WO2006040500A2 (fr) 2006-04-20
US20080246022A1 (en) 2008-10-09
WO2006040500A3 (fr) 2006-12-07
US8193525B2 (en) 2012-06-05
EP1800350A2 (fr) 2007-06-27
JP2008516460A (ja) 2008-05-15
FR2876498B1 (fr) 2008-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7494907B2 (en) Nanoscale electronic devices and fabrication methods
US20200287120A1 (en) Side-gating in selective-area-grown topological qubits
CN107170813B (zh) 空穴型半导体电控量子点器件，其制备及使用方法
JPH03265827A (ja) 量子井戸光学デバイス
US20170014796A1 (en) Engineered band gaps
US20070194297A1 (en) Quantum Dot Switching Device
JPH09102616A (ja) 量子構造の製造方法及び量子構造を有するコンポーネント
US11100419B2 (en) Majorana pair based qubits for fault tolerant quantum computing architecture using superconducting gold surface states
EP0464834A1 (en) Method of generating active semiconductor structures by means of starting structures which have a two-dimensional charge carrier layer parallel to the surface
EA011592B1 (ru) Способ получения резонансных гетероструктур с планарным переносом
Li et al. Lattice reconstruction in MoSe2–WSe2 heterobilayers synthesized by chemical vapor deposition
CN111627986B (zh) 可扩展量子比特结构及其制备方法
US10204786B2 (en) Device for connecting at least one nano-object and method of manufacturing it
Kimura et al. Measurement of Strain Distribution in InGaAsP Selective-Area Growth Layers Using a Micro-Area X-Ray Diffraction Method with Sub-µm Spatial Resolution
Li et al. Proton implantation and rapid thermal annealing effects on GaAs/AlGaAs quantum well infrared photodetectors
Maier There must be order: Structure-transport correlations in self-assembled nanocrystal superlattices
Bimberg et al. Scientific session of the Division of General Physics and Astronomy of the Russian Academy of Sciences (January 29, 1997)
KR101163638B1 (ko) 나노 금속 구조물의 도트 크기 조절 방법을 이용한 나노 금속 구조물의 제조 방법
Tóvári Conducting Channels and Localization in Graphene in a Magnetic Field
Luo et al. Design and Fabrication of Metamaterial Devices
Zhang et al. Transport spectroscopy from Hubbard bands of dopant-induced quantum dot array to one-dimensional conduction subband
US20230146990A1 (en) Magnetoresistance sensor and method of fabrication
Burtman et al. Design and characterization of novel systems for molecular nanoscale self-assembly
DE102021202924A1 (de) Verfahren für ein lokales Modifizieren einer Schichteigenschaft, Verfahren zum Herstellen einer magnetoresistiven Sensoreinrichtung und magnetoresistive Sensoreinrichtung
Fowler-Gerace Indirect Exciton Propagation in van der Waals Heterostructures

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU