矽奈米線之製備與相關元件之研製與分析

Abstract

為改善一般由大而小(top-down)製造矽奈米線的主要缺點：製程設備昂貴或 流程複雜，本計畫提出一種成本不高、製程步驟簡易的新穎矽奈米線之製備方 式。此方法是在矽晶圓上沉積薄絕緣層，利用微影將此絕緣層乾蝕刻至次微米級 尺寸，再使用化學濕蝕刻方式將其更進一步微縮至奈米級大小。以此微影蝕刻後 之絕緣層當作硬遮蔽層(hard mask)，再乾蝕刻矽基板，便可使形成奈米線結構。 此奈米線之直徑和長度皆可由蝕刻時間來精確地控制。此外，為探討此方法所製 備之矽奈米線的電性表現及奈米線內不同載子的傳輸特性，本計畫將利用離子佈 植來調變矽基板之摻雜型態，再微影蝕刻出矽奈米線，進而完成n 型和p 型矽奈 米線場效電晶體。藉由電性量測與結果，分析奈米線表面狀態和結構缺陷情形， 並加以氫化或氮化處理，來提升其電導特性。目前以成本低和簡易步驟的製程技 術，來實現再現性高且可量產之奈米線，是各個相關研究單位爭相追求的，冀望 以此矽奈米線製備方式，可以達成此目標，並可進一步將其應用至相關電子元件。