Mavzu: Nanoelektronika asboblari

Wt
energiyalam ing m a’lum 
qiym atlaridagina m xsat etilar ekan. Ruxsat etilgan 

Wj
energiyalar
353

to ‘plami uzlukli (kvantlangan) spektr hosil qiladi. Q attiq jism da ruxsat 

etilgan energiyalam ing ikkita zonasi - o ‘tkazuvchanlik va valent 
zonalarini esga oling.
Qattiq 

jism da 
harakatlanayotgan 

elektron 
qanday 

diskret 
qiym atlarga ega bo‘lishi mumkinligini ko‘rib chiqamiz. M a’lumki, 

elektronlar oddiy sharoitda kristalldan chiqib ketolmaydi. Demak, 
elektronlar potensial chuqurda joylashgan va ular harakati kristall 
oMchamlari bilan 

lokallashgan
(chegaralangan). Soddalashtirish uchun 
chuqurlik cheksiz baland va tik potensial to ‘siqlar bilan chegaralangan, 
elektron esa faqat Ox o ‘q bo‘ylab harakatlanishi mumkin deb qaraymiz 
(13.7-rasm). 0 < x < 1 sohada elektron erkin harakat qila oladi, lekin 
chegaradan chiqa olmaydi. Elektronning bunday harakati bir oMchamli 
potensial chuqurdagi harakat yoki 

kvant chuqurlikdag\
harakat deb 
atalishi qabul qilingan.
Bunda ikkita shart baj an lishi kerak. Birinchidan, potensial chuqurlar
356

kengligi elektronlarning erkin yugurish yo‘lidan kichik bo‘lm og‘i, lekin 

kristall panjara doim iysidan katta bo‘lm og‘i kerak. Ikkinchidan, bir 
potensial chuqum ing asosiy holati keyingisining uyg‘otilgan holati bilan 
bir xil b o im o g ‘i kerak. Ushbu efFekt de Broyl to‘lqinlarining 
interferensiyasi bilan bog‘liq.

Kremniyli ntaydoniy nanotuzilmalar.
IM Slaming, shu jum ladan, 
m ikroprosessorlar va xotira m ikrosxem alarining asosiy aktiv elementi 
bo‘lib kremniyli M D Y a - tranzistorlar xizmat qiladi. M DYa -
tranzistorlar «dielektrik sirtiga kremniy olish» (DSKO) texnologiyasi 
bo‘yicha tayyorlanadi. Bunda tuzilm aning mexanik mustahkamligini 
ta ’m inlovchi, yetarlicha qalin kremniyli asos sirtiga kislorod ionlari 
im plantatsiya qilinadi, natijada sirtdan m a ’lum chuqurlikkacha kirib 
borgan ionlar chuqurlashgan dielektrik qatlamni hosil qiladi. Shundan 
keyin m olekular - nurli epitaksiya (M NE) yordamida asosning 
dielektrikli 
tom oni 

sirtiga berilgan 

o ‘tkazuvchanlik turiga ega 
yarim o‘tkazgichning kristall tuzilishli mukammal monokristall qatlami 
o ‘stiriladi. M NE qalinligi bir necha kristall panjara davri qalinligiga ega 
qatlam olish imkonini beradi (bir davr 2A ga yaqin). M onokristall 
qatlam qalinligi N - tranzistor kanali qalinligi bilan aniqlanadi. Keyin 
yuqori ajratuvchanlikka ega litografiya yordam ida nanotranzistor kanali 
hosil qilinadi. Kanal S i0 2 sirtida joylashgan qalin brusok shakliga ega 
boMadi. D ielektrik qatlam yupqalashtirilgani sababli u orqali oquvchi 
sizilish toki (tunnel tok) tranzistorlam i mikrominiatyurlashda katta 
to ‘siq bo‘lib turibdi. Am aliy natijalar bilan tasdiqlangan nazariy 
baholashlam ing ko‘rsatishiga qaraganda, kremiyli M D Y a - tranzistor 
kanali uzunligi 6 nm gacha, S i0 2 qatlam qalinligi 1,2 nm gacha 
kam aytirilganda «ochiq-berk» holatlar toklari nisbatini 108 tartibda 
saqlangan holda xarakteristikaning yuqori tikligiga ega bo‘ladi. S i0 2 
qatlam qalinligi yana ham yupqalashtirilganda sizilish toki ortib ketishi 
hisobiga tranzistom i boshqarish imkoniyati yo‘qoladi.
Noqulay holatdan qutilish uchun dielektrik singdiruvchanligi 
yuqoriroq (high- к ) boshqa dielektrikdan foydalanish zam r bo‘ladi. 
Bunday material sifatida A120 3, Z r 0 2, Н Ю 2 va boshqalar xizmat qildi. 
N atijada sizilish tokini o ‘n martadan ortiqroq kam aytirishga erishildi. 
Yangi dielektrik nanotranzistorlarda 2007-yildan qoMlanila boshladi. 
Ushbu yutuqni G. M ur «60-yillardan buyon tranzistorlar texnologiyasida 
eng m uhim o‘zgarish» deb atadi.
Lekin yangi dielektrik polikremniyli zatvor bilan «chiqishmadi». 
Bu yuqori tezkorlikka erishishga qarshilik qildi. Shuning uchun zatvor
357

materialini ham o ‘zgartirishga to ‘g ‘ri keldi. Bu m aterial tarkibi 

hozirgacha Intel korporatsiyasi tom onidan sir saqlanib kelinm oqda. 
Zatvor uzunligi 20 nmni tashkil etuvchi yangi tranzistor ochilishi va 
berkilishi uchun 30 


%
kam energiya talab etiladi, m ikroprosessorlar esa 
109 ta atrofidagi tranzistorlarga ega va 20 Gs chastotada 1 Vdan kichik 
kuchlanishlarda ishlaydi. DSKO texnologiya AM D v a Intel kom pa- 
niyalari tomonidan yoppasiga ishlab chiqarilayotgan zam onaviy Pentium
va Athlon seriyali m ikroprosessorlarda qoMlanilmoqda.
Zam onaviy kremniyli M D Y a - nanotranzistorlar konstruksiyasi 
standart M DYa - m ikrotranzistorlardan zatvor turi bilan ham farq qiladi. 
Zatvorlam ing asosiy turlari: a) bir zatvorli planar; b) ikki zatvorli «baliq 
suzgichli» (adabiyotlarda FitFET deb nomlanadi); d) uch zatvorli.
DSKO texnologiya asosida yaratilgan kremniyli uch zatvorli 
nanotranzistor konstruksiyasi 13.10-rasmda ko‘rsatilgan. Kanal uch 
tom ondan zatvorosti dielektrik qatlam bilan o ‘ralgan. U ning nomi 
shundan kelib chiqadi.
Shunday qilib, kremniyli M D Y a - tranzistorlar tezkorligi zatvor 
materiali va zatvorosti dielektrik turi o ‘zgartirilgandan keyin kanal 
uzunligini kam aytirish hisobiga oshiriladi.
M DYa - tranzistorlam ing tezkorligi uning xarakteristika tikligi 

Y arim o‘tkazgich geterotuzilm alar eng yuqori chastotali tranzistorlar, lazerlar ham da inegral sxem alar (chiplar) yaratishning asosi 

bo‘ldilar. G eteroo‘tish deb taqiqlangan zonalari kengligi bir-birinikidan farq qiluvchi yarim o‘tkazgichlar hosil qilgan o ‘tishlarga aytiladi. Geteroo ‘tishlar m onokristall va polikristall m ateriallar orasida hosil qilinishi mumkin. Ular, shuningdek, anizotip 
(13.9) va (13.10) formulalardan m aydoniy tranzistor tezkorligi 
kanalni kichik effektiv m assali zaryad tashuvchilarga ega bo‘lgan 
m aterialdan hosil qilib yoki legirlovchi kiritm alar konsentratsiyasini 
kam aytirib (kiritm alar ionlarida sochilishni butunlay y o ‘qotib) oshirish 
mumkin. Buni geteroo‘tishli nanotuzilm alarda am alga oshirish qulay.

Geterotuzilmalar asosidagi maydoniy tranzistorlar.

характеристика квантовой системы. Она содержит полную информацию об электронах или других частицах в атоме,

молекуле, кристалле.
Необходимо рассмотреть одно из проявлений чисто квантовой природы
электрона. Известно, что волны различной физической природы, возбуждаемые в ограниченном
объеме, имеют строго определенную длину волны и частоту. В том случае, когда
движение электрона происходит 0 0 1 Fв огра ниченной области, его энергия имеет строг