В последнее время разработка разнообразных электронных устройств на основе кремниевых нанонитей на различных гибких подложках не сбавляет оборотов. Однако до настоящего времени исследователям удавалось создавать устройства лишь определенной формы, а сложная методика их получения делала возможность промышленного производства призрачной. Свое решение данной проблемы предложил международный коллектив исследователей, которые для получения устройств из кремниевых нанонитей произвольной формы использовали довольно простую и хорошо отработанную технологию.
Вначале на подложку из диоксида кремния был нанесен слой полиимида, на который был нанесен слой SiO2, играющий роль буферного слоя для сборки кремниевых нанонитей (рис.1). На поверхность слоя SiO2 была покрыта самоорганизующимся монослоем октадецилтрихлорслана, чей конец «хвоста» был замещен на метильную группу, который затем был наноструктурирован методом фотолитографии. После этого на поверхность образца были нанесены кремниевые нанонити из раствора 3-аминопропилтриэтоксисилана (APTES) (для увеличения положительного заряда), которые селективно были нанесены на участки SiO2, не покрытые монослоем октадецилтрихлорсилана, поскольку они, благодаря гидроксильным группам на поверхности, обладают отрицательным зарядом, после чего слой октадецилтрихлорсилана и APTES удалены кислородной плазмой. Затем методом обратной литографии были нанесены Au/Ti электроды стока-истока. После нанесения слоя изолятора (Al2O3) методом нанесения атомных слоев (ALD) все тем же методом обратной литографии был нанесен верхний затвор. Для герметизации и обеспечения гибкости полученного устройства сверху был нанесен слой полиимида, после чего исходная подложка из SiO2 была удалена. Все – транзистор готов к работе (рис.2).
В ходе исследования электрических свойств полученного транзистора (массива транзисторов) было установлено, что Ion/Ioff мало отличается от таковой для транзисторов полученных этой научной группой другими методиками (рис.3). Это свидетельствует о том, что нанесение нанонитей из раствора APTES не повлияло на электрические характеристика транзистора. Причина тому кроется в том, что молекулы APTES абсорбируются поверхностью SiO2 без изменения структуры каналов в кремниевых нанонитях.
Отличительной чертой электронных устройств на базе предложенных авторами транзисторов является низкая шумность их функционирования. Для оценки шумности работы исследователи использовали формулу Хуга. Полученный параметр Хуга (1.178X10-3) оказался лишь немногим больше, чем в случае с малошумными транзисторами на жестких подложках (10-6-10-3), и гораздо ниже, по сравнению с гибкими транзисторами на органических проводниках (>5Х10-3).