Page 14 - 《真空与低温》2025年第3期

李 沫等：微纳空气沟道晶体管技术研究进展综述 285

金属接触
空气沟道 1 2.5
0.46 V
β-Ga 2 O 3 NW
10 −2 2.0
500 nm
500 pA
（a）纳米线器件结构示意图 （b）相应器件SEM图 10 −4 1.5
电流/μA 10 −6 1.0 电流/μA

−0.29 nm
10 −8 0.5
In air 0
10 −10
−15 −10 −5 0 5 10 15
100 nm
5 nm 电压/V
（c）β-Ga 2 O 3 纳米线 TEM 图 （d）器件的 I-V特性曲线
图 9 基于单根 β-Ga 2 O 3 纳米线的纳米空气沟道二极管
Fig. 9 Nano air channel diode based on a single β-Ga 2 O 3 nanowire

尖锐的ND 阴极
栅极
SiO 2
纳米金刚石发射极 阴极
阳极
750 μm
Si 纳米金刚石 纳米金刚石
栅极
Si SiO 2 Si
200 μm 30 μm
（a）平面三极管 SEM 图像 （b）平面二极管 SEM 图像 （c）垂直阵列器件 SEM 图像
C
i a
+ 数字示波器
CH1 CH2
C R a
ND-VFET
V a
R L
V a
R g
V in
R a R a
R L R L
C + − C
v out1 v 0 v out2
V g
v out C Anode-1 Anode-2 C
栅极-1 栅极-2
v in1 v in2
SiO
纳米金刚石
R g 真空 R g
数字示波器 −
CH1 CH2
R c
V g
（d）放大器测试电路的示意图 （e）差分放大器测试电路的示意图
图 10 纳米金刚石微纳空气沟道晶体管
Fig. 10 Nanodiamond micro-nano air channel transistors

3.1 平面结构微纳空气沟道晶体管 计上更具灵活性，如电极形状、栅极位置以及掺杂
平面结构微纳空气沟道晶体管的结构设计依 类型等，并且更易于实现平面集成。此外，平面结
赖于高精度图案化技术的实现，这些技术包括 FIB、 构器件通常具有较小的阴阳极重叠面积，这使得栅
EBL、光刻胶灰化法、纳米球光刻、斜沉积以及电 极与阴极、栅极与阳极之间的寄生电容较低。因
形成法等。与垂直结构相比，平面结构晶体管在设 此，此类器件能够实现较高的截止频率，对高频应