Page 16 - 《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 287

0.010
Au 纳米带
0.005 d 1 θ h 2 50 nm
电流/μA 0 h 2 金属 2 金属 1 h 1 2 nd st
−0.005 d 2 1
蓝宝石
−0.010 5 μm 50 nm
−0.20−0.15−0.10−0.05 0 0.05 0.10 0.15 0.20
电压/V
（a）金纳米带的输运特性 Au Au Au Ti Ti Au
（1 ） （2 ） （1 ） （2 ） （1 ） （2 ）
nd
nd
st
nd
st
st
1 st 2 nd 1 st 2 nd 1 st 2 nd
Au Au Au Ti Ti Au
50 nm 50 nm 50 nm
300 nm 1 μm 200 nm
（b）单个器件SEM图 （c）阵列器件SEM图 （d）斜沉积技术
图 12 平面结构微纳空气沟道晶体管的平面对平面构型
Fig. 12 Edge-to-edge configuration of planar-structured micro-nano air channel transistors

ITO

Al
SiO 2 130 nm A1-Si-Cu
SiO 2 60 nm 沟道
Al p-Si
450 nm
A1-Si-Cu
ITO
Al
100 nm
（a）FIB 技术制备的器件结构示意图 （b）干法刻蚀工艺制备的器件 SEM 图像
图 13 垂直结构微纳空气沟道晶体管的面间发射构型
Fig. 13 Interplanar emission configurations of vertically structured micro-nano air channel transistors

面内发射构型的微纳空气沟道晶体管相较于 （b）所示。本研究组 [29] 在 Au/SiO 2 /GaN 结构上采用
面间发射，展现出更高的电子接收效率，进而实现 湿法腐蚀工艺，成功制备了 50 nm 的空气沟道，其
更高的输出电流。面内发射构型通常采用湿法腐 中氧化层通过 PECVD 工艺沉积而成，器件结构示
蚀工艺来形成纳米间隙。Liu 等 [23] 采用 BOE 湿法 意图如图 14（c）所示。该器件在 10 V 偏压下实现
腐蚀工艺在 Au/SiO 2 /Si 结构上去除了部分 SiO 2 ，从 了超过 11 mA 的输出电流，并展现出小于 10 ns 的
而形成了 80 nm 的空气沟道，具体结构如图 14（a） 快速响应速度。

BOE 腐蚀前 BOE 腐蚀后
Au Au
Si
SiO 2
Au/Ti
空气沟道
（a）形成纳米空气沟道的工艺流程示意图
SiO 2
BOE 腐蚀前 BOE 腐蚀后
Au Si Au
SiO 2
纳米空气沟道 n-GaN
Pt Pt
0.5 μm
0.5 μm
Si Si
（b）BOE腐蚀前后器件SEM图 （c）湿法腐蚀制备的器件结构示意图
图 14 垂直结构微纳空气沟道晶体管的面内发射构型
Fig. 14 In-plane emission configuration of vertically structured micro-nano air channel transistors