Przekraczanie granic skalowania CMOS
Urządzenia pamięci jednoelektronowej to odpowiedź na problemy techniczne związane z granicą skalowania CMOS. Są one zbudowane z bramki typu nano-floating na wąskim kanale tranzystora MOSFET i działają w oparciu o tradycyjną koncepcję przesyłania ładunku. Pozwala to zapewnić zgodność z konwencjonalną technologią CMOS, a wykorzystanie ogromnych zasobów wiedzy praktycznej może pomóc w rozwiązaniu istniejących problemów z rozpraszeniem mocy. Technologia zaproponowana w ramach projektu SASEM polega na zastosowaniu arsenu (As) do utworzenia gaussowskiego profilu zanieczyszczeń w aktywnej warstwie półprzewodnikowej struktury SOI. Za pośrednictwem litografii oraz suchego trawienia zdefiniowano wysepkę krzemową, a następnie przeprowadzono mokre utlenianie w celu rozdzielenia jej na dwa przewody z tlenkiem krzemu umieszczonym pomiędzy nimi. W obecności arsenu tempo utleniania wzrosło, podczas gdy zmienna szerokość wysepki krzemowej pozwoliła na utworzenie kropki kwantowej na szczycie ciągłego, trójkątnego kanału. Ładowanie kropki kwantowej przeprowadzano poprzez przyłożenie odpowiednio ujemnego ub dodatniego napięcia do bramki. W celu przeprowadzenia odczytu indukowano zmianę prądu drenu. Aby zapewnić skuteczną regulację kształtu i rozmiaru bramki typu nano-floating, zbadano i zasymulowano przy użyciu najbardziej niezawodnych modeli cały proces produkcji urządzenia. Następnie zoptymalizowano najważniejsze parametry procesu, m.in. temperaturę i czas utleniania. Zapewniono także powtarzalność na potrzeby produkcji. Wyprodukowane urządzenie jednoelektronowe przetestowano pod kątem pracy pamięci w temperaturze pokojowej. Zmierzone parametry są porównywalne z parametrami istniejących urządzeń. Chociaż przed przemysłowym zastosowaniem opracowanej technologii konieczne jest wprowadzenie ulepszeń, zaprezentowano możliwości urządzenia w zakresie skalowania w dół oraz przybliżono wizję zastosowania efektów kwantowych w urządzeniach praktycznych.
