圖為一種具有聚對(duì)二甲苯柵極絕緣體的頂級(jí)半導(dǎo)體納米線(xiàn)晶體管的彩色SEM圖像。納米線(xiàn)顯示為藍(lán)色，聚對(duì)二甲苯層顯示為綠色，金屬電極顯示為黃色。

來(lái)自新南威爾士大學(xué)和隆德大學(xué)的一個(gè)研究小組首次展示了有機(jī)聚合物聚對(duì)二甲苯作為超薄光刻圖案化柵極絕緣體用于納米級(jí)晶體管。在納米尺度上，利用標(biāo)準(zhǔn)光刻技術(shù)沉積薄膜和光刻圖案化能力可以為其在納米級(jí)器件和納米生物電子應(yīng)用領(lǐng)域中開(kāi)辟更寬廣的道路。

盡管超薄聚對(duì)二甲苯由于針孔問(wèn)題而被認(rèn)為是不合適的，但這項(xiàng)研究，正如納米快報(bào)中Gluschke等人所報(bào)道的，納米尺度器件的微小界面區(qū)域可以克服這些問(wèn)題。聚對(duì)二甲苯具有生物相容性，并獲得FDA批準(zhǔn)用于人體植入設(shè)備，已被用作氧化物的替代品，以解決有機(jī)半導(dǎo)體器件中的類(lèi)似問(wèn)題。它在醫(yī)療植入物包覆也是常見(jiàn)的，并且作為用于印刷電路板和其他工業(yè)電子設(shè)備的環(huán)境保護(hù)涂層，盡管通常在較大的器件結(jié)構(gòu)中具有更厚的膜。

研究人員使用一種特定的聚對(duì)二甲苯沉積系統(tǒng)將20nm厚的保形涂層涂覆在50nm直徑的納米線(xiàn)上，這種納米線(xiàn)被用作場(chǎng)效應(yīng)晶體管的傳導(dǎo)通道。制造這種裝置的效率取決于聚對(duì)二甲苯直接從氣相沉積的能力及其高抗溶劑性。結(jié)果表明，在不破壞表面化學(xué)性質(zhì)的情況下，可以在化學(xué)處理的半導(dǎo)體表面上對(duì)聚對(duì)二甲苯沉積進(jìn)行處理，而耐溶劑性意味著聚對(duì)二甲苯適合于基于抗蝕劑的光刻。

其主要特點(diǎn)是一個(gè)小型沉積室，利用石英晶體微微量天秤對(duì)沉積進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)，并能隔離和抽空沉積室，以迅速終止沉積過(guò)程。這使得器件的制造像圖中所示的頂柵晶體管一樣簡(jiǎn)單，同時(shí)與本文討論的柵極全晶體管一樣復(fù)雜。重要的是，材料和制造工藝應(yīng)該可以轉(zhuǎn)移到其他半導(dǎo)體材料上，比如石墨烯和一系列其他納米級(jí)器件的設(shè)計(jì)。正如團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)者Adam Micolich告訴Materials Today那樣，“這里的主要意義在于，現(xiàn)在有一種非常可行的非氧化物有機(jī)絕緣體可以用于納米級(jí)器件。”

該團(tuán)隊(duì)對(duì)納米線(xiàn)包裹的研究始于2012年，它已經(jīng)發(fā)展成具有多個(gè)包裹并通過(guò)離子方法包裹控制結(jié)構(gòu)，并且他們繼續(xù)研究在其他結(jié)構(gòu)和材料中使用超薄聚對(duì)二甲苯。