يمكن عزوها بالذرة البنية النانوية تلفيق

الهدف العام من التجربة التالية هو تصنيع هياكل نانو من السيليكون مع إمكانية التتبع إلى الشبكة الذرية باستخدام نمو قناع حفر أكسيد المعدن المباشر وحفر الأيونات التفاعلية. تتضمن الدقة القصوى لهذا الإجراء إزالة مناطق دقيقة من طبقة تخميل الهيدروجين على شريحة سيليكون باستخدام طرف مجهر نفق المسح كخطوة ثانية ، يتم الكشف عن سطح النمط باستخدام عملية ترسيب الطبقة الذرية التي تودع بشكل انتقائي ثاني أكسيد التيتانيوم وتعمل كقناع ضد النقش الأيوني التفاعلي. يتم إجراء النقش الأيوني التفاعلي التالي من أجل إزالة السيليكون من السطح في جميع المناطق باستثناء تلك التي تم تصميمها سابقا.

تظهر النتائج القدرة على تصنيع هياكل يصل ارتفاعها إلى 20 نانومتر بأبعاد حرجة أقل بكثير من 10 نانومتر. الميزة الرئيسية لهذه التقنية على الطرق الأكثر تقليدية مثل الحزمة الإلكترونية أو الطباعة الحجرية البصرية ، هي أن خطوات القياس الأولية في STM توفر معلومات المقياس الذري. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في تقنية النانو ، مثل ما هي التفاعلات الدقيقة بين الهياكل النانوية الموضوعة في مواضع محددة جيدا بالنسبة لبعضها البعض؟

بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأن هناك العديد من الخطوات والفرص لإتلاف العينة. لذلك فكرنا في هذه الطريقة لأول مرة عندما كنا نحاول تعظيم سماكة أقنعة حفر ثاني أكسيد السيليكون ، والتي كنا نكتبها على السيليكون ، باستخدام A FM وطرف STM في جو مؤكسد. بدلا من ذلك ، من خلال الجمع بين الطباعة الحجرية للهيدروجين وترسب الطبقة الذرية ، تمكنا من الحصول على تحكم جوي مماثل مع اكتساب درجة أكبر من الحرية في اتجاه النمو.

العرض المرئي لهذه الطريقة أمرا بالغ الأهمية حيث يصعب تعلم خطوات النقل وموقع النمط لأنه يجب على كل فرد تنفيذ خطواته الخاصة بشكل صحيح وأن يكون قادرا على فهم تعليمات موقع الموضع. للبدء ، قم بإعداد وتركيب شريحة من السيليكون 1 0 0 مع علامات ائتمانية في حامل عينة مجهر نفق المسح ، وقم بإجراء دورة وميض وتخميل كما هو موضح في بروتوكول النص المصاحب. بعد ذلك ، انقل العينة إلى مجهر المسح النفقي وأحضر العينة والطرف إلى نطاق الأنفاق.

استخدم كاميرا ذات قوة حل أفضل من 20 ميكرون لالتقاط صورة بصرية عالية الدقة لتقاطع عينة طرف des tilt وتغيير حجم الصورة البصرية بحيث تمثل استنساخا غير مشوه للعلامات الإيمانية مع ملاحظة موقع الطرف. بعد ذلك ، صمم أنماط HDL التي سيتم إنتاجها ، بما في ذلك الأنماط التجريبية وأنماط تحديد السربنتين. قم بتقسيم الأنماط الكلية إلى أشكال أساسية من أجل تحديد المتجهات الأساسية التي سيتبعها الحافة.

عند تطبيق شروط HDL لوضع نقطة الوصول ووضع FE، استخدم معلومات الشبكة من سطح السيليكون. لتحديد مسار الطرف النهائي، استخدم HDL الدقيق ذريا، المعروف أيضا باسم الطباعة الحجرية لوضع AP للمناطق الصغيرة أو تلك المناطق التي تتطلب حواف دقيقة ذرية باستخدام مخرجات المتجه من الخطوة السابقة. قم بإجراء HDL باستخدام الطباعة الحجرية لوضع الانبعاث الميداني للمناطق الكبيرة مع انحياز عينة من سبعة إلى تسعة فولت ، وتيار من أمبير نانو واحد و 0.2 مللي كلوس لكل سنتيمتر.

بعد ذلك ، قم بإجراء قياس مجهر المسح النفقي على المناطق المطلوبة المزخرفة HDL عن طريق التصوير باستخدام انحياز عينة ناقص 2.25 فولت وتيار نفق 0.2 نانو أمبير. ثم افصل الطرف عن العينة وانقل العينة مرة أخرى إلى قفل الحمل. قم بحماية العينة عن طريق ملامستها بركيزة مسطحة خاملة مثل الياقوت النظيف بمجرد حمايتها ، وأغلق الصمامات أمام أي مضخات ، ثم أدخل غاز النيتروجين إلى الغرفة في أسرع وقت ممكن.

عندما يتم تهوية الغرفة ، قم بإزالة العينة من النظام. انظر هنا لقطة مقربة لمجموعة التدريع العينة باستخدام ملاقط البولي تترافلورو إيثيلين أو التيتانيوم. انقل العينة بسرعة إلى الناقل ، مع الحفاظ على الجانب الأمامي من العينة محميا.

قم بتثبيت الغطاء فوق العينة وقم بتجميع ناقل العينات المضغوط. اغسل الناقل بالأرجون فائق النقاء لمدة دقيقة واحدة ، ثم أغلق ناقل العينة بضغط إيجابي صغير من الأرجون. قم بتنفيذ هذه الخطوات لحماية العينة بين كل خطوة في العملية في هذه الحالة.

ستبقى العينة مستقرة لمدة تصل إلى شهر واحد. سخن غرفة ترسيب الطبقة الذرية إلى 100 درجة مئوية. ثم افتح ناقل العينة واستخدم ملاقط خالية من الفولاذ المقاوم للصدأ لنقلها بسرعة إلى غرفة الترسيب.

مع ملاحظة موقع العينة وشريحة التحكم واتجاهها. أغلق الغرفة وقم بتطهيرها باستخدام تدفق الأرجون وضغط أقل من 0.2 مللي بار لمدة ساعة واحدة. ثم قم بإجراء 80 دورة متكررة من ترسب الطبقة الذرية لتنمو طبقة بسمك 2.8 نانومتر من التيتانيا غير المتبلورة على العينة باستخدام الوصفة الموضحة في بروتوكول النص المصاحب.

بمجرد الانتهاء ، انقل العينة بسرعة إلى الناقل وقم بتطهيرها باستخدام Argonne. بعد إزالة العينة من الناقل بشكل آمن ، قم بتثبيتها في نظام A FM باستخدام طريقة تركيب ميكانيكية مثل نظام التثبيت أو ظرف الفراغ. قم بتركيز كاميرا A FM على العينة وحدد موقع العلامات الائتمانية على سطح العينة لمحاذاة طرف A FM مع المنطقة التي من المتوقع العثور عليها أنماط النانو.

باستخدام معلومات الارتفاع والطور بأعلى دقة ، امسح العينة ضوئيا حتى يتم تحديد مناطق نمط محدد المواقع. ثم التقط صورة للمناطق المرغوبة باستخدام أعلى جودة ودقة للصورة المتاحة. بمجرد تصوير منطقة الاهتمام ، قم بإزالة العينة ووضعها مرة أخرى في الناقل تحت غاز الأرجون.

أثناء التحضير لحفر الأيونات التفاعلية ، قم بتبريد مفاعل حفر الأيونات التفاعلية المقترنة بالسعة إلى 110 درجة مئوية تحت الصفر. ثم قم بإزالة العينة من الناقل وقم بتحميل العينة وأي رقائق تحكم في غرفة الحث الخاصة بها. باستخدام معجون موصل وضخ الغرفة إلى 7.5 في 10 إلى ستة ملليبار تحت الصفر.

قم بتثبيت النظام لمدة ثلاث دقائق ، ثم قم بتدفق الأكسجين بمعدل ثمانية سنتيمترات مكعبة قياسية في الدقيقة. الأرجون عند 40 سم مكعب قياسي في الدقيقة وسداسي فلوريد الكبريت عند 20 سنتيمترا مكعبا قياسيا في الدقيقة. اضرب البلازما باستخدام تفريغ الترددات اللاسلكية 150 واط.

ثم قم بتعديل تدفق الغاز والحفر لمدة دقيقة واحدة باستخدام معدلات تدفق تبلغ 52 سم مكعب قياسي في الدقيقة لفلوريد سداسي الكبريت ، وثمانية معايير سنتيمترات مكعبة في الدقيقة للأكسجين بعد حفر الأيونات التفاعلية. ضع العينة مرة أخرى في الناقل تحت غاز الأرجون. افتح ناقل العينة وقم بتثبيت العينة بشكل آمن ، حامل SEM.

ثم أدخل مجموعة العينة في SEM ، وضخ الغرفة ، ثم حدد موقع العلامات الإيمانية وركز عليها. اضبط مسافة العمل حسب الضرورة وقم بتحسين التركيز والسطوع والتباين لتقليل ترسب الكربون على الأنماط. قم بتحسين التركيز باستخدام الميزات غير الأساسية القريبة.

بمجرد التحسين، حدد موقع النمط التقريبي على العينة. ثم انتقل إلى الأنماط واحصل على عرض الخطة والصور والقياسات. ثم قم بإجراء روتين إغلاق نموذجي لنظام SEM وقم بفك العينة على النحو المنصوص عليه من قبل الشركة المصنعة ل SEM.

قم بتأمين العينة مرة أخرى في الناقل تحت الأرجون. في هذه المرحلة ، تكون العينات قوية ويمكن تخزينها لفترة زمنية غير محددة. تظهر هنا صور مجهر نفق المسح الضوئي التمثيلية لأنماط HDL التي تم إنشاؤها باستخدام وضع نقطة الوصول فقط.

مجموعة من أساليب الإرسال AP والميدان حيث تم استخدام وضع AP لكتابة كل وضع بث حافة ومجال بمفرده من أجل تحقيق أفضل إنتاج للقناع. باستخدام أنماط AP HDL ، يجب أن تكون درجة عالية من الانتقائية ممكنة باستخدام الفحص المجهري للقوة الذرية. تمت مقارنة ارتفاع أكسيد التيتانيوم المودع في مناطق النمط بالترسيب في مناطق الخلفية.

أظهرت هذه العينة حضانة لحوالي 20 دورة لأطول نمو في الخلفية. هنا ، يتم كتابة نمطين أفعواني على درجة حرارة 10 نانومتر باستخدام وضع FE HDL. من خلال تدوير الأنماط 90 درجة بالنسبة لبعضها البعض ، يتم إنشاء شبكة.

هذا النمط نفسه هنا باستخدام FM بعد ترسيب القناع 2.8 نانومتر من أكسيد التيتانيوم. بسبب تأثيرات الالتفاف الأطراف ، يصعب حل الفتحات في النمط. بعد النقش الأيوني التفاعلي ، تم نقل ما يقرب من 60٪ من الفتحات المرغوبة إلى الركيزة ، مما يشير إلى أن حجم وكثافة النمط هذا هو تقريبا الحد الأقصى لتصنيع البنية النانوية الفعال باستخدام وضع FE فقط HDL بمجرد إتقانه.

يمكن إجراء هذه التقنية في غضون ثلاثة أيام تقريبا إذا تم إجراؤها بشكل صحيح مع تخصيص معظم الوقت لإعداد العينات فائقة الارتفاع والتفريغ والنقل بين المواقع إذا لزم الأمر. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم الحفاظ على نظافة العينات وحماية الخلفية بعد هذا الإجراء. يمكن استخدام تقنيات أخرى مثل الطباعة الحجرية النانوية لتوسيع نطاق قدرات إنتاج تصنيع النانو لهذه التقنية.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية التعامل بعناية مع العينات لتصنيع هياكل مقياس نانومتر واحد. يجب دائما استخدام الاحتياطات ، مثل تخفيف الغاز عند إجراء هذه العملية. خلاف ذلك ، يمكن أن يحدث تلف أنظمة ضخ LD.