طريقة قياسية وموثوقة لاختلاق النانو ثنائي الأبعاد

المقالة تهدف إلى إدخال إجراءات تصنيع القياسية وموثوق بها لتنمية المستقبل النانو الأبعاد منخفضة.

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال تصنيع أجهزة المواد ثنائية الأبعاد ، المتعلقة بتقنيات تحديد موقع عينات المواد ثنائية الأبعاد بدقة في التحضير لخطوات التصنيع اللاحقة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن هذا مصمم خصيصا لتطوير الأجهزة الصغيرة الحجم ، والتي يكون العثور على موقع المواد أكثر صعوبة. سيظهر الإجراء Po-Chun Chen و Kristan ، مساعدو الباحثين وطلاب الدراسات العليا من مختبري.

تتطلب عملية التصنيع ركيزتين مجهزتين. الأول هو ثاني أكسيد السيليكون ذو البوابات الخلفية على السيليكون مع مصفوفات الوسادة المعدنية المصنوعة من التيتانيوم والذهب. الركيزة الثانية هي الياقوت مع طبقة مترسبة من ثاني كبريتيد الموليبدينوم.

خذ الركيزة الياقوتية مع ثاني كبريتيد الموليبدينوم إلى مغطي الدوران. تدور معطف PMMA لتغطية الجزء العلوي من ثاني كبريتيد الموليبدينوم عند 3 ، 500 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية. بعد ذلك ، انقل العينة إلى طبق ساخن واخبزها على حرارة 120 درجة مئوية لمدة ثلاث دقائق لتقوية طلاء PMMA.

بعد ذلك ، قم بإعداد 50 مل من محلول الأمونيا. اغمر العينة لفصل ثاني كبريتيد الموليبدينوم عن الركيزة. بمجرد انفصال الفيلم ، قم بإزالته من محلول الأمونيا.

انقل فيلم ثاني كبريتيد الموليبدينوم إلى ثاني أكسيد السيليكون على ركيزة السيليكون. لتعزيز الالتصاق ، اخبز العينة على حرارة 120 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة على الأقل. استرجع العينة وضعها في 30 مل من الأسيتون.

بعد حوالي 30 دقيقة ، ستتم إزالة PMMA كما هو موضح من خلال تغيير اللون. قبل المتابعة ، اشطف العينة بكحول الأيزوبروبيل واستخدم النيتروجين لتجفيفها. الآن ، استعد لإجراء الطباعة الحجرية لشعاع الإلكترون.

استخدم مجهرا ضوئيا لقياس الإزاحة بين المواقع المستهدفة وعلامات المحاذاة على العينة. بناء على هذه القياسات ، قم بتصميم تخطيط نمط القطب المعدني باستخدام البرنامج. تدور معطف الصورة مقاومة أعلى العينة وتأكد من أنها تغطي العينة بأكملها.

انتقل إلى خبز العينة على حرارة 100 درجة مئوية لمدة 90 ثانية لتعزيز الالتصاق. في آلة الطباعة الحجرية لشعاع الإلكترون ، قم بتحميل التصميم ووضع العينة. يجب أن تتطابق علامات المحاذاة في ركيزة ثاني أكسيد السيليكون مع العلامات المقابلة في التصميم.

تعريض العينة لشعاع الإلكترون. عند الانتهاء ، خذ العينة إلى طبق ساخن. سخني العينة إلى 120 درجة مئوية لمدة 90 ثانية في خبز ما بعد التعرض.

بعد ذلك ، جهز حاوية من TMAH كمطور واغمر العينة لمدة 80 ثانية. ثم اغسل العينة في 200 مل من الماء منزوع الأيونات لمدة 10 ثوان. افحص العينة بمجهر ضوئي لتحديد ما إذا كان النمط متطورا بشكل جيد.

إذا تم تطويرها بشكل جيد ، فقم بخبز العينة على حرارة 110 درجة مئوية لمدة 90 ثانية. الخطوة التالية هي استخدام مبخر مسدس الإلكترون لإيداع 100 نانومتر من الذهب على العينة. بعد الترسيب ، اعمل على إزالة Photo Resist.

لإذابة مقاومة الصور ، قم بإعداد 100 مل من الأسيتون. اغمر العينة في الأسيتون لأداء الرفع. راقب العملية بالمجهر البصري وتوقف عندما تبقى الخطوط والوسادات المعدنية فقط.

أثناء التوصيف ، اختر مصدرا وقطب تصريف من تلك الموجودة في الجهاز ، ثم استخدم مجهر القوة التشريحية لتطبيق حمل على العينة. هنا تشير Xs إلى مكان تطبيق الأحمال. ينتج عن أحمال مجهر القوة الذرية إجهاد ضغط على الجهاز.

فيما يلي خصائص الجهد الحالي لجهاز ثاني كبريتيد الموليبدينوم عند القوى التطبيقية المختلفة التي تنتج سلالة ضاغطة. عند جهد معين ، ينخفض تيار الجهاز مع زيادة القوة المطبقة والعكس صحيح ، مما يشير إلى تغيير في مقاومة الجهاز ، وهو سلوك متوقع لمستشعر بيزو. هذه البيانات مخصصة للاستجابة الحالية لجهاز ثاني كبريتيد الموليبدينوم لسلالات الانضغاط المتكررة بجهد تحيز ثابت يبلغ فولت واحد.

بالكاد يتغير تيار الخرج مع التطبيق المتكرر ل 10 نانونيوطن من القوة المطبقة ، مما يشير إلى أن المستشعر مستقر. بمجرد إتقانها وتنفيذها بشكل صحيح ، يمكن إجراء هذه التقنية في غضون 20 ساعة متتالية ، بما في ذلك تصنيع جميع الترانزستورات. بعد تطويرها ، يمكن أن تكون هذه التقنية بمثابة منصة لتطورات الأجهزة النانوية المستقبلية لأنها تمهد الطريق نحو إنتاج أجهزة نانوية متقدمة في المستقبل.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصنيع ترانزستورات ثنائية الأبعاد ذات بوابات خلفية بشكل موثوق باستخدام عمليات التصنيع القياسية ، بما في ذلك الطباعة الحجرية لشعاع الإلكترون والترسيب الكهربائي للمعادن. على الرغم من أن هذه الطريقة تلبي احتياجات تطوير أجهزة المواد النانوية ثنائية الأبعاد ، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضا على مواد 1D. لا تنس أن العمل مع TMAH ، ومحلول الأمونيا ، و PMMA ، ومقاومات الصور الأخرى يمكن أن يكون خطيرا للغاية ويجب دائما ارتداء معدات الحماية الشخصية أثناء تنفيذ هذا الإجراء.