Se presenta un método para el crecimiento de nanotubos de carbono alineados verticalmente a baja temperatura y la posterior fabricación de estructuras de prueba eléctricas de interconexión vertical utilizando la fabricación de semiconductores.
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Artículo de método
Fabricación de Baja Temperatura de nanotubos de carbono Interconexiones verticales Compatible con la tecnología de semiconductores
En este artículo
Resumen
Resumen
Demostramos un método para el crecimiento a baja temperatura (350 °C) de haces de nanotubos de carbono alineados verticalmente (CNT) en películas delgadas conductoras de electricidad. Debido a la baja temperatura de crecimiento, el proceso permite la integración con dieléctricos modernos de baja κ y algunos sustratos flexibles. El proceso es compatible con la fabricación estándar de semiconductores, y se presenta un método para la fabricación de estructuras de prueba de sonda eléctrica de 4 puntos para estructuras de prueba de interconexión vertical. Mediante microscopía electrónica de barrido se investiga la morfología de los haces de CNT, lo que demuestra la alineación vertical del CNT y se puede utilizar para ajustar el tiempo de crecimiento del CNT. Con espectroscopía Raman se investiga la cristalinidad del CNT. Se encontró que los CNT tienen muchos defectos, debido a la baja temperatura de crecimiento. Las mediciones de corriente-voltaje eléctrico de las interconexiones verticales de prueba muestran una respuesta lineal, lo que indica que se logró un buen contacto óhmico entre el haz CNT y los electrodos metálicos superior e inferior. Las resistividades obtenidas del haz de CNT se encuentran entre los valores promedio de la literatura, mientras que se utilizó una temperatura de crecimiento de CNT históricamente baja.
Introducción
El cobre y tungsteno, los metales que se utilizan actualmente para las interconexiones en tecnología de última generación, muy gran escala de integración (VLSI), se están acercando a sus límites físicos en cuanto a fiabilidad y la conductividad eléctrica 1. Mientras que los transistores de baja escala general mejora su rendimiento, en realidad, aumenta la resistencia y la densidad de corriente de las interconexiones. Esto dio lugar a las interconexiones que dominan el funcionamiento del circuito integrado (IC) en términos de retardo y consumo de energía 2.
Los nanotubos de carbono (CNT) se han sugerido como alternati....
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Protocolo
Precaución: Por favor consulte todas las fichas de datos de seguridad de materiales pertinentes (MSDS) antes de usar. Varios de los productos químicos utilizados en el proceso de fabricación son muy tóxico y cancerígeno. Los nanomateriales pueden tener riesgos adicionales en comparación con su contraparte mayor. Utilice todas las prácticas de seguridad adecuadas cuando se trabaja con equipos, productos químicos o los nanomateriales, incluyendo el uso de controles de ingeniería (campana extractora de gases) y el equipo de protección personal (gafas de seguridad, guantes, ropa de sala limpia).
1. Alineación Marker Definición de Litografía
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Resultados
El diseño de la estructura de medición utilizado en este trabajo se puede encontrar en la Figura 1. Mediante el empleo de una estructura tal, la medición de la resistencia haz CNT y las resistencias de contacto de metal-CNT puede determinarse con precisión, como sonda de alambre y resistencias se eluden. La resistencia del haz es una medida de la calidad y densidad del haz de CNT. Con el fin de determinar los haces de resistencia de contacto de diferentes longitudes se debe medir.
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Discusión
La figura 1 muestra una visión esquemática de la estructura fabricada en este trabajo, y que se utilizó para las mediciones de la sonda de 4 puntos. A medida que el potencial se mide a través de sondas que llevan ninguna corriente, la caída de potencial exacta (V H -V L) sobre el haz de CNT central y sus contactos a que el metal se puede medir. Mayor diámetro haces de CNT se utilizan para ponerse en contacto con la capa de TiN parte inferior de las almohadillas de contacto, a fin d.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Parte del trabajo se ha realizado en el proyecto JEMSiP_3D, financiado por las Autoridades Públicas de Francia, Alemania, Hungría, Países Bajos, Noruega y Suecia, así como por la Empresa Común ENIAC. Los autores desean agradecer al personal del Centro Tecnológico de Dimes por su apoyo en el procesamiento.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Oblea Si (100) 4" | International Wafer Service | Resisitivity: 2-5 mΩ-cm, espesor: 525 µ m | |
| Objetivo de pulverización catódica de Ti (99,995% de pureza) | Praxair | ||
| Al (1% de Si)Objetivo de pulverización catódica (99,999% de pureza) | Praxair | ||
| Co (99,95% de pureza) | Kurt J. Lesker | ||
| SPR3012 fotorresistencia positiva | Dow Electronic Materials | ||
| MF-322 desarrollador | Dow Electronic Materials | ||
| HNO3 (99.9%) | KMG Ultra Pure Chemicals | ||
| HNO3 (69.5%) | KMG Ultra Pure Chemicals | ||
| HF 0.55% | Honeywell | ||
| Tetrahidrofuran | JT | ||
| Baker Acetona | Sigma-Aldrich | ||
| ECI3027 fotorresistente positivo | AZ | ||
| Ortosilicato de tetraetilo (TEOS) | Praxair | ||
| N2 (99.9990%) | Praxair | ||
| O2 (99.9999%) | Praxair | ||
| CF4 (99.9970%) | Praxair | ||
| Cl2 (99.9900%) | Praxair | ||
| HBr (99.9950%) | Praxair | ||
| Ar (99.9990%) | Praxair | ||
| C2F6 (99.9990%) | Praxair | ||
| CHF3 (99.9950%) | Praxair | ||
| H2 (99.9950%) | Praxair | ||
| C2H2 ( 99.6000%) | Praxair | ||
| EVG 120 recubridor/revelador | EVG | ||
| ASML PAS5500/80 waferstepper | ASML | ||
| SPTS Ω mega 201 grabador de plasma | SPTS | Utilizado para el grabado de Si y metal | |
| SPTS y Sigma; recubridor por pulverización catódica igma | SPTS | ||
| Novellus Concept One PECVD | LAM | ||
| Drytek 384T grabador de plasma | LAM | Se utiliza para el grabado de óxidos | |
| CHA Solution Evaporador de haz tipo E-E | CHA | ||
| AIXTRON BlackMagic Pro Herramienta CVD | AIXTRON | Crecimiento de nanotubos de carbono | |
| Philips XL50 microscopio electrónico de barrido | FEI | ||
| Tepla 300 | PVA TePla | Resist separador de plasma | |
| Avenger enjuagador secador | Microporcess Technologies | ||
| Leitz MPV-SP reflexímetro | Leitz | ||
| Renishaw inVia espectroscopio Raman Renishaw | |||
| Agilent Agilent 4156C analizador de espectro de parámetros | Agilent | ||
| Estación de sonda Cascade Microtech | Cascade Microtech |
Referencias
- International Technology Roadmap for Semiconductors. , Available from: http://public.itrs.net (2013).
- Sun, S. C. Process technologies for advanced metallization and interconnect systems. Technical digest of the IEEE International Electron Devices Meeting. , 765-768 (1997).
- Robertson, J. Growth of nanotubes for electronics. Mater. Today. 10 (1-2), 36-43 (2007).
- Wei, B. Q., Vajtai, R., Ajayan, P. M.
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Reimpresiones y permisos
