Name: ניתוח של ממשקי מגע עבור יחיד התקני Nanowire גן (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-11-15T17:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 13 s
Description: חקור שיטה לניתוח ממשקי מגע בננו-חוטי GaN באמצעות הסרת סרטי Ni/Au ממצע הסיליקון. טכניקה זו מאפשרת בחינת מבנה החללים בממשקים באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים רוצים להכיר אנשים בחטיבת Quantum האלקטרוניקה ופוטוניקה של המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בבולדר, קולורדו לסיוע שלהם.

NWS גן המשמש בניסויים אלה גדלו על ידי epitaxy ללא זרז מולקולרי קורה (MBE) על Si (111) מצעים 9. הנוהל הכללי להכנת ההשעיה NW מהמצע עם NWS כבוגר מודגם באיור 1. 1. הכנת ההשעיה Nanowire <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קליב חתיכה (&lt;5 מ&quot;מ x 5 מ&quot;מ) קטנה של NWS כ- גדל על המצע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא בקבוקון קטן עם כתרים על 1 מיליליטר של isopropanol (IPA). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את פיסה ביקע לתוך הבקבוקון, לסגור את המכסה וsonicate כ 30 שניות על מנת להסיר NWS מהמצע. ברגע שמוכן, ההשעיה NW נשארת קיימא במשך תקופה ארוכה של זמן. </li></ol> 2. הכנת מצע מצעים בשימוש הם מסוממים בכבדות (ρ ~ 0.001-.005 Ω-סנטימטר) 3 אינץ Si ופלים עם 200 ננומטר של SiO תרמית שגודל 2 בשני הצדדים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם eleקשר ctrical למצע סיליקון הוא רצוי, לחרוט את תחמוצת מהישבן של פרוסות סיליקון באמצעות חרט ורי עם התנאים, O זרימה 2 = 20 SCCM, 3 CHF זרימה = 50 SCCM, -240 V הטיה, 120 W לבא 20 דקות. צעד זה גם עוזר למנוע טעינה של הדגימה במיקרוסקופ אלקטרונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר לחרוט תחמוצת, רקיק נקי על ידי submersing זה עם פנים כלפי מטה באמצעות בעל חצובה לתוך מבחנה 1,000 מיליליטר עם של אצטון ~ 100 מיליליטר למשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר רקיק מאצטון ומייד לשטוף את שני הצדדים של פרוסות סיליקון באמצעות בקבוק להשפריץ של IPA מעל כוס ריקה 1,000 מיליליטר, אשר תשמש לפסולת ממס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 2 באמצעות IPA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 3 שטיפת רקיק עם H 2 O deionized מעל כוס פסולת הממס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 2 באמצעות H deionized 2 O. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכה יבשה רקיק תוך שימוש בחנקן יבש דחוס 2. </li></ol> 3. Nanowire פיזור <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קליב הנקי wafer ל -4 רבעים שווים. כל רבעון יש 3 דפוסי קשר שהופקדו עליו בתחומים הכלליים שמוצגים באיורי 2 א ו-B. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Sonicate הבקבוקון של ההשעיה NW לפני מחלק על מנת לקבל ריכוז NW אחיד בהשעיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את micropipette לגודל הרצוי הטיפה (3-30 μl) ולצייר את ההשעיה NW מהבקבוקון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח פיסת מצע (¼ רקיק) שישמש לפיזור ולוודא שהוא ברמה, כך שהשעית NW אינה מעבירה משם לקצוות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לוותר על ההשעיה NW על גבי המשטח הקדמי (חמצון) של מצע Si באזור הכללי שבו דפוס הקשר יופקד. אם תרצה, טיפות נוספות הפקדה של ההשעיה NW באותו האזור, לאחר הממס מהירידה הקודמת התאדו לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 3.4 ל2 אזורים האחרים שבם דפוס קשר יהיה. לא לוותר על ההשעיה NW מיותרמאשר להפעיל צמיחת 1 על פיסת מצע יחידה (רקיק ¼) על מנת למנוע זיהום לחצות. הפיזור של ההשעיה NW על גבי המצע בא לידי ביטוי בדמויות 2C ו-D. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הירידה הסופית של ההשעיה NW התנדפה, הנח את פני המדגם למטה בבעל החצובה ובעדינות לטבול באמבטיות רצופות של אצטון וisopropanol כדי להסיר זיהומים לא רצויים. יש לשטוף בH deionized 2 O, ומכה יבשה בN 2. אין להשתמש בבקבוקי לחיצים או sonicate הממס במהלך תהליך ניקוי זה כדי להימנע מהסרה עודפת של NWS מפני השטח. </li></ol> 4. Photolithography של תבנית לתקשר השתמש בטכניקות photolithographic סטנדרטיות כדי ליצור דפוס הקשר בחדר נקי עם תנאי סביבה של ~ 20 ° C ו ~ 40% לחות יחסית. עוצמת מסכת aligner (שלב 4.6), משך החשיפה (שלב 4.8) ולפתח זמן (שלב 4.9) תהיה ציוד תלויnd צריך להיות מותאם כדי לייצר הגדרת דפוס מקסימלית עם (שרה&quot;ט) המראה-להתנגד לערער של כ 0.5 מיקרומטר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין המראה להתנגד על מדגם באמצעות מתכון צעד שניים (1) 300 סל&quot;ד 10 שניות (2) 2,000 סל&quot;ד 45 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח מדגם על פלטה חשמלית לאפות במשך 5 דקות ב150-170 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המדגם ולאפשר להתקרר במשך 30 שניות ולאחר מכן לסובב על photoresist באמצעות מתכון צעד שניים (1) 1,000 סל&quot;ד במשך 3 שניות (2) בסל&quot;ד 5,000 ל45 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח מדגם על פלטה חשמלית לאפות 1 דקות ב115 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר לדוגמה כדי לקרר דקות 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכייל aligner מסכה לעוצמת אור של ~ 1.90 mW / 2 סנטימטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען מדגם לתוך aligner מסכה, עם המסכה המתאימה לדפוס המגע המותקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תביא דוגמא במגע עם מסכה ולחשוף את המדגם עבור 24 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפתח photoresist ידי מתערבל מדגם בכוס של יזם ל21 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף עם H 2 O deionized ומכה יבש wה-i N 2. </li></ol> 5. לדוגמא לפני טיפול לפני מתכת הפקדת לפני טעינת הדגימות לתוך מאייד אלומת אלקטרונים לתצהיר מתכת, לתת רקיק בדוגמת טיפול UV אוזון וHCl: H 2 O אמבטיה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות עומס למחולל אוזון UV עבור 10 דקות עם O 2 קצב זרימה גבוה במיוחד-טוהר 80 SCCM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר טיפול באוזון UV, דגימות מקום בHCl: פתרון H 2 O (1:10) 1 דקות בטמפרטורת חדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את דגימות עם H 2 O deionized ומכה יבש בעדינות עם N 2. </li></ol> 6. קרן אלקטרונים אידוי של מתכות לתקשר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד לאחר טיפול מקדים, הר הדגימות לplaten באמצעות ברגים וסרטונים וplaten המאובטח במאייד הקרן האלקטרוני. ודא כי Ni המספיק וAu זמינים לתצהיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשאוב את חדר עד שהלחץ הוא מתחת 1.3 x 10 -3 P(μTorr 1) (ייתכן שיש צורך לשאוב לילה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת מתח גבוה ל10 ק ולהתחיל סיבוב של דגימות ב5 סל&quot;ד. תריס בטוח להפוך סגור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את כור היתוך Ni ולהזין פרמטרים לניקל לצג שיעור גביש. פיקדון 50 ננומטר (500 Å) של ניקל בקצב תצהיר של ~ 0.1 ננומטר / s. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שמקור Ni התקרר במידה מספקת (~ 15 דקות), לעבור לכור היתוך Au, לשנות את הפרמטרים לאלו של Au, והפקדת 100 ננומטר (1,000 Å) של Au בקצב תצהיר של ~ 0.1 ננומטר / sec. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שכור היתוך Au התקרר (10 דקות ~), לפרוק את החדר ולפרוק platen מדגם. אם אינך בטוח של עובי מתכת, השתמש profilometer כדי לקבוע את עובי ניקל / Au. </li></ol> 7. מתכת לתקשר המראה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר דגימות מplaten ומניח באמבט חשפנית photoresist בטמפרטורת חדר לכמה שעות כדי להרים את המתכת שהונחה על photoresist. אם תרצה, להעלות את טמפרטורת האמבטיה כדי סביב 50-60 מעלות צלזיוס לacceleשיעור המראה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם המתכת לא יורדת לגמרי, להשתמש בבקבוק שפריץ של מסיר PG כדי להסיר בכוח המתכת רצויה שנותרה מעל פני השטח. אל sonicate המדגם, כי זה יכול לגרום לnanowires להשתחרר מהמתכת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את PG מסיר ממדגם עם IPA לתוך כוס פסולת ממס ולמקם את המדגם לתוך מבחנה של IPA הנקי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 7.3 באמצעות H 2 O deionized ואז לפוצץ יבש המדגם באמצעות N 2. </li></ol> 8. לחשל לתקשר מכשירי בדיקה לפני המגע לחשל על מנת להשוות אלה עם מכשירי annealed. לבצע את הקשר לחשל של סרטי ניקל / Au באמצעות annealer מהיר תרמית (להרכבה עצמית) עם N-Ultra High-טוהר 2 / O 2 (3:1) כגז בתהליך. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חכה לפחות 24 שעות לאחר הסרת מגע מתכת לפני דגימות חישול, על מנת להבטיח את מגעים המתכת שהגיעו לשיווי משקל לאחר בתצהיר. </li><li&gt; טהר להרכבה עצמית על ידי הפעלת N 2 / O 2 בטמפרטורה של 650 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות ללא כל דגימות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות עומס ולהתאים את קצב זרימה של N 2 / O 2-1.4 SLPM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות לחשל ב-C ° 550 10 דקות. שיעור רמפת הטמפרטורה היה ~ 500 ° C / min. </li></ol> 9. הסרת ניקל / Au קולנוע מאז סילוקו של סרט ניקל / Au הוא תהליך הרסני, התקנים הם בדרך כלל צילמו ונבדקו לפני הצעד הזה. ההליך להסרת סרט ניקל / Au מתואר באיור 3. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חכה לפחות 24 שעות לאחר לחשל מגע לפני הסרת סרט ניקל / Au. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קליב חתיכת המדגם מהאזור של עניין. גודל בטוח להפוך של מדגם גדול מספיק על מנת לתפוס את הקצוות עם פינצטה בלי לגעת באזור של עניין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Secure בדל פינים SEM הר בבעל כזה שהר ניתן להעביר או נלקח החוצה בקלות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים פיסת גדירת onductive פחמן קלטת על גבי משטח ההר. חתיכת סרט פחמן צריכה להיות גדולה יותר מהשטח של הסרט שהוא שיש להסירו. כרטיסיית פחמן מוליך שהוא בגודל המדויק של שטח ההר עובדת טוב מאוד עבור יישום זה. להחיל את קלטת פחמן או כרטיסייה למשטח ההר לאט ובזהירות כדי להבטיח שהשטח הוא חלק ככל האפשר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הסרת הגיבוי של הקלטת, באמצעות אצבע, לחץ בחוזקה על הקלטת כך שהוא דבק בחוזקה על פני השטח ההר. זה מאוד חשוב כדי שהקלטת לא יורדת עם המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח פיסת מדגם ביקע ועדינות להניח את השטח של עניין ישירות על גבי קלטת פחמן בשולי ההר, כך שהאזור של המדגם ששימש לטיפול עם פינצטה נשמט מ( איור 3 א) קצה. ברגע שהמדגם הושם על גבי קלטת, לא להסיר אותו למיקום מחדש על מנת להימנע מלהרוס את סרט ניקל / Au. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ כלפי מטה על תקיפותלחלק האחורי של המדגם באמצעות מלקחיים (איור 3 ב). יש להיזהר שלא ללחוץ חזק מדי על המדגם סביב הר קצוות, כי זה יכול לגרום למדגם לשבור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להסיר את המצע, לקחת סכין גילוח נקי או אזמל ועדינות לנדנד אותו בין המצע ואת הקלטת בשולי הדגימה (איור 3 ג). לחזור על תהליך זה בזהירות, ודחק את סכין הגילוח עוד קצת בכל פעם עד שהמצע יכול בקלות להיות קילף ידי תופס אותו עם פינצטה. שימוש בכוח רב מדי יכול לשבור את המדגם. כדי לשמור את הסרט מיורד עם מצע, הנח זוג מלקחיים או בדיקה על השטח של הקלטת שנמצאה בסמוך למצע כאשר חטטניות את המצע (איור 3 ג). סרט ניקל / Au annealed צריך להישאר דבק בקלטת (איור 3D). בממוצע, צעד זה ייקח בערך 1 דקות כדי להשלים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמונת סרט ניקל / Au הוסר החדש באמצעות SEM בהקדם האפשרי כל כךים כדי לבחון את הממשק שנחשף מחדש את הסרט לפני שהוא הופך להיות מזוהם. </li></ol>

<ol><li>Lu, W., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semiconductor+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D%3A+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Semiconductor nanowires.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 39, R387-R406 (2006).</li>
<li>Mater Res, A. nnuR. ev 34, 83-122 (2004).</li>
<li>Pettersen, S. V., Grande, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+and+electronic+properties+of+oxygen+annealed+Au%2FNi+and+Pt%2FNi+contacts+to+p-type%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Formation and electronic properties of oxygen annealed Au/Ni and Pt/Ni contacts to p-type.</a> 22, 186-193 (2007).</li>
<li>Chen, L. C., Ho, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effect+of+Heat+Treatment+on+Ni%2FAu+Ohmic+Contacts+to+p-Type%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">The Effect of Heat Treatment on Ni/Au Ohmic Contacts to p-Type.</a> 176, 773-777 (1999).</li>
<li>Liday, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+NiOx-based+contacts+on+p-GaN%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Sci.+Mater.+Electron%22%5BJournal%5D)">Investigation of NiOx-based contacts on p-GaN.</a> J. Mater. Sci. Mater. Electron. 19, 855-862 (2008).</li>
<li>Narayan, J., Wang, H., Oh, T. H., Choi, H. K., Fan, J. C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+epitaxial+Au%2FNi%2FAu+ohmic+contacts+to+p-GaN%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Formation of epitaxial Au/Ni/Au ohmic contacts to p-GaN.</a> Appl. Phys. Lett. 81 (21), 3978-3980 (2002).</li>
<li>Ho, J. K., Jong, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-resistance+ohmic+contacts+to+p-type+GaN+achieved+by+the+oxidation+of+Ni%2FAu+films%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Low-resistance ohmic contacts to p-type GaN achieved by the oxidation of Ni/Au films.</a> J. Appl. Phys. Lett. 86 (8), 4491-4497 (1999).</li>
<li>Herrero, A. M., Blanchard, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstructure+evolution+and+development+of+annealed+Ni%2FAu+contacts+to+GaN+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Microstructure evolution and development of annealed Ni/Au contacts to GaN nanowires.</a> Nanotechnology. 23 (36), 5203.1-5203.10 (2012).</li>
<li>Bertness, K. A., Roshko, A., Sanford, N. A., Barker, J. M., Davydov, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneously+grown+GaN+and+AlGaN+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Crystal+Growth%22%5BJournal%5D)">Spontaneously grown GaN and AlGaN nanowires.</a> J. Crystal Growth. 287, 522-527 (2006).</li>
<li>Herrero, A. M., Bertness, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+Dispersion+and+Surface+Pretreatment+for+Single+GaN+Nanowire+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vac.+Sci.+Tech.+B%22%5BJournal%5D)">Optimization of Dispersion and Surface Pretreatment for Single GaN Nanowire Devices.</a> J. Vac. Sci. Tech. B. 30 (6), 2201.1-2201.5 (2012).</li>
</ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

הטכניקה שהוצגה מאפשרת ניתוח של קשר / המצע ומייקרו קשר / NW של מכשירי NW אחת. היתרונות העיקריים של שיטה זו הם העלות הנמוכה שלה ופשטות. היא מאפשרת ניתוח איכותי וכמותי של קשר הממשק בקנה מידה גדול עם המצע כמו גם בקנה מידת submicrometer עם NWS הבודד. השימוש בקלטת פחמן להסרת הסרט וספחי פינים SEM להרכבת מדגם לעשות את זה אפשרי עבור ניתוח תוך שימוש בטכניקות אפיון שדורשות סביבות בלחץ נמוך נקיות. בנוסף לשימוש בSEM הדמיה מורפולוגיה הממשק, ניתן להשתמש בשיטות אפיון רבות אחרות, כוללים EDS, ספקטר...

מכשירים היחיד NW נעשים על ידי פיזור השעיה NW על גבי מצע מבודד ויוצרים קשר כריות על המצע באמצעות photolithography הקונבנציונלי ותצהיר מתכת, מה שגורם מכשירי שני מסוף נוצרו באופן אקראי. SiO 2 סרט עבה על פרוסות סיליקון Si משמש בדרך כלל כמצע בידוד 1,2. למתכות שהופקדו על פני השטח SiO 2, בעיה נפוצה הנובעת מטיפול בחום היא התופעה של היווצרות חלל ב/ SiO 2 ממשק המתכת. בנוסף לפיצוח וdelamination של סרט המתכת, היווצרות חלל זה יכול להשפיע לרעה על ביצועי מכשיר מגידול בהתנגדות שנגרם על ידי הפחתה של שטח המגע. קשר ניקל / Au מתחמצן בN 2 / O 2 אטמוספרות הוא תכנית הקשר הדומיננטית תחול על p-גן 3-7. במהלך טיפול בחום בN 2 / O 2, Ni מפזר על פני השטח כדי ליצור NIO וAu מתמוסס אלפני מצע. בעבודה זו, היווצרות חלל מוגזמת ב2 ממשקי המגע / NW וקשר / SiO הוצגה להתרחש במהלך חישול של אנשי קשר של ניקל / Au לNWS על SiO 2 8. המורפולוגיה של סרט ניקל / Au annealed פני השטח, לעומת זאת, אינה מצביעה על קיומם של חללים או המידה שבה להיווצרות החלל התרחשה. כדי לטפל בבעיה זו, פיתחנו טכניקה להסרת של אנשי קשר של ניקל / Au וגן NWS מSiO 2 / Si מצעים על מנת לנתח את הממשק של המגע עם המצע וNWS. טכניקה זו יכולה לשמש להסרת כל מבנה קשר שיש הידבקות עניות למצע. סרטי ניקל / Au עם NWS גן שגלום בו יוסרו מן המצע SiO 2 עם קלטת פחמן. קלטת פחמן דבקה סיכה סטנדרטית לעלות לאפיון על ידי שימוש במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM), יחד עם כמה כלים אחרים. הנוהל מפורט לfabrication של התקני גן NW אחת וניתוח של מורפולוגיה ממשק אנשי הקשר שלהם מתוארים.

<table><tbody><tr><td colspan="4" ><חזק>ריאגנטים וחומרים</חזקים></td></tr><tr><td>התנגדות להרמה</td><td>MicroChem</td><td>LOR 5A</td><td>משתנה בהתאם ליישום</td></tr><tr><td>Photoresist</td><td>Shipley</td><td>1813</td><td>משתנה בהתאם ליישום</td></tr><tr><td>מפתח</td><td>Rohm and Haas Electronic Materials</td><td>MF CD-26</td><td>משתנה בהתאם ליישום</td></tr><tr><td>חשפנית</td> <td>PhotoresistMicroChem</td><td>Nano Remover PG</td><td>משתנה בהתאם ליישום</td></tr><tr><td>Ni source</td><td>International Advanced Materials</td><td>99.999% טוהר</td><td></td></tr><tr><td>Au source</td><td>International Advanced Materials</td><td>99.999% טוהר</td><td></td></tr><tr><td>SiO2/Si פרוסות</td><td>עמק הסיליקון מיקרואלקטרוניקה</td><td>3 אינץ' < 100> N / As 0.001-0.005 אוהם-ס"מ, 200 ננומטר תחמוצת</td><td></td>תרמית</tr><tr><td>סרט פחמן</td><td>SPI Supplies</td><td>5072, 8 מ"מ רוחב</td><td></td></tr><tr><td colspan = "4" > ממיסים הם מוליכים למחצה סטנדרטיים או דרגת מחקר. הספק אינו חשוב לתוצאת הניסוי.</td></tr><tr><td colspan="4">גזי תחריט יונים תגובתיים וגזי חישול תרמיים הם בדרגת טוהר גבוהה. הספק אינו חשוב לתוצאת הניסוי.</td></tr><tr><td colspan="4">EQUIPMENT</td></tr><tr><td>Ultrasonic cleaner</td><td>Cole-Palmer</td><td>EW-08849-00</td><td>הספק נמוך</td></tr><tr><td>Micropipette</td><td>Rainin</td><td>PR-200</td><td>מדוד, טיפים לסילוק</td></tr><tr><td>תחריט יונים תגובתי</td><td>SemiGroup</td><td>RIE 1000 TP</td><td>ספקים אחרים המשמשים גם עם פרמטרי תהליך שונים</td></tr><tr><td>יישור מסכה</td><td>Karl Suss</td><td>MJB3</td><td>ספקים אחרים השתמשו גם עם פרמטרי תהליך שונים</td></tr><tr><td>מנקה אוזון UV</td><td></td><td>Jelight דגם 42</td><td>ספקים אחרים השתמשו גם עם פרמטרי תהליך שונים</td></tr><tr><td>מאייד קרן אלקטרונית</td><td>CVC</td><td>SC-6000</td><td>ספקים אחרים המשמשים גם עם פרמטרי תהליך שונים</td></tr><tr><td colspan="4">* היצרנים ושמות המוצרים ניתנים אך ורק לשלמות. ציטוטים ספציפיים אלה אינם מהווים תמיכה במוצר על ידי NIST ואינם מרמזים על כך שמוצרים דומים של חברות אחרות יהיו פחות מתאימים.</td></tr></tbody></table>

ניתוח של ממשקי מגע עבור יחיד התקני nanowire גן

Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

מכשירי nanowire גן יחיד (NW) מפוברקים על SiO 2 יכולים תערוכת השפלה חזקה לאחר חישול עקב ההתרחשות של היווצרות חלל במגע / SiO 2 ממשק. היווצרות חלל זה יכול לגרום לפיצוח וdelamination של סרט המתכת, אשר יכול להגביר את ההתנגדות או להוביל לכישלון של מכשיר NW מלא. על מנת לטפל בבעיות הקשורות להיווצרות חלל, טכניקה פותחה שמסירה סרטי מגע מתכת ניקל / Au מהמצעים, כדי לאפשר בדיקה ואפיון של הקשר / מצע וממשקי המגע / NW של התקני גן NW אחת. הליך זה קובע את מידת ההידבקות של קשר הסרטים למצע וNWS ומאפשר האפיון של המורפולוגיה וההרכב של קשר הממשק עם המצע וnanowires. טכניקה זו שימושית גם להערכת כמות הזיהום שיורית שנותרה מהשעית NWnd מתהליכי photolithographic על פני השטח NW-SiO 2 לפני בתצהיר מתכת. הצעדים מפורטים של הליך זה מוצגים להסרת אנשי קשר ניקל / Au annealed לNWS גן מסומם-Mg במצע SiO 2.

דוגמא לניתוח SEM על סרטי ניקל / Au annealed הוסרו ממצע SiO 2 באמצעות קלטת פחמן מוצגת באיור 4. פני השטח של מגע ניקל / Au לפני ההסרה מוצג באיור 4 א. התחתון של אותו האזור של שסרט ניקל / Au מסוים לאחר ההסרה מוצגת באיור 4. השוואה של פני השטח ומורפולוגיה התחתונה יכולה לעזור לקבוע אם יש קשר בין שתיים. לדוגמא, כאשר שני התמונות הן בהשוואה, ניתן לראות אותו כי הכתמים הכהים ב( א) בקנה אחד עם התכונות האפלות ב( ב). בהגדלות גדולות יות...

טכניקה פותחה שמסירה סרטי מגע מתכת ניקל / Au מהמצע שלהם, כדי לאפשר בדיקה ואפיון של הקשר / מצע וממשקי המגע / NW של מכשירי nanowire גן אחד.

ניתוח של ממשקי מגע עבור יחיד התקני Nanowire גן

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit  a strong degradation after annealing due to the  occurrence of void formation at the ...

המטרה הכללית של הליך זה היא לאפשר את הבחינה והאפיון של הממשקים שבין תשתית המגע לבין ננו-חוט המגע עבור התקני ננו-חוט בודדים של gallium nitride. דבר זה מושג תחילה על ידי הכנת תגסוס של ננו-חוטים ופיזורו על תשתית. השלב השני הוא שיקוע מגעי ניקל-זהב על הננו-חוטים ולאחר מכן חימום של הדגימה.השלב הסופי הוא הסרת מגעי הניקל-זהב מהמצע על ידי הצמדתם לסרט פחמן. לבסוף, נעשה שימוש במיקרוסקופ אלקטרוני סורק כדי לבחון את ממשקי המגעים לצורך זיהוי היווצרות חללים. שיטה זו יכולה לסייע במתן תשובה לשאלות בנוגע לאופן העיבוד של ננו-חוטים ממישק חצי-מוליך.בפרט, הדבר מעניק לנו דרך להעריך עד כמה מגעי המתכת נצמדים היטב לננו-חוטים אל תוך התשתית המקיפה אותם. הדגמה חזותית של שיטה זו היא חשובה מכיוון שטכניקות פיזור הננו-חוטים והעברת הסרט עלולות להיות קשות ללמידה, שכן לפרטים קטנים של טיפול ומיקום יכולה להיות השפעה רבה על התוצאה. בחנתי את הדגימה באמצעות SEM כאשר הבחנתי שאזור של מגע המתכת החל להתרומם מהתשתית.כאשר בחנתי זאת מקרוב, שמתי לב שלצד התחתון של המגע הייתה מורפולוגיה יוצאת דופן זו. לכן, כדי לבחון טוב יותר את המורפולוגיה של הצד התחתון, פיתחתי את הטכניקה הזו. כדי להתחיל, יש להפריד חתיכה קטנה של ננו-חוטי gallium nitride שגדלו על מצע silicon 1 1 1 ולהניח אותה בתוך מבחנה קטנה עם 1 mL של isopropanol. יש לבצע סוניקציה למבחנה למשך 30 שניות כדי להסיר את הננו-חוטים ממצע העיגון שלהם.לאחר מכן, נקו פרוסת סיליקון על ידי טבילתה עם הפנים כלפי מטה באצטון באמצעות מחזיק חצובה. לאחר חמש דקות, הוציאו את הפרוסה מהאצטון ושטפו את שני צדדיה באמצעות בקבוק התזה של isopropanol. לאחר מכן, טבלו את הפרוסה בכלי כימי המכיל 100 milliliters של isopropanol.לאחר חמש דקות, הוצא את הפרוסה ושטוף אותה במים דה-יוניזציה לפני השמתה בכלי ביקר נוסף המכיל מים דה-יוניזציה. לאחר חמש דקות במים, הוצא את הפרוסה וייבש אותה באמצעות זרם חנקן. שוב, בצע סוניקציה לבקבוק הננו-חוטים למשך 30 שניות.לאחר מכן, טפטפו באמצעות פיפט 30 µL מהתמיסה על כל אחד משלושת האזורים שעל פני השטח המחומצנים של פרוסת סיליקון (wafer) נקייה ברבע גודל, וודאו שהפרוסה מפולסת כדי שתליית הננו-חוטים לא תנדוד לעבר הקצוות. לאחר שהטיפה האחרונה של תליית הננו-חוטים התאדתה, הניחו את הדגימה בבתים עוקבים של אצטון ואיזופרופנול כדי להסיר זיהומים לא רצויים.לאחר מכן שטוף את רבע הפרוסה במים דאיוניים וייבש באמצעות חנקן. אין להשתמש בבקבוקי התזה או לבצע סוניקציה לממס במהלך תהליך הניקוי. כדי למנוע הסרה מרובה של ננו-חוטים מהפני השטח, הוסף שכבה של LOR five A liftoff.מרחו רזיסט על פרוסת הסיליקון עם הננו-חוטים המפוזרים על ידי הוספת 1 עד 2 milliliters של רזיסט מעל הננו-חוטים; בצעו ציפוי סבב (spin coat) לדגימה במהירות של 300 RPM למשך 10 שניות, ולאחר מכן במהירות של 2000 RPM למשך 45 שניות. לאחר הסבב, הסירו שאריות של LOR five A מקצות הדגימה באמצעות ניגוב עם micro chem nano EBR pg. לאחר מכן, העבירו את הדגימה לפלטה חמה ואפו אותה בטמפרטורה של 150 עד 170 °C.לאחר חמש דקות, הוצא את הדגימה מהפלטה החימום והמתן 30 שניות לקירורה. לאחר הקירור, החזר את הדגימה למקרן הספין (spin coder) והוסף 1 עד 2 מיליליטר של Mega Deposit SPR 6 61 0.0 Photo resist כדי לכסות את הפנימוס. בצע ציפוי ספין (spin coat) לדגימה למשך 35 שניות במהירות של 3000 RPM.לאחר מכן, העבירו את הדגימה לפלטה חמה וחממו אותה למשך דקה אחת בטמפרטורה של 95 °C. בשלב הבא, טענו את המסכה ולאחר מכן את הדגימה למכשיר יישור המסכות (mask aligner). חשפו את הדגימה במינון של 240 mJ/cm².לאחר מכן, פתחו את הפוטורזיסט על ידי סיבוב הדגימה בבקר עם micro posit MF 26, חומר פיתוח, למשך כ-60 שניות או עד לפיתוח מלא. לאחר הפיתוח, שטפו את הדגימה במים דה-יוניזציה ולאחר מכן ייבשו אותה באמצעות זרם חנקן. העמיסו את הדגימות למחולל UV ozone וחשפו אותן לאוזון למשך 10 דקות, תוך הזרמת חמצן בדרגת טוהר גבוהה מאוד (ultra high purity) בקצב זרימה של 80 standard cubic centimeters per minute דרך המכשיר.לאחר טיפול באזור OZ, הניחו את הדגימות בתערובת של 10% חומצה כלורית למשך דקה אחת בטמפרטורת החדר. לאחר מכן, הוציאו את הדגימות, שטפו אותן במים דה-יוניזציה וייבשו אותן באמצעות זרם של חנקן. רכבו את הדגימות היבשות על מאדה בקרן אלקטרונים על ידי קיבוען לפלטינה באמצעות ברגים ותפסים.לאחר מכן, חברו את תבנית הפלטינה למאדה ה-e-beam והכניסו למכשיר את כילומי הניקל והזהב. בצעו ריקון של התא עד שהלחץ יירד מתחת ל-one micro tour. בהתאם לעוצמת המשאבה, תהליך זה עשוי להימשך מספר שעות או לילה שלם.לאחר מכן, הגדירו את המתח הגבוה ל-10 kilovolts, ודאו שהתריס סגור והתחילו לסובב את הדגימות במהירות של five RPM. בשלב הבא, בחרו בכור הניקל והגדירו את קצב השקיעה ל-0.1 nanometers per second ושקיעו 500 nanometers של ניקל על הדגימות. עם הסיום, המתינו 15 דקות לקירור המקור ולאחר מכן עברו לכור הזהב.הגדירו את קצב שיקוע הזהב ל-0.1 nanometers per second ושקעו 100 nanometers על הדגימות. עם סיום השיקוע, המתינו 10 דקות לקירור כלי השמץ של הזהב, ולאחר מכן שחררו את הוואקום מהתא ופנו את דגימת ה-Platin. הוציאו את הדגימות מה-PLA והניחו אותן באמבט של photo resist.השרו את הדגימה בתמיסת הסרה (Stripper) בטמפרטורת החדר למשך מספר שעות כדי להסיר את המתכת שהשקעה על הפוטורזיסט. במידת הצורך, ניתן להעלות את טמפרטורת האמבט לכ-50 עד 60 °C כדי להאיץ את התהליך. בצעו את תהליך ההסרה (Lift off) לאחר מספר שעות. בדקו אם המתכת נפרדה מהפוטורזיסט.השתמשו בפיפטה או בבקבוק נטף של חומר להסרת פוטורזיסט (photoresist stripper) כדי להסיר בכוח כל שארית מתכת לא רצויה מהמשטח. לאחר מכן, שטפו את כל הדגימה באיזופרופנול, ולאחריו במים דה-יוניים, ואז ייבשו את הדגימות בחנקן לאחר ההסרה, למשך לפחות 24 שעות לפני ביצוע הannealing לדגימות.לאחר מכן, בצעו פירג' (purge) למכשיר ה-rapid thermal annealer באמצעות תערובת של שלושה חלקים חנקן לחלק אחד חמצן בקצב זרימה של 1.4 liters per minute בטמפרטורה של 650 °C למשך חמש דקות, ללא דגימות בתוכו. לאחר מכן, הפחיתו את הטמפרטורה ל-550 °C. טענו את הדגימות ובצעו להן אנלינג (annealing) למשך 10 דקות.התחילו בהנחה זהירה של פיסת סרט פחמן על תושבת פין של SEM, כך שהסרט יהיה חלק ככל האפשר. לפני הסרת נייר הגב של הסרט, לחצו חזק על הסרט בעזרת אצבע כדי שידבק היטב לתושבת. קחו את הדגימה והניחו בעדינות את האזור המעניין ישירות על סרט הפחמן לאורך קצה התושבת, כך שהחלק בדגימה ששימש לאחיזה באמצעות פינצטה יבלוט מעבר לקצה.לאחר שהדגימה הונחה על הסרט, אין להסירה לצורך מיקום מחדש. כדי למנוע פגיעה בסרט, לחצו בחוזקה על גב הדגימה באמצעות פינצטה. יש להיזהר לא ללחוץ חזק מדי מסביב לקצוות התושבת, שכן הדבר עלול לגרום לשבירת הדגימה.לאחר מכן, קחו להב תער נקי או סקלפל והחליקו אותו בעדינות בין התשתית לסרט לאורך קצוות הדגימה, עד שניתן יהיה לקלף את התשתית בקלות באמצעות פינצטה. הפעלת כוח רב מדי עלולה לשבור את הדגימה בניסיון למנוע מהסרט להיקלף יחד עם התשתית. הניחו זוג פינצטות על אזור הסרט הסמוך לתשתית.בעת ההסרה, שכבת הניקל-זהב המופרשת צריכה להישאר דבוקה לסרט הדבק; יש לבחון את שכבת הניקל-זהב שהוסרה באמצעות SEM במהירות האפשרית, כדי לצפות בממשק שנחשף לפני שיהיה מזוהם. מוצגות כאן תמונות SEM של שכבת הניקל-זהב לפני ואחרי הסרתה ממצע הסיליקון די-אוקסיד באמצעות סרט פחמן. הדגימה מימין לא עברה ניקוי לפני שיקוע המתכת, והזיהום השארי גרם להתפלגות לא אחידה של חללים, ולחללים מאקרוסקופיים גדולים הדומים לשלפוחיות.יישום חשוב אחד של טכניקה זו הוא ניתוח המורפולוגיה של ממשק המגע של ננו-חוט, כפי שמוצג בתמונות CM של הצד התחתון של שכבות ניקל-זהב שהורספו על ננו-חוטים המפוזרים על סיליקון די-אוקסיד. תתי-מנשאי סיליקון מוצגים כאן. תמונות בהגדלה גבוהה, כדוגמת אלו הנראות בצד ימין, מאפשרות בחינה של ממשק המגע של הננו-חוט.בתמונת ה-SCM למטה מימין חסר הננו-חוט, מה שמאפשר לחקור בקלות רבה יותר את הממשק שבין המגע לחוט החסר. נוכחותה של זיהום שיורי זה עלולה לגרום לעלייה משמעותית במספר החללים הנצפים בממשק שבין המגע למצע. באמצעות כימות מידת היווצרות החללים בממשק שבין המגע למצע, ניתן להעריך את יעילותן של שיטות ניקוי שונות.ניסויים אלו התמקדו ביעילותם של שיטות ניקוי שונות לפני השקעת ניקל-זהב על סיליקון דיאוקסיד להסרת זיהומים שיוריים. הדבר מדגיש את היתרונה המובהק של שימוש בניקוי UVO Zone ו-HCL לפני השקעת המתכות. לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו מושג טוב לגבי האופן שבו ניתן לפזר ננו-חוטים על משטח השקעה חדש, להנחית מגעי מתכת על הננו-חוטים, ולהסיר את מגעי המתכת כדי לבחון את ממשק המגע של הננו-חוט באמצעות הליך זה.ניתן לבצע טכניקות נוספות, כגון ספקטרוסקופיה של קרני X בפיזור אנרגיה (EDX), כדי לענות על שאלות נוספות, כגון הרכב השכבה.

analysis-of-contact-interfaces-for-single-gan-nanowire-devices

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

אנו מתארים את ייצור מכשיר מדידה ולפרוטוקול biosensors בתדר גבוה המבוסס על צינורות פחמן. טכניקת חישת התדירות הגבוהה מפחית את הסיכון (דביי) השפעת ההקרנה יונית הבסיסית ומאפשרת Nanotube biosensor להיות מופעל בפתרונות כוח יוניים גבוהים שבי biosensors אלקטרוני קונבנציונלי נכשלים. הטכנולוגיה שלנו מספקת פלטפורמה ייחודית לbiosensors אלקטרוני הפועלים בתנאים פיסיולוגיים רלוונטיים נקודה של הטיפול (POC).

המצאה של Biosensor Nanotube פחמן בתדירות גבוהה Nanoelectronic לחישה בפתרוני כוח יוניים גבוהים

מאמר זה מציג פרוטוקול ייצור מפורט לשער שהוגדרו נקודות קוונטיות של מוליכים למחצה לרוחב על heterostructures arsenide גליום. התקני ננו אלה משמשים כדי ללכוד כמה אלקטרונים לשימוש כביטים קוונטיים בעיבוד אינפורמציה קוונטית או לניסויים אחרים Mesoscopic כגון מדידות מוליכות קוהרנטית.

Nanofabrication של השער שהוגדרו GaAs / AlGaAs נקודות קוונטיות רוחביות

מסופק נוהל מפורט לסימום פני השטח של ממשקי סיליקון. סימום פני השטח הרדוד במיוחד מודגם על ידי שימוש בזרחן המכיל חד-שכבות ותהליך חישול מהיר. השיטה יכולה לשמש לסמים של משטחי שטח מקרוסקופיים כמו גם ננו-מבנים.

חד שכבתי לתקשר סימום של משטחי סיליקון וNanowires שימוש בתרכובות זרחן אורגניות

ננו-חוטי כסף יכולים להעביר בו זמנית אלקטרונים ומידע אופטי בצורה של פלזמונים על פני השטח. מתואר כאן נוהל למימוש מעגלים משותפים כאלה והמגבלות בהפצת שני נושאי המידע מוערכות.

הערכת הובלה פלזמונית בננו-חוטי כסף נושאי זרם

אנו מתארים את הגישות לייצור מכשירים ואפיון חשמלי של ננו-מבנים מוליכים למחצה בשכבת מוליבדן דיסלניד (MoSe2) בעוביים שונים. בנוסף, מתואר ייצור מגעים אוהמיים עבור ננו-גבישים דו-שכבתיים של MoSe בשיטת שקיעת קרן יונים ממוקדת באמצעות פלטינה (Pt) כמתכת מגע.

ייצור לתקשר ohmic בטכניקה ממוקד-אלומת יונים וחשמל אפיון לשכבת מבני ננו מוליך למחצה

שיטה לגידול של ננו-צינורות פחמן מיושרים אנכית בטמפרטורה נמוכה, וייצור לאחר מכן של מבני בדיקה חשמליים אנכיים באמצעות ייצור מוליכים למחצה.

המצאה של טמפרטורה נמוכה חיבורים אנכיים-צינורות פחמן תואם עם סמיקונדקטור טכנולוגיה

אנו מתארים שלבים מרכזיים לחישה ביולוגית על ידי שימוש בטרנזיסטורי אפקט שדה של ננו-חוטי פוליסיליקון, כולל הכנת המכשיר וקיבוע ואישור של בדיקה מולקולרית של DNA על פני הננו-חוטים, כמו גם תנאים לחישת DNA.

הכנת טרנזיסטור הסיליקון Nanowire שדה ותוצאה עבור יישומים כימיים biosensing

בנייר זה, הזרימה dielectrophoresis בסיוע הוכח עבור הרכבה עצמית של התקני ננו-חוט. הזיוף של טרנזיסטור אפקט שדה ננו-חוט סיליקון מוצג בתור דוגמה.

בסיוע זרימת Dielectrophoresis: שיטה בעלות נמוכה עבור הזיוף של התקני ננו-חוט processable-פתרון ביצועים גבוהים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לקבוע את מספר הספק במוצקים באמצעות האלקטרוליט.

פקד שדה חשמלי של הברית אלקטרונית ב- WS Nanodevices2 מאת אלקטרוליט Gating

כאן, אנו מציגים פרוטוקול עבור ייצור של אלקטרודה nanopore אלחוטית מסוג סגור ומדידה אלקטרוכימי עוקבות של ננו-חלקיק בודד התנגשויות.

אלקטרודה Nanopore אלחוטית מסוג סגור לניתוח חלקיקים יחיד

פרוטוקול זה מתאר את השימוש nanowires סיליקון עבור ביו-אפנון אופטי תאי של תא בשיטה פשוטה וקלה לביצוע. הטכניקה ניתנת להתאמה גבוהה לסוגי תאים מגוונים ותוכל לשמש במבחנה, כמו גם ביישומים vivo.

ננו-חוטי סיליקון וגירוי אופטי לחקירות של צימוד חשמלי פנים-תאי

חקור שיטה לניתוח ממשקי מגע בננו-חוטי GaN באמצעות הסרת סרטי Ni/Au ממצע הסיליקון. טכניקה זו מאפשרת בחינת מבנה החללים בממשקים באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק.

ניתוח של ממשקי מגע עבור יחיד התקני Nanowire גן

גלה סרטונים נוספים