단 하나의 GaN 나노 와이어 장치에 대한 문의 인터페이스의 분석

이 절차의 전반적인 목표는 단일 질화 갈륨 나노 와이어 장치에 대한 접촉 기판 및 접촉 나노 와이어 계면의 검사 및 특성화를 허용하는 것입니다. 이것은 먼저 나노와이어 현탁액을 준비하고 기판에 분산시킴으로써 달성됩니다. 두 번째 단계는 니켈 금 접점을 나노 와이어에 증착 한 다음 샘플을 무릎 꿇리는 것입니다.

마지막 단계는 탄소 테이프에 접착하여 기판에서 항문과 니켈 금 접촉부를 제거하는 것입니다. 궁극적으로 주사 전자 현미경은 공극 형성을 위한 접촉 인터페이스를 검사하는 데 사용됩니다. 이 방법은 반도체 나노와이어를 처리하는 방법에 대한 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다.

특히, 금속 접촉부가 주변 기판에 나노 와이어에 얼마나 잘 달라붙는지 평가할 수 있는 방법을 제공합니다. 이 방법의 시각적 시연은 나노와이어 분산 및 필름 전사 기술이 취급 및 배치의 작은 세부 사항이 수율에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 배우기 어려울 수 있기 때문에 중요합니다. SEM으로 샘플을 보고 있을 때 금속 접촉 영역이 기판에서 들어 올려지기 시작했다는 것을 알았습니다.

자세히 살펴보니 접점의 아래쪽이 매우 특이한 형태를 가지고 있다는 것을 알았습니다. 그래서 밑면 형태를 더 잘 살펴보기 위해 저는 이 기술을 개발했습니다.1 1 1 실리콘 기판에서 성장한 질화갈륨 나노와이어의 작은 조각을 절단하고 1밀리리터의 이소프로판올이 있는 작은 바이알에 넣기 시작했습니다. 바이알을 30초 동안 초음파 처리하여 고정 기판에서 나노 와이어를 제거합니다.

그런 다음 삼각대 홀더를 사용하여 실리콘 웨이퍼를 아세톤에 뒤집어 세척합니다. 5분 후 아세톤에서 웨이퍼를 제거하고 이소프로판올의 분출 병을 사용하여 웨이퍼의 양쪽을 헹굽니다. 다음으로, 웨이퍼를 100밀리리터의 이소프로판올이 담긴 비커에 담그십시오.

5분 후 웨이퍼를 제거하고 탈이온수로 헹구기 전에 탈이온수가 담긴 다른 비커에 넣습니다. 물 속에서 5분 후 웨이퍼를 제거하고 질소 흐름으로 건조시킵니다. 다시 나노 와이어의 바이알을 30초 동안 초음파 처리합니다.

그런 다음 클린 쿼터 웨이퍼의 산화된 표면의 세 영역 각각에 용액 30마이크로리터를 피펫으로 넣고 나노와이어 현탁액이 가장자리로 이동하지 않도록 웨이퍼가 수평인지 확인하십시오. 나노 와이어의 마지막 낙하 후 현탁액이 증발했습니다. 원치 않는 불순물을 제거하기 위해 샘플을 아세톤과 이소프로판올의 연속적인 수조에 넣습니다.

그런 다음 쿼터 웨이퍼를 탈이온수로 헹구고 질소로 건조시킵니다. 세척 과정에서 분출 병을 사용하거나 솔벤트를 초음파 처리하지 마십시오. 표면에서 나노와이어가 과도하게 제거되는 것을 방지하려면 LOR 5A 리프트오프 층을 추가하십시오.

나노 와이어 위에 1-2 밀리리터의 레지스트를 첨가하여 분산 된 나노 와이어로 실리콘 웨이퍼에 레지스트를 가라 앉히고 10 초 동안 300 RPM의 속도로 샘플을 스핀 코팅한 다음 45 초 동안 2000 RPM으로 샘플을 스핀 코팅합니다. 회전 후 마이크로 켐 나노 EBR pg로 면봉으로 검체 가장자리에서 LOR 5 A 잔여물을 제거합니다. 그런 다음 샘플을 핫 플레이트에 옮기고 섭씨 150-170도에서 굽습니다.

5분 후 핫 플레이트에서 샘플을 제거하고 30초 동안 식힙니다. 냉각되면 샘플을 스핀 코더에 다시 넣고 1-2 밀리리터의 메가 증착 SPR 6 61 0.0을 추가합니다. 표면 스핀을 덮기 위해 포토 레지스트를 사용하고 3000 RPM에서 35 초 동안 샘플을 코팅합니다.

그런 다음 샘플을 핫 플레이트에 옮기고 섭씨 95도에서 1분 동안 굽습니다. 다음으로, 마스크를 로드한 다음 샘플을 마스크 정렬기에 로드합니다. 샘플을 평방 센티미터당 240밀리줄의 용량으로 노출시킵니다.

그런 다음 현상액인 micro posit MF 26의 비커에서 샘플을 소용돌이치며 약 60초 동안 또는 완전히 현상될 때까지 포토 레지스트를 현상합니다. 현상이 완료되면 샘플을 탈이온수로 헹구고 질소 흐름으로 건조시킵니다. 샘플을 UV 오존 발생기에 로드하고 장치를 통해 분당 80 표준 입방 센티미터의 유속으로 초고순도 산소를 흐르게 하면서 10분 동안 오존에 노출시킵니다.

OZ 구역 처리 후 샘플을 실온에서 1분 동안 10% 염산 혼합물에 넣습니다. 그런 다음 샘플을 제거하고 탈 이온수로 헹구고 질소 흐름으로 건조시킵니다. 건조 샘플을 나사와 클립을 사용하여 플레이트에 고정하여 전자빔 증발기에 장착합니다.

그런 다음 플라틴을 전자빔 증발기에 부착하고 니켈과 금 도가니를 장치에 로드합니다. 압력이 1 마이크로 투어 미만이 될 때까지 챔버를 펌핑합니다. 펌프 강도에 따라 하룻밤까지 몇 시간이 걸릴 수 있습니다.

그런 다음 고전압을 10킬로볼트로 설정하고 셔터가 닫혀 있는지 확인한 다음 5RPM으로 샘플을 회전시키기 시작합니다. 다음으로, 니켈 도가니를 선택하고 증착 속도를 초당 0.1나노미터로 설정하고 샘플에 500나노미터의 니켈을 증착합니다. 완료되면 소스를 15분 동안 식힌 다음 금 도가니로 전환합니다.

금 증착 속도를 초당 0.1나노미터로 설정하고 샘플에 100나노미터를 증착합니다. 증착이 완료되면 금 도가니가 식을 때까지 10분 동안 기다린 다음 챔버를 환기시키고 샘플 플라틴을 언로드합니다. PLA에서 샘플을 제거하고 사진 반응 욕조에 넣습니다.

스트리퍼를 실온에서 몇 시간 동안 사용하여 사진에 침전된 금속을 들어 올리고 원하는 경우 저항하고 수조 온도를 섭씨 50도에서 60도 정도로 올려 가속합니다. 몇 시간 후에 이륙합니다. 금속이 포토 레지스트에서 분리되었는지 확인하십시오.

피펫이나 사진의 물병을 사용하십시오. 표면에 남아 있는 원치 않는 금속을 강제로 제거하기 위해 스트리퍼를 저항합니다. 그런 다음 전체 샘플을 이소프로판올로 헹구고 탈이온수로 헹구고 샘플을 어닐링하기 최소 24시간 전에 제거한 후 질소로 샘플을 건조시킵니다.

그런 다음 질소 3부와 산소 1부로 급속 열 어닐러를 섭씨 650도에서 5분 동안 샘플 없이 분당 1.4리터의 유속으로 퍼지합니다. 다음으로 온도를 섭씨 550도로 낮춥니다. 샘플을 로드하고 10분 동안 항문화합니다.

테이프가 가능한 한 매끄럽게 되도록 SEM 핀 스텁 마운트에 탄소 테이프 조각을 조심스럽게 배치하는 것으로 시작합니다. 테이프 뒷면을 제거하기 전에 손가락으로 테이프를 세게 눌러 테이프가 마운트에 단단히 부착되도록 합니다. 샘플을 채취하여 관심 영역을 마운트 가장자리를 따라 탄소 테이프에 직접 부드럽게 놓아 핀셋으로 처리하는 데 사용된 샘플 영역이 가장자리에 매달려 있도록 합니다.

샘플이 테이프에 놓이면 재배치를 위해 제거하지 마십시오. 필름이 파손되지 않도록 집게를 사용하여 샘플 뒷면을 단단히 누르십시오. s의 원인이 될 수 있으므로 마운트 가장자리 주변을 너무 세게 누르지 않도록 주의하십시오.ample가 파손됩니다.

그런 다음 깨끗한 면도날이나 메스를 가지고 핀셋으로 기판을 잡아 쉽게 벗겨낼 수 있을 때까지 샘플의 가장자리를 따라 기판과 테이프 사이를 부드럽게 밀어 넣습니다. 너무 많은 힘을 가하면 샘플이 깨져 테이프가 기판과 함께 떨어지지 않을 수 있습니다. 기판에 인접한 테이프 영역에 핀셋을 놓습니다.

그것을 들어 올릴 때, 병든 니켈 금 필름은 테이프 이미지에 부착 된 상태로 유지되어야하며, 새로 제거 된 니켈 금 필름은 오염되기 전에 필름의 새로 노출 된 계면을 관찰하기 위해 가능한 한 SEM을 사용해야합니다. 여기에 표시된 것은 탄소 테이프를 사용하여 이산화규소 기판에서 제거하기 전과 후의 Al Nickel 금 필름의 SEM 이미지입니다. 오른쪽의 샘플은 금속 증착 전에 세척을 받지 않았으며 잔류 오염으로 인해 불균일한 공극 분포와 물집과 유사한 큰 매크로 공극이 생성되었습니다.

이 기술의 중요한 응용 분야 중 하나는 이산화규소에 분산된 나노 와이어에 증착된 무릎 꿇은 니켈 금 필름의 밑면의 CM 이미지로 접촉 나노 와이어 인터페이스 형태를 분석하는 것입니다. 실리콘 기판이 여기에 나와 있습니다. 오른쪽에 보이는 것과 같은 고배율 이미지를 통해 접촉식 나노 나노 와이어 계면을 검사 할 수 있습니다.

오른쪽 하단의 SCM 이미지에는 나노와이어가 없어 접점과 누락된 와이어 사이의 인터페이스를 보다 쉽게 연구할 수 있습니다. 이러한 잔류 오염의 존재는 접촉 기판 계면에서 관찰되는 공극의 수를 크게 증가시킬 수 있습니다. 접촉 기판 계면에서 공극 형성 정도를 정량화함으로써 다양한 세척 방법의 효과를 평가할 수 있습니다.

이러한 실험은 잔류 오염을 제거하기 위해 이산화규소에 니켈 금을 증착하기 전에 다양한 세척 방법의 효과에 중점을 두었습니다. 이는 금속을 증착하기 전에 UVO Zone과 HCL 세척을 사용하는 것의 명백한 이점을 보여줍니다. 이 비디오를 시청한 후에는 나노 와이어를 새로운 기판 증착물에 분산시키고, 나노 와이어에 대한 무릎 꿇은 금속 접점에 넣고, 금속 접점을 제거하여 나노 와이어 접점 인터페이스를 검사하는 방법에 대한 좋은 아이디어를 갖게 될 것입니다.

에너지 분산 X선 분광법과 같은 추가 기술을 수행하여 층 구성과 같은 추가 질문에 답할 수 있습니다.