Name: Fabricación de Baja Temperatura de nanotubos de carbono Interconexiones verticales Compatible con la tecnología de semiconductores (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-07T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 20 s
Description: Aprende a fabricar nanotubos de carbono alineados verticalmente a baja temperatura para interconexiones eléctricas compatibles con procesos semiconductores estándar. Este método permite integrar CNT en circuitos integrados.

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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.

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 <ol><li> Comience con grado industrial pulido de una sola cara de Si (100) obleas con cualquiera n o de tipo p dopaje. </li><li> Escudo de la oblea con 1,4 micras de resina fotosensible positiva. Realizar una hexametildisilazano 90 sec tratamiento (HMDS) a 130 ° C para promover la adhesión de la resina fotosensible, seguido de enfriamiento de la oblea en un plato frío, spin-coating a la velocidad apropiada (3.500 rpm), y un 90 seg bake suave unat 95 ° C. </li><li> El uso de una máscara de fotolitografía y la herramienta de la exposición exponer los marcadores de alineación, la dosis de exposición 120 mJ / cm 2. </li><li> Realizar un único proceso de desarrollo charco. Realizar un 90 seg 115 ° C después de la exposición de pasteles, seguido de 60 segundos de desarrollo utilizando desarrollador y 90 seg dura hornee a 100 ° C para curar la resisten. </li><li> Utilice un microscopio para inspeccionar si las aberturas en la capa protectora son de las dimensiones correctas. </li><li> Etch 120 nm de Si mediante grabado por plasma de cloro. Este espesor da un buen contraste para los sistemas de alineación automática de la herramienta de exposición utilizada en este trabajo. Por ejemplo, usando un plasma inductivo acoplado (ICP): 20/40 sccm O 2 / CF 4, 5 mTorr, 60/500 W platina / potencia RF ICP, 10 seg grabado avance de óxido, seguido de 80/40 sccm Cl 2 / HBr , 60 mTorr, 20/500 W plato / potencia ICP RF, 35 seg Si etch. </li><li> Utilice un separador de plasma de oxígeno para eliminar el fotoprotector (1 kW, 400 sccm O 2 con endpoint detección y 2 min overetch). A medida que la resina fotosensible se cura por el plasma normal solvente como la acetona no puede ser utilizado. </li><li> Limpie las obleas. En primer lugar los puso durante 10 min en 99% HNO 3, seguido de un enjuague en agua DI hasta que la resistividad del agua es 5 mO (limpio orgánico). Después de esto limpia las obleas para 10 min en 65% HNO 3 a 110 ° C, seguido de un enjuague con agua DI hasta que la resistividad del agua es 5 mO (metal limpio). Use un secador de enjuagadora para secar las obleas. </li></ol> 2. metal de fondo y entre capas dieléctrica Deposición <ol><li> Utilice pulverización catódica con magnetrón para depositar la capa metálica inferior de la prueba a través de. Una pila de tres capas de metal necesita ser depositado: 500 nm de Ti, 50 nm de TiN, y 100 nm Ti. La primera capa de Ti es reducir la resistencia de la pila, el TiN es la capa de soporte real para el crecimiento CNT, y la parte superior Ti es proteger el TiN contra el daño de plasma cuando el grabado de la capa de SiO 2 12 </sup&gt;. Realizar Ti bombardeo iónico utilizando un objetivo de Ti puro con Ar-plasma a una temperatura del substrato de 350 ° C. Para TiN pulverización reactiva utilizar una combinación de Ar y N 2, de nuevo a 350 ° C la temperatura del sustrato. </li><li> Uso de deposición química de vapor mejorada con plasma (PECVD), depositar una gruesa capa de SiO 2 1 m. Aquí ortosilicato de tetraetilo (TEOS) se utiliza como precursor a una temperatura de platina de 350 ° C. <ol><li> Controlar el espesor de la capa de SiO 2 usando una herramienta apropiada, por ejemplo un reflectómetro o elipsómetro. </li></ol></li><li> Escudo de la oblea con 1,4 m de material fotorresistente positivo, comenzando con un tratamiento de 90 seg HMDS a 130 ° C, seguido de enfriamiento de la oblea en un plato frío, spin-coating a la velocidad apropiada (3.500 rpm), y un 90 seg suave hornear a 95 ° C. </li><li> El uso de una máscara de fotolitografía y la herramienta de la exposición, exponer el patrón deseado de aberturas, que será más tarde grabado en la SiO 2 to formar las vías, alineados a los marcadores de alineación, la dosis de exposición de 140 mJ / cm2. </li><li> Realizar un único proceso de desarrollo charco comenzando con un 90 seg 115 ° C después de la exposición de pasteles, seguido de 60 segundos de desarrollo utilizando desarrollador y 90 seg dura hornee a 100 ° C. </li><li> Utilice un microscopio para inspeccionar si las aberturas en la capa protectora son de las dimensiones correctas y si la superposición de los marcadores de alineación es correcta. </li><li> Plasma etch las aberturas de contacto en el SiO2. Por ejemplo, utilizar un grabador de plasma triodo con C 2 F 6 / CHF 3 36/144 sccm a 180 mTorr y 300 W de potencia de RF. Si es necesario, realizar pruebas de velocidad de grabado sobre una oblea de prueba, a fin de reducir al mínimo sobre el grabado al 5% -10% en el tiempo. Nota: Aunque el Ti es resistente al ataque químico reactivo en esta química de flúor, la exposición prolongada al plasma se traducirá en el grabado de la capa física Ti. Si la capa de TiN se expone al plasma esto tendrá un influen negativoce en el crecimiento de la CNT 12. No utilice grabado húmedo ya que esto dará lugar a demasiada ampliación de las aberturas, por lo que la metalización superior en la parte 4 problemático. </li><li> Retire la capa de Ti sacrificial mediante grabado húmedo en 0.55% HF durante 60 segundos. Después del ataque enjuagar las obleas con agua DI hasta que la resistividad del agua es 5 mO y utilizar un secador de enjuagadora para secar las obleas. Nota: El uso de un microscopio se puede comprobar si la capa de Ti está grabado, la capa de TiN tendrá un color dorado-marrón, mientras que el Ti es de color gris metálico. </li></ol> 3. Catalizador Deposición y Crecimiento CNT <ol><li> Se evapora 5 nm de Co utilizando un evaporador de haz de electrones. Bomba abajo hasta al menos 2x10 -6 Torr, y el calor de las obleas a 60 ° C utilizando lámparas de bajo vacío antes de depositar para eliminar cualquier película de agua. La foto-resistir usada para definir las aberturas de contacto se mantiene en la oblea para proporcionar auto-alineación del catalizador a las aberturas de contacto en el SiO2. </li><li> Eliminarla Co fuera de las aberturas de contacto por el despegue. Para Co se encontró que tetrahidrofurano (THF) da los mejores resultados de despegue y crecimiento a bajas temperaturas. N-metil-2-pirrolidona (NMP), que fue utilizado previamente para el despegue después de la evaporación Fe, se encontró que el daño una medida de la Co también por ejemplo para prevenir cualquier crecimiento de CNT alineados. Ponga la oblea durante 15 minutos en un baño de ultrasonidos con THF a 35 ° C. Enjuague con agua DI durante 5 min y secar con una pistola de spinner o nitrógeno. </li><li> Inspeccione la oblea bajo un microscopio y verificar resistir residuos. Si quedan residuos realizar un tratamiento más largo de ultrasonidos en THF, y opcionalmente usar un hisopo de algodón suave especial para fines de despegue para limpiar manualmente los residuos de distancia. </li><li> Realizar el crecimiento CNT mediante deposición química de vapor de baja presión (LPCVD). Utilice la siguiente receta: 8 min pre-recocido a 350 ° C con 700 sccm H 2 a 80 mbar, seguido por el crecimiento de CNT mediante la adición de 50 sccm C 2 H 2. A 350 ° C, 60min del crecimiento da más o menos 1 m de CNT. Si es necesario realizar una prueba de crecimiento para sintonizar la altura, que debe ser del mismo grosor que la capa de SiO 2. Enfriar el reactor y purgar el uso de N 2. </li><li> Utilice un microscopio electrónico de barrido para comprobar la altura de la CNT en el interior de las aberturas debajo de 45 ° de inclinación, o preparando una sección transversal. </li><li> Inspeccione las muestras usando la espectroscopia Raman para determinar la cristalinidad de la CNT 18. </li></ol> 4. Topside Metalización <ol><li> Utilice pulverización catódica para depositar el metal de la parte superior. Como Ti es un buen metal para hacer contacto con CNT 19, primero por pulverización catódica 100 nm de Ti, seguido de 2 micras de Al (1% Si) sin romper el vacío. </li><li> Escudo de la oblea con 3,1 micras de resina fotosensible positiva con mayor viscosidad, comenzando con un tratamiento de 90 seg HMDS a 130 ° C, seguido de enfriamiento de la oblea en un plato frío, spin-recubrimiento a 3000 rpm, y una cocción suave 90 seg a 95DO. </li><li> El uso de una máscara de fotolitografía y la herramienta de la exposición exponer el patrón de metal superior alineado con los marcadores de alineación, la dosis de exposición 420 mJ / cm 2, el enfoque de -1. </li><li> Realizar un único proceso de desarrollo charco. Esto comienza con un 90 seg 115 ° C después de la exposición de pasteles, seguido de 60 segundos de desarrollo utilizando desarrollador y 90 seg dura hornee a 100 ° C. </li><li> Utilice un microscopio para inspeccionar si las líneas en la capa protectora son de las dimensiones correctas y si la superposición de los marcadores es correcta. </li><li> Etch la pila de Ti / Al utilizar el grabado por plasma de cloro. Por ejemplo el uso de un plasma de acoplamiento inductivo: 30/40 sccm Cl 2 / HBr, 5 mTorr, 40/500 W de potencia de la platina / ICP RF con detección de punto final y 80% overetch usando 15/30 sccm Cl 2 / HBr. </li><li> Utilice un separador de plasma de oxígeno para eliminar el fotoprotector (1 kW, 400 sccm O 2 con detección de punto final y 2 min overetch). Si la cobertura de metal no está completa (es decir, hay agujeros alrededor de laCNT) utiliza un disolvente orgánico (por ejemplo, NMP) para eliminar la resina fotosensible con el fin de evitar daños en plasma a la CNT. </li><li> Limpie las obleas. Puesto les durante 10 min en 99% HNO 3, seguido de un enjuague con agua DI hasta que la resistividad del agua es 5 mO (limpio orgánico). Use un secador de enjuagadora para secar las obleas. </li></ol> 5. Mediciones <ol><li> Utilice un microscopio electrónico de barrido de acuerdo con las instrucciones del fabricante para comprobar la metalización parte superior de las obleas. Nota:. Si es necesario la oblea se puede escindir mecánicamente con el fin de comprobar la completa CNT a través utilizando una inclinación de la muestra de 90 °, lo que resulta en imágenes como se muestra en la Figura 3 ya que las muestras son eléctricamente conductores tienen que ser utilizados sin pasos de tratamiento adicionales y las muestras se pueden montar directamente en el SEM. En general, los voltajes de alta aceleración de 15 kV o 20 se pueden usar, pero si la capa de SiO 2 se está cargando demasiado esto puede ser reducido to 5 kV. </li><li> Realizar 4 puntos mediciones sonda IV utilizando una estación de sonda en combinación con un parámetro analizador de semiconductor como se describe en la Figura 1 y en Vollebregt et al. 16. Nota: Normalmente un barrido de tensión desde -0,5 a 0,5 V es suficiente, ya que la caída de potencial a través de una interconexión idealmente es pequeña. Mediante el uso de una configuración de sonda de 4 puntos la resistencia de contacto de las agujas de la sonda y las resistencias de alambre de la configuración se omiten. </li></ol>

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Los autores no tienen nada que revelar.

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...

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 alternativa para Cu y W metalización, especialmente para las interconexiones verticales (Vias) como CNT fácilmente pueden sido cultivados vertical 3. CNT han demostrado tener una excelente fiabilidad eléctrica, lo que permite un máximo de 1.000 veces mayor densidad de corriente de Cu 4. Por otra parte, la CNT no sufren de la superficie y el grano límite de dispersión, que es cada vez mayor la resistivity de Cu en la escala nanométrica 5. Finalmente, CNT han demostrado ser excelentes conductores térmicos 6, que pueden ayudar en la gestión térmica en los chips VLSI. Para la integración exitosa de CNT en la tecnología VLSI es importante que los procesos de crecimiento de la CNT se hace compatible con la fabricación de semiconductores. Esto requiere que el crecimiento de la CNT (&lt;400 ° C) el uso de materiales y equipos que se consideran compatibles y escalable para la fabricación a gran escala de baja temperatura. Aunque muchos ejemplos de vías de prueba de la CNT se han demostrado en la literatura 7,8,9,10,11,12,13,14, la mayoría de ellos utilizan Fe como catalizador que es considerado como un contaminante en el IC de fabricación 15. Además, la temperatura de crecimiento utilizado en muchos de estos trabajos es mucho mayor que el límite superior de 400 ° C. Preferiblemente CNT aún se cultiva por debajo de 350 ° C, con el fin de permitir la integración con dieléctricos de bajo kappa modernos o flexiblessustratos. Aquí presentamos un método escalable para el crecimiento de CNT a temperaturas tan bajas como 350 ° C utilizando como catalizador Co 16. Este método es de interés para la fabricación de diferentes estructuras eléctricos que consisten en alineada verticalmente CNT en circuitos integrados, que van desde interconexión y los electrodos de supercondensadores y dispositivos de emisión de campo. El metal catalizador de Co se utiliza a menudo en la fabricación de IC para la fabricación de siliciuro de 17, mientras que el estaño es un material de barrera utilizado a menudo 7. Por otra parte, se demuestra un proceso para la fabricación de vías de prueba de la CNT, mientras que sólo el uso de técnicas de fabricación de semiconductores estándar. Con esto, vias de prueba CNT se fabrican, inspeccionados por microscopía electrónica de barrido (SEM) y la espectroscopia Raman, y eléctricamente caracterizado.

<table><tbody><tr><td>Oblea Si (100) 4"</td> <td>International Wafer Service</td><td></td><td>Resisitivity: 2-5 m&Omega;-cm, espesor: 525 &micro; m&nbsp;</td></tr><tr><td>Objetivo de pulverización catódica de Ti (99,995% de pureza)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Al (1% de Si)Objetivo de pulverización catódica (99,999% de pureza)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Co (99,95% de pureza)</td><td>Kurt J. Lesker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SPR3012 fotorresistencia positiva</td><td>Dow Electronic Materials</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MF-322 desarrollador</td><td>Dow Electronic Materials</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HNO3 (99.9%)</td><td>KMG Ultra Pure Chemicals</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HNO3 (69.5%)</td><td>KMG Ultra Pure Chemicals</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HF 0.55%</td><td>Honeywell</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tetrahidrofuran</td><td>JT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Baker Acetona</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ECI3027 fotorresistente positivo</td><td>AZ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ortosilicato de tetraetilo (TEOS)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>N2 (99.9990%)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>O2 (99.9999%)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CF4 (99.9970%)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cl2 (99.9900%)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HBr (99.9950%)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ar (99.9990%)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>C2F6 (99.9990%)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CHF3 (99.9950%)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>H2 (99.9950%)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>C2H2 ( 99.6000%)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>EVG 120 recubridor/revelador</td><td>EVG</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ASML PAS5500/80 waferstepper</td><td>ASML</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SPTS &Omega; mega 201 grabador de plasma</td><td>SPTS</td><td></td><td>Utilizado para el grabado de Si y metal</td></tr><tr><td>SPTS y Sigma; recubridor por pulverización catódica igma</td><td>SPTS</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Novellus Concept One PECVD</td><td>LAM</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Drytek 384T grabador de plasma</td><td>LAM</td><td></td><td>Se utiliza para el grabado de óxidos</td></tr><tr><td>CHA Solution Evaporador de haz tipo E-E</td><td>CHA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AIXTRON BlackMagic Pro Herramienta CVD</td><td>AIXTRON</td><td></td><td>Crecimiento de nanotubos de carbono</td></tr><tr><td>Philips XL50 microscopio electrónico de barrido</td><td>FEI</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tepla 300</td><td>PVA TePla</td><td></td><td>Resist separador de plasma</td></tr><tr><td>Avenger enjuagador secador</td><td>Microporcess Technologies</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Leitz MPV-SP reflexímetro</td><td>Leitz</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Renishaw inVia espectroscopio Raman Renishaw</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Agilent Agilent 4156C analizador de espectro de parámetros</td><td>Agilent</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Estación de sonda Cascade Microtech</td><td>Cascade Microtech</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

fabricación de baja temperatura de nanotubos de carbono interconexiones verticales compatible con la tecnología de semiconductores

Fabrication of Low Temperature Carbon Nanotube Vertical Interconnects Compatible with Semiconductor Technology

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.

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. <...

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.

Fabricación de Baja Temperatura de nanotubos de carbono Interconexiones verticales Compatible con la tecnología de semiconductores

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive ...

El objetivo general de este proceso es cultivar nanotubos de carbono alineados verticalmente y fabricar estructuras de prueba eléctricas utilizando técnicas estándar de semiconductores. Este método puede responder preguntas clave en el campo de los micro rayos X, como por ejemplo si los nanotubos de carbono alineados verticalmente pueden utilizarse como interconexiones y en otras aplicaciones dentro de los circuitos integrados. La principal ventaja de esta tecnología es que es compatible con la fabricación estándar de semiconductores y tiene una temperatura de fabricación suficientemente baja que permite su integración en la etapa posterior del proceso CMOS y con ciertos polímeros.Para comenzar este procedimiento, deposite la capa metálica inferior de la prueba mediante pulverización catódica (magnetron sputtering). Realice la pulverización de titanio utilizando un blanco de titanio puro con plasma de argón a una temperatura del sustrato de 350 grados Celsius para nitruro de titanio. Pulverización reactiva.Utilice una combinación de argón y nitrógeno a una temperatura del sustrato de 350 grados Celsius mediante deposición de vapor químico potenciada por plasma para depositar una capa de un micrómetro de espesor de dióxido de silicio. Una vez finalizado, verifique el espesor de la capa de dióxido de silicio utilizando un reflectómetro. A continuación, recubra la oblea con 1,4 micrómetros de resistencia fotográfica positiva realizando un tratamiento de centrifugado a 130 grados Celsius tras enfriar la oblea en una placa fría; aplique el recubrimiento mediante centrifugado a 3.500 RPM. Luego, hornee suavemente la oblea durante 90 segundos a 95 grados utilizando una máscara de fotolitografía y una herramienta de exposición.Exponga el patrón deseado de aberturas a una dosis de exposición de 140 milijoules por centímetro cuadrado. A continuación, realice un proceso de revelado por charco único, comenzando con un horneado posterior a la exposición de 115 grados Celsius durante 92 segundos. Luego, realice un revelado de 62 segundos usando revelador tras un horneado duro a 100 grados Celsius durante 90 segundos.Utilice un microscopio para inspeccionar si las aberturas en la resistencia tienen las dimensiones correctas y si la superposición con los marcadores de alineación es adecuada. A continuación, realice un grabado con plasma en las aberturas de contacto en el dióxido de silicio utilizando un grabador de plasma triad. Es muy importante que el nitruro de titanio no se exponga al plasma, de lo contrario se impedirá el crecimiento exitoso de los nanotubos de carbono.Elimine la capa de titanio sacrificial mediante ataque húmedo en ácido fluorhídrico al 0,55 % durante 60 segundos. Después del ataque, enjuague las obleas con agua desionizada hasta que la resistividad del agua sea de cinco megaohmios. Luego seque las obleas utilizando un secador con enjuague.En este punto, evapore cinco nanómetros de cobalto utilizando un evaporador por haz de electrones después de bombear hasta alcanzar al menos dos veces 10 a la menos seis torr. Caliente las obleas a 60 grados Celsius utilizando lámparas bajo vacío antes del depósito para eliminar cualquier película de agua. Para eliminar el cobalto fuera de las aberturas de contacto mediante levantado (liftoff).Coloque la oblea en un baño ultrasónico que contenga tetra hidro Uran durante 15 minutos a 35 grados Celsius. Una vez finalizado, enjuague con agua desionizada durante cinco minutos y seque utilizando un centrífugo. Inspeccione la oblea bajo un microscopio y verifique la presencia de residuos de resistencia.Opcionalmente, utilice un hisopo de algodón suave especial para fines de levantado, para eliminar manualmente los residuos. Si persisten residuos, realice un tratamiento ultrasónico más prolongado en tetra hid ferran furan.A continuación, realice el crecimiento de nanotubos de carbono o CNT mediante deposición química de vapor a baja presión. Luego, enfríe el reactor y purgue con nitrógeno.Utilice un microscopio electrónico de barrido o SEM para verificar la altura de los nanotubos de carbono (CNT) dentro de las aberturas bajo una inclinación de 45 grados. Luego, examine las muestras utilizando espectroscopía Raman para determinar la cristalinidad de los CNT. Utilice sputtering por magnetrón para depositar 100 nanómetros de titanio seguidos de dos micrómetros de aluminio sin romper el vacío.A continuación, recubra la oblea con 3,1 micrómetros de resistencia fotosensible positiva de mayor viscosidad, comenzando con un tratamiento de hexa etil dilano al 92 % a 130 grados Celsius una vez que la oblea se haya enfriado en una placa fría; realice un recubrimiento por centrifugado a 3000 RPM tras un horneado suave a 95 grados Celsius durante 90 segundos, exponga el patrón del metal superior a una dosis de exposición de 420 milijulios por centímetro cuadrado con un enfoque de menos uno, utilizando una máscara de fotolitografía y una herramienta de exposición. Realice un proceso de revelado por charco único, comenzando con un horneado posterior a la exposición a 115 grados Celsius durante 92 segundos.Luego, realice un 62.º desarrollo utilizando revelador tras el horneado duro a 100 grados Celsius durante 90 segundos. Utilice un microscopio para inspeccionar si las líneas en la resistencia tienen las dimensiones correctas y si la superposición con los marcadores es adecuada. A continuación.Ataque la pila de titanio y aluminio utilizando un ataque con plasma de cloro con un plasma acoplado inductivamente para eliminar la resistencia fotográfica. Utilice un desprendedor de plasma de oxígeno si la cobertura metálica no es completa. Use un disolvente orgánico tal como metil perona nm para eliminar la resistencia fotográfica.Para evitar daños por plasma en los CNT, limpie las obleas colocándolas en ácido nítrico al 99 % durante 10 minutos. Enjuague con agua desionizada hasta que la resistividad de la oblea sea de cinco megaohmios.Finalmente, seque las obleas con el secador enjuagador. Aquí se muestra una imagen típica de SEM de nanotubos de carbono (CNT) antes de la metalización, útil para verificar si el tiempo de crecimiento se ha ajustado correctamente para obtener una longitud igual al grosor de la capa de dióxido de silicio. Aquí se muestra una sección transversal analizada mediante SEM de la misma oblea después de la metalización, que puede utilizarse para determinar la alineación de los CNT y su densidad.Y si se utiliza un MEB de alta resolución para determinar su diámetro, también se puede investigar el área de contacto entre el CNT y las capas metálicas. Aquí se muestran los espectros Raman de CNT crecidos con cobalto a 350 grados Celsius, que pueden usarse para analizar la cristalinidad y optimizar los parámetros de crecimiento de los CNT con el fin de obtener mediciones de CNT de la máxima calidad. Las mediciones IV se realizaron utilizando estructuras de sonda de cuatro puntos. Cuando el comportamiento IV es lineal, indica un contacto óhmico entre el CNT y los contactos metálicos.A partir de la resistencia y las dimensiones de los haces, se puede calcular la resistividad y compararla con la literatura después de su desarrollo. Esta técnica allanó el camino para que los investigadores en microelectrónica exploraran la aplicación de nanotubos de carbono alineados verticalmente en circuitos integrados. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo cultivar nanotubos de carbono alineados verticalmente mediante deposiciones químicas de vapor en aberturas para interconexiones verticales.

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