Fabrication de basse température de nanotubes de carbone interconnexions verticales Compatible avec la technologie des semiconducteurs

L’objectif global de ce processus est de cultiver des nanotubes de carbone alignés verticalement et de fabriquer des structures de test électrique à l’aide de techniques de semi-conducteurs standard. Cette méthode peut répondre à des questions clés dans le domaine des micro-rayons X, telles que : les nanotubes de carbone alignés verticalement peuvent-ils être utilisés pour les interconnexions et d’autres applications dans les circuits intégrés ? Le principal avantage de cette technologie est qu’elle est compatible avec la fabrication de semi-conducteurs standard et qu’elle a une température de fabrication suffisamment basse pour permettre l’intégration dans le backend des CMO et avec certains polymères.

Pour commencer cette procédure, déposez la couche métallique inférieure du test à l’aide d’une pulvérisation magnétron. Effectuez une pulvérisation cathodique du titane à l’aide d’une cible en titane pur avec du plasma d’argonne à une température de substrat de 350 degrés Celsius pour le nitrure de titane. Pulvérisation cathodique réactive.

Utilisez une combinaison d’argonne et d’azote à une température de substrat de 350 degrés Celsius en utilisant un dépôt de vapeur chimique amélioré par plasma Une couche d’un micromètre d’épaisseur de dioxyde de silicium. Une fois terminé, vérifiez l’épaisseur de la couche de dioxyde de silicium à l’aide d’un réflectomètre, puis la couche suivante de la plaquette avec 1,4 micromètre de photorésine positive en effectuant un traitement de 92e dexaméthazone à 130 degrés Celsius après refroidissement de la plaquette sur une couche de rotation de plaque froide à 3 500 tr/min. Ensuite, faites cuire la gaufrette pendant 90 secondes à 95 degrés à l’aide d’un masque de photolithographie et d’un outil d’exposition.

Exposer le motif d’ouvertures souhaité à une dose d’exposition de 140 millijoules par centimètre carré. Ensuite, effectuez un processus de développement de flaque d’eau unique en commençant par une cuisson post-exposition de 92e à 115 degrés Celsius. Effectuez ensuite un 62e développement à l’aide d’un révélateur après une cuisson dure à 100 degrés Celsius pendant 90 secondes.

À l’aide d’un microscope, vérifiez si les ouvertures de la réserve sont de dimensions correctes et si la superposition des marqueurs d’alignement est correcte. Ensuite, gravez au plasma les ouvertures de contact dans le dioxyde de silicium à l’aide d’un graveur plasma triade. Il est très important que le nitrite de titane ne soit pas exposé à un plasma, sinon cela empêchera la croissance réussie des ubes de carbone.

Retirez la couche de titane sacrificielle par gravure humide dans 0,55 % de fluorure d’hydrogène pendant 60 secondes. Après la gravure, rincez les plaquettes avec de l’eau déminéralisée jusqu’à ce que la résistivité de l’eau soit de cinq méga ohms. Séchez ensuite les gaufrettes à l’aide d’un séchoir à rinceuse.

À ce stade, évaporez cinq nanomètres de cobalt à l’aide d’un évaporateur à faisceau d’électrons après avoir pompé jusqu’à au moins deux fois 10 puissance moins six tor. Chauffez les plaquettes à 60 degrés Celsius à l’aide de lampes sous vide avant de les déposer pour enlever tout film d’eau. Pour enlever le cobalt à l’extérieur des ouvertures de contact par décollage.

Placez la plaquette dans un bain à ultrasons contenant du tétra hydro Uran pendant 15 minutes à 35 degrés Celsius. Une fois terminé, rincez à l’eau déminéralisée pendant cinq minutes et séchez à l’aide d’une essoreuse. Inspectez la plaquette au microscope et vérifiez s’il y a des résidus de résine.

En option, utilisez un coton-tige doux spécial pour le décollage afin d’essuyer manuellement les résidus. S’il reste des résidus. Effectuez un traitement par ultrasons plus long dans le furane ferran tétra hid.

Suite à cela. Effectuez la croissance de nanotubes de carbone ou de CNT en utilisant le dépôt chimique en phase vapeur à basse pression. Ensuite, refroidissez le réacteur et purgez-le à l’azote.

À l’aide d’un microscope électronique à balayage ou d’un MEB, vérifiez la hauteur du NTC à l’intérieur des ouvertures sous une inclinaison de 45 degrés. Ensuite, inspectez les échantillons à l’aide de la spectroscopie ramen pour déterminer la cristallinité du CNT. Utilisez la pulvérisation magnétron pour pulvériser 100 nanomètres de titane suivis de deux micromètres d’aluminium sans rompre le vide.

Ensuite, enduisez la plaquette de 3,1 micromètres de résine photosensible positive avec une viscosité plus élevée, en commençant par un 92e traitement à l’hexaéthyl dilane à 130 degrés Celsius une fois que la plaquette a été refroidie sur une couche de rotation sur plaque froide à 3000 tr/min après une cuisson douce à 95 degrés Celsius pendant 90 secondes, exposez le motif métallique supérieur à une dose d’exposition de 420 millijoules par centimètre carré avec un foyer de moins un. À l’aide d’un masque de photolithographie et d’un outil d’exposition. Effectuez un seul processus de développement de flaque d’eau en commençant par une cuisson post-exposition de 92e à 115 degrés Celsius.

Effectuez ensuite un 62e développement à l’aide d’un révélateur après une cuisson dure à 100 degrés Celsius pendant 90 secondes. Utilisez un microscope pour vérifier si les lignes de la résine sont de dimensions correctes et si la superposition des marqueurs est correcte. Suite à cela.

Gravez la pile d’aluminium titane à l’aide d’une gravure au plasma de chlore avec un plasma couplé inductif pour éliminer la résine photosensible. Utilisez un décapant au plasma d’oxygène si la couverture métallique n’est pas complète. Utilisez un solvant organique tel que nm méthyl perone pour éliminer la résine photo.

Afin d’éviter d’endommager le plasma du NTC. Nettoyez les hosties en les plaçant dans de l’acide nitrique à 99 % pendant 10 minutes. Rincer à l’eau déminéralisée jusqu’à ce que la résistivité de la plaquette soit de cinq méga ohms.

Enfin, séchez les gaufrettes avec le séchoir à rincer. Une image MEB typique du CNT avant métallisation est présentée ici et est utile pour vérifier si le temps de croissance est correctement réglé afin d’obtenir la même longueur que l’épaisseur de la couche de dioxyde de silicium. Une section transversale inspectée par MEB de la même plaquette après métallisation est illustrée ici et peut être utilisée pour déterminer l’alignement des CNT leur densité.

Et si un MEB haute résolution est utilisé pour déterminer leur diamètre, la surface de contact entre le CNT et les couches métalliques peut également être étudiée. Les spectres de ramen de CNT cultivé au cobalt à 350 degrés Celsius sont affichés ici et peuvent être utilisés pour étudier la cristallinité et optimiser les paramètres de croissance des CNT afin d’obtenir la plus haute qualité Les mesures de CNT IV ont été effectuées à l’aide de quatre structures de sonde ponctuelles. Lorsque le comportement IV est linéaire, il indique un contact omique entre le CNT et les contacts métalliques.

À partir de la résistance et de la dimension des faisceaux, la résistivité peut être calculée et comparée à la littérature après son développement. Cette technique a ouvert la voie aux chercheurs en microélectronique pour explorer l’application de nanotubes de carbone doublés verticalement dans des circuits intégrés. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de cultiver des non-tubes de carbone alignés verticalement en utilisant des dépôts chimiques en phase vapeur dans les ouvertures pour les interconnexions verticales.