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

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.

המטרה הכוללת של הניסוי הבא היא להדגים סימום רדוד של ויתורי סיליקון וננו-חוטים באמצעות שיטת סימום מגע חד-שכבתי. זה מושג על ידי תגובה של מצע תורם עם תמיסת מבשר ליצירת חד-שכבה בהרכבה עצמית. החד-שכבתי מכילה אטומי דופנט פוטנציאליים ומשמשת כמקור דופנט מוגדר ומוגבל.

כשלב שני, המצע התורם בא במגע עם מצע המטרה, ושניהם כורעים במערכת אנאלית תרמית מהירה. במהלך התהליך האנאלי, המולקולות החד-שכבתיות מתפרקות והדואין לאטומים מתפזר ומופעל הן על מצע התורם והן על מצע המטרה. לאחר מכן, שני המצעים מופרדים ומערך בדיקה של ארבע נקודות משמש למדידת התנגדות יריעות.

התוצאות מראות ירידה אופיינית בערכי התנגדות היריעה שנמדדו עבור מצעי המטרה, כריעה לזמנים וטמפרטורות שונות. היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות כמו השתלת יונים, הוא שהיא מאפשרת יצירה פשוטה אך אמינה של פרופילי סימום רדודים מאוד. שיטה זו שימושית לסימום פני השטח של כל הפרוסות כמו גם ננו-מבנים.

ניתן להשתמש בו גם למערכות אחרות כגון ארכיטקטורות מכשירי תלת מימד ועוד. זהה את הסיליקון והסיליקון עם מצעים דיאלקטריים שישמשו כמטרה והתורם מתכונן לעבודה עם תמיסות פיראנה. רכשו מספיק תמיסת פיראנה חומצית של מי חמצן וחומצה גופרתית כדי לכסות את המצעים כאן כ -120 מיליליטר.

יש לנקוט משנה זהירות בעת העבודה עם תמיסת הפיראנה. הניחו את המצעים במחזיק מתאים. הכנס את המחזיק לתמיסת הפיראנה למשך 15 דקות.

לאחר 15 דקות, אחזר את המחזיק עם הדגימות ושטוף הכל במים נטולי יונים שלוש פעמים. לאחר מכן, טבלו את המחזיק והמצעים בכ-140 מיליליטר של תמיסת פרהה בסיסית של אמוניום הידרוקסיד, מי חמצן ומים נטולי יונים. הכניסו את זה לאמבט אולטראסוני בטמפרטורה של 60 מעלות צלזיוס למשך שמונה דקות לאחר האמבטיה, שטפו את הדגימות במים נטולי יונים שלוש פעמים, ולאחר מכן שטפו באתנול.

ואז לנשוף יבש מתחת לזרם חנקן. יבש את הדגימות בתנור בחום של 115 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות. להיווצרות חד-שכבתית, הכינו ריכוז נפח של 1% של טטראתיל מתילן דיפוספט במלין בבקבוקון בטוח ללחץ.

צריך להיות מספיק כדי לכסות את מצעי התורם כ -20 מיליליטר. במקרה זה, השתמש בפינצטה כדי להעביר את מצעי התורם לבקבוקון ולוודא שהם מכוסים. ואז אטום את הבקבוקון.

השתמש באמבט שמן מינרלי המחומם ל -100 מעלות צלזיוס כדי לחמם את הבקבוקון למשך שעתיים. לאחר מכן הניחו לבקבוקון להתקרר במשך שלוש דקות. פתח את הבקבוקון ושטוף את הדגימות שלוש פעמים במלין ושלוש פעמים בדי כלורו מתאן.

ואז לייבש אותם מתחת לזרם חנקן. סינתזת ננו-חוטים מתחילה בניקוי זכוכית מיקרוסקופ. החלק פנימה פלזמת חמצן למשך שתי דקות.

מרחו כמה טיפות של תמיסת פולי L ליצין על השקופית כדי לכסות אותה במלואה. המתן חמש דקות, ואז שטוף במים המיוננים וייבש בחנקן. כעת מרחו כמה טיפות של תמיסת קולואיד זהב על השקופית כדי לכסות אותה במלואה.

המתן שתי דקות. שוטפים במים המיוננים ומייבשים בחנקן. הסר מזהמים אורגניים באמצעות פלזמת חמצן למשך 30 שניות.

המשך על ידי הכנסת מגלשת הזכוכית עם ננו-חלקיקי זהב לתא שקיעת אדים כימית ופינויה עם פינוי. שלם מראש לאזן את החדר ב-440 מעלות צלזיוס ו-35 טור עם זרימה של 50 סנטימטרים מעוקבים סטנדרטיים לשנייה של מימן מולקולרי. לאחר מכן התחל את תהליך התצהיר על ידי הזרמת שני סנטימטרים מעוקבים סטנדרטיים לשנייה של מי מלח כדי להשיג כ-50 מיקרומטר ננו-חוטים.

בצע את התצהיר למשך 30 דקות. לאחר השלמתו, מדוד את הננו-חוטים באמצעות מיקרוסקופיה. לאחר מדידת החוטים, הנח את השקופית עם סרט ה-Nanowire.

בבקבוקון, הוסף אתנול כדי לכסות את המגלשה בכסנטימטר אחד. סוניק את הבקבוקון למשך שלוש שניות שבמהלכן התמיסה אמורה להיות עכורה מעט. מחממים פלטה חמה ל -150 מעלות צלזיוס.

לאחר מכן הניחו עליו סיליקון ניטריד, סיליקון דו חמצני, מצע סיליקון. הוסף כמה טיפות של מתלה ננו-חוטים על המשטח המחומם. לאחר שהנוזל יבש, בדוק את צפיפות הננו-חוטים על פני השטח באמצעות מיקרוסקופ אופטי עם מסנן שדה כהה.

על מנת להשיג תפוקה גבוהה של התקני ננו-חוטים בודדים, תהליך יציקת טיפה זה אמור לייצר צפיפות פני שטח של כ-100 ננו-חוטים למילימטר רבוע עם אורך ננו-חוטים מינימלי של כ-20 מיקרומטר. כדי להשיג סימום, יש ליצור קשר עם המצע עם ננו-חוטים והתורם. הנח את מצע המטרה בתא האנאלי התרמי המהיר.

הנח את מצע התורם על מצע המטרה כשהצד הקדמי פונה למצע המטרה. התחל את התהליך האנאלי. דגימות אלה יועברו רמפה של שש שניות.

הזמן מטמפרטורת החדר לטמפרטורה אנאלית של 1000 מעלות צלזיוס מוחזק למשך 40 שניות. לאחר יצירת הדגימה המסוממת במגע חד-שכבתי, התכוננו למדוד את עמידותה. השג תמיסת חומצה הידרופלואורית 1% והניח בה את הדגימה למשך חמש דקות.

להסרת שכבת התחמוצת יש לשטוף במים המיוננים. ואז איזופרופנול ומייבשים עם חנקן. מדוד את התנגדות היריעה בטכניקת בדיקה של ארבע נקודות.

הזרם האופייני המופעל הוא אחד עד 10 מיקרו-אמפר. טכניקות פוטוליתוגרפיה נפוצות משמשות לייצור התקני ננו-חוטים באופן סכמטי. התחל עם הדגימה המכילה ננו-חוטים.

מחממים את הדגימה ואז מסובבים. צפו אותו בהתנגדות לצילום. לאחר הגדרת ההתנגדות, השתמש ביישור מסכה כדי לחשוף את דפוס האלקטרודה ולפתח את הדגימות.

שוטפים ומייבשים את הדגימות. לאחר מכן השתמש במאייד קרן אלקטרונית כדי לאדות ניקל על המשטחים. לבסוף, בצע המראה כדי לחשוף את המכשירים כדי לאתר התקני טרנזיסטור אפקט שדה ננו-חוטים שנוצרו בהצלחה ולרשום את מיקומם.

השתמש במיקרוסקופ אופטי עם מסנן שדה כהה. מנתח התקני מוליכים למחצה והגדרת תחנת בדיקה משמשים למדידת עקומות ה-IV עבור המכשירים שנבחרו. חבר שלב מוליך למנתח כמסוף השער.

לאחר מכן הניחו עליו את הדגימה. חבר את מחטי הבדיקה כמסופי מקור וניקוז למנתח. לאחר מכן השתמש במצלמת המיקרוסקופ של תחנת הבדיקה כדי לקרב את מחטי הבדיקה למכשיר ולגעת בעדינות באלקטרודות עם המחטים.

המשך במדידות. טיפול בפרוסות סיליקון פנימיות עם סימום מגע חד-שכבתי של זרחן מביא לירידה מונוטונית בגיליון ערכי ההתנגדות כפונקציה של פעמים ארוכות יותר מובילים לרמות סימום גבוהות יותר כמו גם טמפרטורות אנל גבוהות יותר. ערכי התנגדות יריעה נמוכים יותר נמצאים בקורלציה עם ריכוז סימום מופעל עם התנגדות יריעה נמוכה יותר המעידה על רמות סימום גבוהות יותר.

עלייה נוספת בזמן השנתי לא תביא לירידה נוספת בהתנגדות היריעה מכיוון שמינון המנה מוגבל. תרשים זה מציג עקומות IV של טרנזיסטורי אפקט שדה ננו-חוטים. העקומה השחורה מיועדת למכשיר מהותי.

השווה זאת לעקומה הכחולה עבור השכבה החד-שכבתית המסוממת בינונית. צור קשר עם dope FET בכחול. זו הייתה כריעה ב-900 מעלות צלזיוס למשך שניות.

העקומה האדומה מיועדת למכשיר מסומם מאוד, כרע ברך ב-1005 מעלות צלזיוס למשך 10 שניות. בעקבות הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות כמו זמן טיסה, ספקטרוסקופיה של מסת יונים משנית על מנת לאפיין עוד יותר תכונות כמו פרופילי ריכוז סימום. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להשתמש בהליך סימום מגע מונו ליצירת פרופילי סימום רדודים במיוחד על פרוסות וחוטי ננו.