Name: המצאה של טמפרטורה נמוכה חיבורים אנכיים-צינורות פחמן תואם עם סמיקונדקטור טכנולוגיה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-07T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 20 s
Description: למד לגדול צינורות פחמן אנכיים בטמפרטורה נמוכה ולייצר מבני בדיקה חשמליים באמצעות טכניקות סטנדרטיות של ייצור מוליכים למחצה. שיטה זו מאפשרת שילוב במעגלים משולבים.

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

חלק מהעבודה בוצע בפרויקט JEMSiP_3D, הממומן על ידי הרשויות הציבוריות בצרפת, גרמניה, הונגריה, הולנד, נורבגיה ושוודיה, וכן על ידי המיזם המשותף של ENIAC. המחברים רוצים להודות לצוות המרכז הטכנולוגי של Dimes על התמיכה בעיבוד.

זהירות: יש להתייעץ בכל גיליונות הנתונים של בטיחות חומרים הרלוונטיים (MSDS) לפני השימוש. כמה מהכימיקלים המשמשים בתהליך ייצור זה הוא בחריפות רעילה ומסרטנים. ייתכן שיש לי ננו מפגעים נוספים בהשוואה לעמיתו בתפוצה רחבה שלהם. אנא השתמש בכל נהלי הבטיחות המתאימים בעת עבודה עם ציוד, כימיקלים או ננו, כולל השימוש בפקדי הנדסה (מנדף) וציוד מגן אישי (משקפי מגן, כפפות, בגדי חדר נקי). הגדרת 1. מערך מרקר ליתוגרפיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל עם Si (100) הוופלים כיתה תעשייתית מלוטשת-צדדי יחידה עם שני n או סימום מסוג p. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעיל הרקיק עם 1.4 מיקרומטר של photoresist החיובי. בצע hexamethyldisilazane 90 שניות טיפול (HMDS) ב 130 מעלות צלזיוס כדי לקדם את ההידבקות של photoresist, ואחרי הקירור של הרקיק על צלחת קרה, ספין-ציפוי במהירות המתאימה (3,500 סל&quot;ד), ולאפות רך 90 שניותC ° T 95. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש במסכת תמונה-ליתוגרפיה וכלי חשיפה לחשוף את סמני היישור, מינון חשיפה 120 mJ / 2 סנטימטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע תהליך פיתוח שלולית אחת. בצע לאפות 90 שניות 115 ° C לאחר חשיפה, ואחריו פיתוח שניות 60 באמצעות מפתח ולאפות קשה 90 שניות ב 100 מעלות צלזיוס לרפא להתנגד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במיקרוסקופ כדי לבדוק אם הפתחים בלהתנגד הם בממדים הנכונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחרוט 120 ננומטר של Si באמצעות תחריט פלזמה כלור. עובי זה נותן ניגוד טוב למערכות יישור האוטומטית של כלי החשיפה המשמש בעבודה זו. לדוגמא באמצעות פלזמה אינדוקטיביים שילוב (ICP): 20/40 2/4 CF, 5 mTorr, 60/500 גליל דיו W / כוח ICP RF, תחריט פריצת דרך תחמוצת 10 שניות, ואחריו 80/40 SCCM Cl 2 / HBr O SCCM , 60 mTorr, 20/500 גליל דיו W / כוח ICP RF, 35 שניות Si לחרוט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש חשפנית פלזמה חמצן כדי להסיר את photoresist (1 קילוואט, 400 SCCM O 2 עם endpoזיהוי int ו -2 overetch דקות). כphotoresist הוא נרפא על ידי ממס הפלזמה רגילה כמו אצטון לא ניתן להשתמש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את הוופלים. ראשון לשים אותם במשך 10 דקות ב -99% HNO 3, ואחריו שטיפה במי DI עד ההתנגדות של המים היא 5 MΩ (נקי אורגני). אחרי זה הוופלים במשך 10 דקות ב -65% HNO 3 ב 110 מעלות צלזיוס נקיות, ואחריו שטיפה עם מים די עד ההתנגדות של המים היא 5 MΩ (מתכת נקייה). השתמש במייבש rinser לייבש את הוופלים. </li></ol> 2. מתכת תחתונה וInterlayer דיאלקטרי הפקדת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש המקרטעת magnetron להפקיד את שכבת המתכת התחתונה של הבדיקה באמצעות. ערימה של שלוש שכבות מתכת צריכה להיות מופקדת: 500 ננומטר של Ti, 50 ננומטר של פח, ו- 100 ננומטר Ti. שכבת Ti הראשונה היא להפחית את ההתנגדות של הערימה, הפח הוא שכבת התמיכה בפועל לצמיחת CNT, וטי העליון הוא להגן מפני נזק פח פלזמה כאשר תחריט SiO 2 השכבה 12 </sup&gt;. בצע Ti המקרטעת באמצעות יעד Ti טהור עם Ar-פלזמה בטמפרטורת מצע של 350 מעלות צלזיוס. למקרטע תגובתי פח להשתמש בשילוב של Ar ו- N 2, שוב בטמפרטורת מצע C ° 350. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בתצהיר משופר פלזמה אדים כימיים (PECVD), להפקיד בשכבה עבה 1 מיקרומטר של SiO 2. כאן orthosilicate tetraethyl (TEOS) משמש כמבשר בטמפרטורת גליל דיו של 350 מעלות צלזיוס. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את עובי השכבה SiO 2 שימוש בכלי מתאים, למשל reflectometer או ellipsometer. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעיל הרקיק עם 1.4 מיקרומטר של photoresist החיובי, מתחיל עם טיפול 90 שניות HMDS ב 130 מעלות צלזיוס, ואחריו קירור של הרקיק על צלחת קרה, ספין-ציפוי במהירות המתאימה (3,500 סל&quot;ד), ושנייה 90 רכה לאפות ב 95 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש במסכת תמונה-ליתוגרפיה וכלי חשיפה, לחשוף את התבנית הרצויה של פתחים, אשר יהיה חרוטה בהמשך ללא SiO 2o טופס פיאז, מיושר לסמני היישור, מינון חשיפה 140 mJ / 2 סנטימטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע תהליך יחיד פיתוח שלולית מתחיל עם לאפות לאחר החשיפה C ° 115 90 שניות, ואחריו פיתוח שניות 60 באמצעות מפתח ולאפות קשה 90 שניות ב 100 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במיקרוסקופ כדי לבדוק אם הפתחים בלהתנגד הם של ממדים הנכונים ואם את השכבה לסמני היישור היא נכונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פלזמה לחרוט פתחי הקשר בSiO 2. לדוגמא, השתמש חרט פלזמה טריודה עם C 2 F 6/36/144 CHF 3 SCCM ב 180 mTorr ו -300 כוח RF W. במידת הצורך, לבצע בדיקות שיעור לחרוט על רקיק בדיקה על מנת למזער על התחריט עד 5% -10% בזמן. הערה: למרות שTi הוא עמיד לתחריט תגובה בכימיה פלואור זה, חשיפה ממושכת לפלזמה תגרום תחריט פיזי של שכבת טי. אם שכבת הפח חשופה לפלזמה זה יהיה influen שליליCe על הצמיחה של 12 CNT. אל תשתמש בתחריט רטוב כמו זה יגרום יותר מדי הרחבת הפתחים, מה שהופך את metallization העליון בחלק 4 בעייתי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להסיר את שכבת טי ההקרבה ידי תחריט רטוב בHF 0.55% למשך 60 שניות. לאחר התחריט לשטוף הוופלים עם מים די עד התנגדות המים הוא 5 MΩ ולהשתמש במייבש rinser לייבש את הוופלים. הערה: שימוש במיקרוסקופ זה ניתן לבדוק אם שכבת טי חקוק, שכבת טין תהיה צבע זהב-חום ואילו Ti הוא אפור מתכתי. </li></ol> 3. Catalyst הפקדת וCNT צמיחה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאדות 5 ננומטר של Co באמצעות מאייד קורה אלקטרוני. לשאוב למטה עד לפחות 2x10 -6 Torr, ולחמם את הוופלים עד 60 ° C באמצעות מנורות תחת ואקום לפני ההפקדה כדי להסיר כל סרט מים. הצילום להתנגד משמש להגדרת פתחי הקשר נשמר על פרוסות סיליקון לספק יישור עצמי של הזרז לפתחי הקשר בSiO 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לְהַסִירCo מחוץ לפתחי המגע ידי ההמראה. לCo נמצא כי tetrahydrofuran (THF) נותן את התוצאות הטובות ביותר ההמראה וצמיחה בטמפרטורות נמוכות. N -methyl-2-pyrrolidone (תמ&quot;א), ששימש בעבר להמראה לאחר אידוי פה, נמצא נזק מידת שיתוף כזה גם כדי למנוע כל צמיחת CNT מיושרת. שים את הרקיק במשך 15 דקות באמבטיה קולית עם THF ב 35 מעלות צלזיוס. יש לשטוף במי DI במשך 5 דקות ולייבש באמצעות אקדח ספינר או חנקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את הרקיק מתחת למיקרוסקופ ולבדוק להתנגד שאריות. אם שאריות יישארו לבצע טיפול קולי כבר בTHF, ולחלופין להשתמש במטלית כותנה רכה מיוחדת למטרות ההמראה לנגב שאריות ידנית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע צמיחת CNT באמצעות תצהיר בלחץ נמוך אדים כימיים (LPCVD). השתמש במתכון הבא: 8 דקות לפני לחשל ב 350 ° C עם 700 SCCM H 2 ב 80 mbar, ואחריו צמיחת CNT על ידי הוספת 50 C SCCM 2 H 2. ב 350 ° C, 60דקות של צמיחה נותנת בערך 1 מיקרומטר של CNT. אם יש צורך לבצע בדיקת צמיחה לכוון את הגובה, שאמורה להיות באותו העובי כמו השכבה SiO 2. להתקרר הכור ולטהר באמצעות N 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במיקרוסקופ אלקטרונים סורקים כדי לבדוק את הגובה של CNT בתוך הפתחים מתחת לגיל 45 ° הטיה, או על ידי הכנת חתך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את הדגימות באמצעות ספקטרוסקופיית ראמאן כדי לקבוע את crystallinity של CNT 18. </li></ol> 4. למעלה Metallization <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש המקרטעת magnetron להפקיד המתכת העליונה. כTi הוא מתכת טובה ליצירת קשר עם CNT 19, גמגום הראשון של Ti 100 ננומטר, ואחריו 2 מיקרומטר של אל (1% Si) בלי לשבור את הוואקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעיל הרקיק עם 3.1 מיקרומטר של photoresist החיובי עם צמיגות גבוהה יותר, החל בטיפול 90 שניות HMDS ב 130 מעלות צלזיוס, ואחריו קירור של הרקיק על צלחת קרה, ספין-ציפוי ב3,000 סל&quot;ד, ולאפות רך 90 שניות ב 95מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש במסכת תמונה-ליתוגרפיה וכלי חשיפה לחשוף את הדפוס העליון מתכת מיושרת לסמני היישור, מינון חשיפה 420 mJ / 2 סנטימטר, מוקד -1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע תהליך פיתוח שלולית אחת. זה מתחיל עם לאפות לאחר החשיפה C ° 115 90 שניות, ואחרי 60 שניות פיתוח באמצעות מפתח ולאפות קשה 90 שניות ב 100 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במיקרוסקופ כדי לבדוק אם הקווים בלהתנגד הם של ממדים הנכונים ואם את השכבה לסמנים היא נכונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחרוט את ערימת Ti / אל באמצעות תחריט פלזמה כלור. לדוגמא באמצעות פלזמה בשילוב אינדוקטיבי: 30/40 SCCM Cl 2 / HBr, 5 mTorr, 40/500 כוח W פלטון / ICP RF עם זיהוי נקודות קצה וoveretch 80% באמצעות SCCM 15/30 Cl 2 / HBr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש חשפנית פלזמה חמצן כדי להסיר את photoresist (1 קילוואט, 400 SCCM O 2 עם זיהוי נקודות קצה וoveretch 2 דקות). אם כיסוי המתכת אינו שלם (כלומר, יש חורים סביבCNT) להשתמש ממס אורגני (למשל, תמ&quot;א) כדי להסיר את photoresist כדי למנוע נזק לפלזמת CNT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את הוופלים. שים אותם במשך 10 דקות ב -99% HNO 3, ואחריו שטיפה עם מים די עד ההתנגדות של המים היא 5 MΩ (נקי אורגני). השתמש במייבש rinser לייבש את הוופלים. </li></ol> 5. מדידות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במיקרוסקופ אלקטרונים סורק לפי הוראות יצרן כדי לבדוק metallization העליון של הוופלים. ואם יש צורך הרקיק ניתן ביקע מכאני על מנת לבדוק CNT המלא באמצעות שימוש בהטית מדגם של 90 מעלות, וכתוצאה מכך תמונות כפי שמוצג באיור 3 כדוגמאות מוליך חשמלית יש כדי לשמש שום צעדי טיפול נוספים: הערה. הדגימות יכולות להיות מותקן ישירות לתוך SEM. באופן כללי, ניתן להשתמש במתחים גבוהה ההאצה של 15 או 20 קילו וולט, אבל אם שכבת SiO 2 טעינה עד לא יותר מדי זה יכול להיות מופחתo 5 קילו וולט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע 4 נקודות מדידות IV הבדיקה באמצעות בדיקה בתחנה בשילוב עם מנתח פרמטר מוליכים למחצה, כמתואר באיור 1 ובet al Vollebregt. 16. הערה: בדרך כלל לטאטא מתח מ-0.5 ל -0.5 V מספיק, כמו הירידה הפוטנציאלית על קישוריות באופן אידיאלי היא קטנה. באמצעות התקנת בדיקה 4 נקודות מגע ההתנגדות של מחטי הבדיקה והתנגדויות החוט של ההתקנה מושמטת. </li></ol>

<ol><li>International Technology Roadmap for Semiconductors. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://public.itrs.net">http://public.itrs.net</a> (2013).</li>
<li>Sun, S. C. Process technologies for advanced metallization and interconnect systems. Technical digest of the IEEE International Electron Devices Meeting. , 765-768 (1997).</li>
<li>Robertson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+of+nanotubes+for+electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Today%22%5BJournal%5D)">Growth of nanotubes for electronics.</a> Mater. Today. 10 (1-2), 36-43 (2007).</li>
<li>Wei, B. Q., Vajtai, R., Ajayan, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliability+and+current+carrying+capacity+of+carbon+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Reliability and current carrying capacity of carbon nanotubes.</a> Appl. Phys. Lett. 79 (8), 1172-1174 (2001).</li>
<li>Rossnagel, S. M., Wisnieff, R., Edelstein, D., Kuan, T. S. Interconnect issues post 45nm. Technical digest of the IEEE International Electron Devices Meeting. , 89-91 (2005).</li>
<li>Pop, E., Mann, D., Wang, Q., Goodson, K., Dai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+Conductance+of+an+Individual+Single-Wall+Carbon+Nanotube+above+Room+Temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Thermal Conductance of an Individual Single-Wall Carbon Nanotube above Room Temperature.</a> Nano Lett. 6 (1), 96-100 (2006).</li>
<li>Chiodarelli, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+the+electrical+resistivity+and+contact+resistance+of+vertical+carbon+nanotube+bundles+for+application+as+interconnects%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Measuring the electrical resistivity and contact resistance of vertical carbon nanotube bundles for application as interconnects.</a> Nanotechnology. 22 (8), 085302(2011).</li>
<li>Choi, Y. -M., et al. Integration and Electrical Properties of Carbon Nanotube Array for Interconnect Applications. Proceedings of the Sixth IEEE Conference on Nanotechnology. , 262-265 (2006).</li>
<li>Dijon, J., et al. Ultra-high density Carbon Nanotubes on Al-Cu for advanced Vias. Technical digest of the IEEE International Electron Devices Meeting. , 33-34 (2010).</li>
<li>Kreupl, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+nanotubes+in+interconnect+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Microelectron.+Eng%22%5BJournal%5D)">Carbon nanotubes in interconnect applications.</a> Microelectron. Eng. 64 (1-4), 399-408 (2002).</li>
<li>Vereecke, B., et al. Characterization of carbon nanotube based vertical interconnects. Extended Abstracts of the 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials. , 648-649 (2012).</li>
<li>Vollebregt, S., Ishihara, R., Derakhshandeh, J., vander Cingel, J., Schellevis, H., Beenakker, C. I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrating+low+temperature+aligned+carbon+nanotubes+as+vertical+interconnects+in+Si+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+11th+IEEE+Conference+on+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Integrating low temperature aligned carbon nanotubes as vertical interconnects in Si technology.</a> Proceedings of the 11th IEEE Conference on Nanotechnology. , 985-990 (2011).</li>
<li>Yokoyama, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+Properties+of+Carbon+Nanotubes+Grown+at+a+Low+Temperature+for+Use+as+Interconnects%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn+J.+App.+Phys%22%5BJournal%5D)">Electrical Properties of Carbon Nanotubes Grown at a Low Temperature for Use as Interconnects.</a> Jpn J. App. Phys. 47 (4), 1985-1990 (2008).</li>
<li>Van der Veen, M. H., et al. Electrical Improvement of CNT Contacts with Cu Damascene Top Metallization. Proceedings of the IEEE International Interconnect Technology Conference. , 193-195 (2013).</li>
<li>Istratov, A. A., Hieslmair, H., Weber, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iron+contamination+in+silicon+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+A%22%5BJournal%5D)">Iron contamination in silicon technology.</a> Appl. Phys. A. 70, 489-534 (2000).</li>
<li>Vollebregt, S., Tichelaar, F. D., Schellevis, H., Beenakker, C. I. M., Ishihara, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+nanotube+vertical+interconnects+fabricated+at+temperatures+as+low+as+350+%C2%B0C%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Carbon nanotube vertical interconnects fabricated at temperatures as low as 350 °C.</a> 71, 249-256 (2014).</li>
<li>Kikkawa, T., Inoue, K., Imai, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cobalt+silicide+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Silicide+Technology+for+Integrated+Circuits%22%5BJournal%5D)">Cobalt silicide technology.</a> Silicide Technology for Integrated Circuits. , The Institution of Engineering and Technology. 77-94 (2004).</li>
<li>Vollebregt, S., Ishihara, R., Tichelaar, F. D., Hou, Y., Beenakker, C. I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+the+growth+temperature+on+the+first+and+second-order+Raman+band+ratios+and+widths+of+carbon+nanotubes+and+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">Influence of the growth temperature on the first and second-order Raman band ratios and widths of carbon nanotubes and fibers.</a> Carbon. 50 (10), 3542-3554 (2012).</li>
<li>Lim, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contact+resistance+between+metal+and+carbon+nanotube+interconnects%3A+Effect+of+work+function+and+wettability%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Contact resistance between metal and carbon nanotube interconnects: Effect of work function and wettability.</a> Appl. Phys. Lett. 95 (26), 264103(2009).</li>
<li>Ferrari, A. C., Robertson, J. Interpretation of Raman spectra of disordered and amorphous carbon. Phys. Rev. B. 61 (20), 14095-14107 (2000).</li>
<li>Awano, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+nanotube+via+interconnect+technologies%3A+size-classified+catalyst+nanoparticles+and+low-resistance+ohmic+contact+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Status+Solidi+%28a%29%22%5BJournal%5D)">Carbon nanotube via interconnect technologies: size-classified catalyst nanoparticles and low-resistance ohmic contact formation.</a> Phys. Status Solidi (a). 203 (14), 3611-3616 (2006).</li>
<li>Van der Veen, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+characterization+of+CNT+contacts+with+Cu+Damascene+top+contact%5BTitle%5D)+AND+%22Microelectron.+Eng%22%5BJournal%5D)">Electrical characterization of CNT contacts with Cu Damascene top contact.</a> Microelectron. Eng. 106, 106-111 (2012).</li>
<li>Horibe, M., Nihei, M., Kondo, D., Kawabata, A., Awano, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+Polishing+Technique+for+Carbon+Nanotube+Interconnects+in+ULSIs%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn+J.+App.+Phys%22%5BJournal%5D)">Mechanical Polishing Technique for Carbon Nanotube Interconnects in ULSIs.</a> Jpn J. App. Phys. 43 (9A), 6499-6502 (2004).</li>
<li>Vollebregt, S., Chiaramonti, A. N., Ishihara, R., Schellevis, H., Beenakker, C. I. M. Contact resistance of low-temperature carbon nanotube vertical interconnects. Proceedings of the 12th IEEE Conference on Nanotechnology. , 424-428 (2012).</li>
<li>Fiorentino, G., Vollebregt, S., Tichelaar, F. D., Ishihara, R., Sarro, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+the+atomic+layer+deposition+precursors+diffusion+on+solid-state+carbon+nanotube+based+supercapacitors+performances%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Impact of the atomic layer deposition precursors diffusion on solid-state carbon nanotube based supercapacitors performances.</a> Nanotechnology. 26 (6), 064002(2015).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

איור 1 מציג סקירה סכמטי של המבנה המפוברק בעבודה זו, ואשר שימש למדידות בדיקה 4 נקודות. כפוטנציאל נמדד באמצעות בדיקות שנשאו לא נוכחית, הירידה המדויקת פוטנציאלית (L -V H V) על חבילת CNT המרכזית והקשר שלו למתכת ניתן למדוד. חבילות CNT קוטר גדול יותר נמצאות בשימוש כדי ליצור קשר עם שכבת הפח התחתונה מרפידות המגע, על מנת להפחית את ההתנגדות הכוללת של בדיקות מכריחים הנוכחיות ולמקסם את פוטנציאל הירידה מעל צרור CNT המרכזי. <p class="jove_content" styl...

נחושת וטונגסטן, המתכות שמשמשות כיום לחיבורים במדינה של טכנולוגיה-the-art-מאוד בקנה מידה גדול אינטגרציה (VLSI), מתקרבים הגבולות הפיזיים שלהם במונחים של אמינות ומוליכות חשמלית 1. בעוד טרנזיסטורים למטה דרוג בדרך כלל משפר את הביצועים שלהם, זה למעשה מגדיל את ההתנגדות וצפיפות נוכחית של החיבורים. זה הביא חיבורים שולטים ביצועי מעגל משולב (IC) במונחים של עיכוב וצריכת חשמל 2. צינורות פחמן (CNT) הוצעו כחלופה לCu וmetallization W, במיוחד לחיבורים אנכיים (vias) כCNT יכולים בקלות כבר גדלו אנכיים 3. CNT הוכח לי אמינות חשמלית מעולה, המאפשר עד צפיפות זרם גבוהה פי 1,000 מ -4 Cu. יתר על כן, CNT אינו סובל ממשטח ופיזור גבול תבואה, שגדל resistivity של Cu בקנה המידה ננומטרי 5. לבסוף, CNT הוכח להיות מנצחים מצוינים תרמית 6, אשר יכול לסייע בניהול התרמי בשבבי VLSI. לשילוב מוצלח של CNT בטכנולוגית VLSI חשוב שתהליכי הצמיחה לCNT עשויים תואמים ייצור מוליכים למחצה. זה מחייב את הצמיחה בטמפרטורה הנמוכה של CNT (&lt;C 400 מעלות) תוך שימוש בחומרים וציוד שנחשבים תואם וניתן להרחבה לייצור בקנה מידה גדולה. בעוד דוגמאות רבות של פיאז מבחן CNT הוכחו בספרות 7,8,9,10,11,12,13,14, רוב אלה להשתמש פה כזרז אשר נחשב מזהם בייצור IC 15. חוץ מזה, טמפרטורת הצמיחה בשימוש ברבות מיצירות אלה היא הרבה יותר גבוהה מהגבול העליון של 400 מעלות צלזיוס. רצוי CNT צריך גם להיות מבוגר מתחת 350 מעלות צלזיוס, על מנת לאפשר אינטגרציה עם חומרים דיאלקטריים הנמוך κ מודרניים או גמישמצעים. כאן אנו מציגים שיטה להרחבה לגידול CNT בטמפרטורות נמוכות כמו 350 מעלות צלזיוס באמצעות Co כזרז 16. שיטה זו היא עניין לבודת מבנים חשמליים שונים בהיקף של CNT מיושר אנכי במעגלים משולבים, הנעים בין קישוריות ואלקטרודות לקבלי סופר והתקני פליטת שדה. מתכת זרז Co משמשת לעתים קרובות בייצור מעגלים משולבים עבור הייצור של silicide של 17, ואילו פח הוא חומר המשמש לעתים קרובות מכשול 7. יתר על כן, אנחנו מדגימים תהליך עבור בודה vias מבחן CNT תוך שימוש בטכניקות מייצור מוליכים למחצה רגיל בלבד. עם זה, vias מבחן CNT מיוצרים, נבדק על ידי סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים (SEM) וספקטרוסקופיית ראמאן, וחשמלי מאופיין.

<table><tbody><tr><td>Si (100) רקיק 4 אינץ'</td> שירות <td>רקיק</td><td></td> בינלאומי <td>גמישות: 2-5 m&Omega;-ס"מ, עובי: 525 &micro; מ&nbsp;</td></tr><tr><td>יעד Ti-sutter (99.995% טוהר)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Al (1% Si)-יעד מקרטע (99.999% טוהר)</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Co (99.95% טוהר)</td><td>קורט ג'יי לסקר</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SPR3012 פוזיטיב פוטו-רזיסט</td><td>Dow Electronic Materials</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MF-322 מפתח</td><td>Dow Electronic Materials</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HNO3</ תת> (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>Tetrahydrofuran</td><td>JT Baker Acetone</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ECI3027 חיובי</td><td>לאור AZ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>טטראתיל אורתוסיליקט (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 ציפוי / מפתח</td><td>EVG</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ASML PAS5500/80 רקיק</td><td>ASML</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SPTS ואומגה; מגה 201 תחריט פלזמה</td><td>SPTS</td><td></td><td>משמש לתחריט Si ומתכת</td></tr><tr><td>SPTS & Sigma; igma מקרטע ציפוי</td><td>SPTS</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Novellus קונספט אחד PECVD</td><td>LAM</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Drytek 384T פלזמה תחריט</td><td>LAM</td><td></td><td>משמש לתחריט תחמוצת</td></tr><tr><td>CHA פתרון מאייד קרן אלקטרונית</td><td>CHA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AIXTRON BlackMagic Pro CVD כלי</td><td>AIXTRON</td><td></td><td>צמיחת ננו-צינורות פחמן</td></tr><tr><td>פיליפס XL50 מיקרוסקופ אלקטרונים סורק</td><td>FEI</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tepla 300</td><td>PVA TePla</td><td></td><td>Resist חשפנית פלזמה</td></tr><tr><td>Avenger מייבש שטיפה</td><td>Microporcess Technologies</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Leitz MPV-SP רפלקומטר</td><td>Leitz</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Renishaw inVia Raman ספקטרוסקופ</td><td>Renishaw</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Agilent 4156C מנתח ספקטרום פרמטר</td><td>Agilent</td><td></td><td></td></tr><tr><td>תחנת בדיקה Cascade Microtech</td><td>Cascade Microtech</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

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

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

אנו מדגימים שיטה לצמיחה בטמפרטורה נמוכה (350 מעלות צלזיוס) של צרורות ננו-צינורות פחמן מיושרים אנכית (CNT) על סרטים דקים מוליכים חשמלית. בשל טמפרטורת הגידול הנמוכה, התהליך מאפשר אינטגרציה עם דיאלקטריות מודרניות עם κ נמוך וכמה מצעים גמישים. התהליך תואם לייצור מוליכים למחצה סטנדרטיים, ומוצגת שיטה לייצור מבני בדיקה חשמליים בעלי 4 נקודות למבני בדיקת חיבור אנכיים. באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק נחקרת המורפולוגיה של צרורות ה-CNT, המדגימה יישור אנכי של ה-CNT וניתן להשתמש בה כדי לכוונן את זמן הצמיחה של ה-CNT. בספקטרוסקופיה של ראמאן נחקרת הגבישיות של ה-CNT. נמצא כי ל-CNT יש פגמים רבים, בשל טמפרטורת הגידול הנמוכה. מדידות הזרם-מתח החשמלי של החיבורים האנכיים לבדיקה מציגות תגובה ליניארית, המצביעה על כך שהושג מגע אוהמי טוב בין צרור ה-CNT לאלקטרודות המתכת העליונות והתחתונות. ההתנגדות המתקבלת של צרור CNT היא בין הערכים הממוצעים בספרות, בעוד שנעשה שימוש בטמפרטורת צמיחה נמוכה של CNT.

ניתן למצוא את העיצוב של מבנה המדידה המשמש בעבודה זו באיור 1. על ידי שימוש במבנה כזה מדידת התנגדות חבילת CNT והתנגדויות מגע מתכת-CNT ניתן לקבוע במדויק, כהתנגדויות בדיקה ותילם לעקוף. ההתנגדות של החבילה היא מדד לאיכות והצפיפות של חבילת CNT. על מנת לקבוע את חבילות התנגדות מגע באורכים שונים יש למדוד. תמונת SEM טיפוסית של CNT גדלה ב 350 מעלות צלזיוס במשך 60 דקות שצולמו מלמעלה לפני metallization על 45 מ...

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

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

המטרה הכללית של תהליך זה היא לגדל ננו-צינורות פחמן מיושרים אנכית ולייצר מבני בדיקה חשמליים באמצעות טכניקות סטנדרטיות של מוליכים למחצה. שיטה זו יכולה להשיב על שאלות מפתח בתחום ה-micro xray, כגון האם ניתן להשתמש בננו-צינורות פחמן מיושרים אנכית עבור חיבורים בין-רכיביים (interconnects) ויישומים אחרים במעגלים משולבים? היתרון המרכזי של טכנולוגיה זו הוא שהיא תואמת לייצור סטנדרטי של מוליכים למחצה, וטמפרטורת הייצור שלה נמוכה מספיק כדי לאפשר שילוב ב-backend של CMOS ועם פולימרים מסוימים.כדי להתחיל בהליך זה, שקיעו את שכבת המתכת התחתונה של הבדיקה באמצעות התזת מגנטרון (magnetron sputtering). בצעו התזת טיטניום באמצעות מטרת טיטניום טהורה עם פלזמת ארגון בטמפרטורת מצע של 350 degrees Celsius עבור טיטניום ניטריד. התזה ריאקטיבית.השב שכבה של silicon dioxide בעובי של 1 µm באמצעות שיטת plasma enhanced chemical vapor deposition, תוך שימוש בשילוב של ארגון וחנקן ובטמפרטורת מצע של 350 °C. עם סיום התהליך, בדוק את עובי שכבת ה-silicon dioxide באמצעות reflectometer. לאחר מכן, צפה את הפרוסה ב-1.4 µm של positive photo resist על ידי ביצוע טיפול של 92 שניות ב-dexamethazone בטמפרטורה של 130 °C; לאחר קירור הפרוסה על פלטת קירור, בצע spin coat במהירות של 3,500 RPM. לאחר מכן, בצע soft bake לפרוסה למשך 90 שניות בטמפרטורה ש

fabrication-low-temperature-carbon-nanotube-vertical-interconnects

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

אנו מציגים שיטות ייצור של microstructures בדוגמת של צינורות פחמן מיושר אנכית (CNTs), והשימוש בהם כמו תבניות בסיס לייצור microstructures פולימר במרקם מאורגן פני הננומטרי. ביערות ה-CNT הם densified על ידי עיבוי של ממס על מצע, אשר מגביר באופן משמעותי את צפיפות האריזה שלהם ומאפשר עצמית מכוונת היווצרות של צורות 3D.

ייצור, Densification, העתק דפוס של Microstructures Nanotube 3D פחמן

מאמר זה מתאר שיטה פשוטה לפברק מערכי פחמן מיושר אנכי על ידי CVD ולאחר מכן מנגינת נכסי הרטבתם על ידי חשיפתם לואקום חישול או טיפול חמצון יבש.

חמצון ואבק יבש חישול טיפולים לכוונון מאפייני ההרטבה של מערכי פחמן

הייצור של חשמל למיעון,-היבט יחס גבוה (&gt; 1000:1) nanowires המתכת מופרד בפערים של ננומטרים בודדים או באמצעות ההקרבה של שכבות אלומיניום וכסף או monolayers עצמית התאספו כתבניות מתואר. מבנים אלה nanogap מפוברקים בלי חדר נקי או כל תמונה או קרן האלקטרונים תהליכי יתוגרפיות על ידי צורה של הקצה המכונה ליתוגרפיה nanoskiving.

בודה Nanogaps ידי Nanoskiving

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

אנו מדווחים שיטה פשוטה לבודת מערך צפיפות ultrahigh של nanowires האורגני הקטן מולקולרי מסודרים בצורה אנכית. שיטה זו מאפשרת לסינתזה של גיאומטריות מורכבות heterostructured היברידי nanowire, שניתן לגדל ביוקר על מצעים שרירותיים. מבנים אלו יישומים פוטנציאליים באלקטרוניקה אורגנית, אופטו, חישה כימית, photovoltaics וספינטרוניקה.

מערך צפיפות ultrahigh של nanowires אורגני קטן מולקולרי בציר אנכי על מצעים שרירותיים

שיטה לחיבור קבוע של שני ופלים מסיליקון כדי לממש מארז אחיד מתוארת. זה כולל הכנת רקיקים, ניקוי, מליטה RT, ותהליכי חישול. ופלים מלוכדים וכתוצאה מכך (תאים) יש אחידות של המתחם ~ 1%1,2. הגיאומטריה המתקבלת מאפשרת מדידות של נוזלים וגזים מוגבלים.

ייצור חללים ננומטריים אחידים באמצעות מליטה וופל ישיר סיליקון

מוצגת שיטה לייצור, בתנאי סביבה, התקני טנדם פוטו-וולטאיים אורגניים בתצורה מקבילה. מכשירים אלה כוללים קתודה משותפת של ננו-צינורות פחמן מעובדת באוויר, שקופה למחצה.

שיטת אמביינט לייצור ionically המגודר פחמן Nanotube הנפוץ קטודה בתאים סולריים האורגנית טנדם

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

המאמר שואפת להציג את הליך ייצור סטנדרטי ואמין לפיתוח עתידי נמוך nanoelectronics תלת-ממדי.

שיטה סטנדרטית ואמינה כדי לפברק Nanoelectronics דו מימדי

במאמר זה אנו מתארים שיטות לייצור מיקרו-ייצור של ננו-סיבי פחמן מיושרים אנכית (VACNFs), העברת VACNFs למצעים גמישים, ויישום VACNFs על מצעים קשיחים וגמישים לצמחים לצורך העברת ביומולקולות וצבעים.

שימוש במערכי ננו-סיבי פחמן מיושרים אנכית על מצעים קשיחים או גמישים להעברת ביומולקולות וצבעים לצמחים

מאמר זה מציג פרוטוקול ממוטב ומושכל ניסיון לייצור התקני סופר-סריג moiré מבוססי גרפן באיכות גבוהה עם זוויות פיתול מדויקות, תוך שימוש בטכניקת העברה יבשה שונה המבוססת על מערך העברה מותאם-במיוחד וניתן לכוונון גבוה.

הליך ייצור אופטימלי עבור התקני Moiré Superlattice מבוססי גרפן באיכות גבוהה

למד לגדול צינורות פחמן אנכיים בטמפרטורה נמוכה ולייצר מבני בדיקה חשמליים באמצעות טכניקות סטנדרטיות של ייצור מוליכים למחצה. שיטה זו מאפשרת שילוב במעגלים משולבים.

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

גלה סרטונים נוספים