Name: Un metodo Standard e affidabile per fabbricare nanoelettronica bidimensionale (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 12 s
Description: Scopri una procedura affidabile per fabbricare nanoelettronica bidimensionale utilizzando disolfuro di molibdeno e litografia a fascio elettronico. Questo metodo migliora la precisione nella localizzazione dei materiali 2D.

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

Questo lavoro è stato supportato dal Consiglio nazionale di scienza, Taiwan sotto contratto no. PIÙ 105-2112-M-003-016-MY3. Questo lavoro inoltre è stato sostenuto in parte dai laboratori nazionali di dispositivo Nano e laboratorio di e-fascio di ingegneria elettrica dell'Università nazionale di Taiwan.

1. processo di fabbricazione di transistor 2D Quasi-heterojunction
<ol><li>Preparare commerciale c-aereo zaffiro.<ol>
<li>Lavare l'intero singolo-lato di zaffiro (2 pollici) con acetone.</li>
		<li>Sciacquare il substrato di zaffiro con alcool isopropilico.</li>
	</ol></li>
	<li>Crescere MoS2 su substrato di zaffiro utilizzando CVD in una fornace di pareti calde.<ol>
<li>Posto 0,6 g di polvere di molibdeno triossido (MoO3) in una barca di quarzo situato presso il riscaldamento zona centro del forno. Mettere il substrato dello zaffiro a valle accanto alla barca di quarzo contenente la polvere di3 MoO.</li>
		<li>Preparare la polvere di zolfo (S) in una barca di quarzo separato sul lato a Monte del forno. Mantenere la sua temperatura a 190 ° C durante la reazione.</li>
		<li>Utilizzare argon (Ar = 70 sccm, 40 Torr) gas flusso per portare i vapori di3 S e MoO al substrato di zaffiro durante il riscaldamento della zona centro a 750 ° C.</li>
		<li>Mantenere la zona di riscaldamento, dopo aver raggiunto la temperatura desiderata crescita di 750 ° C, per 15 min e poi naturalmente raffreddare il forno a temperatura ambiente.</li>
	</ol></li>
	<li>Eseguire EBL. Nota: Un Au sottile di circa 5 nm è stato depositato da sputtering per lo scarico durante tutti i processi di EBL su substrato di zaffiro<ol>
<li>Identificare, utilizzando un microscopio ottico, un'area dove si osservano fiocchi di MoS2 monostrato, quindi progettare il layout del modello di striscia per quel settore specifico utilizzando un software di progettazione (AutoCAD).</li>
		<li>Spin-cappotto photoresist (PR), metacrilato di polymethyl (PMMA) ad esempio o P015, sopra il campione a 2000 rpm per 60 s (temperatura ambiente). Assicurarsi che il PR ha coperto l'intero campione dopo spin-coating.</li>
		<li>Riscaldare il campione (cuocere morbido) a 100 ° C per 90 s in modo da far evaporare i solventi nel PR e migliorare l'adesione.</li>
		<li>Convertire il layout di modello al punto 1.3.1 in un file specifico (esempio: file GDS) e caricarlo nel software EBL.</li>
		<li>Determinare la dose ideale di fascio di elettroni basato sulla larghezza delle righe nel layout. Nota: Per la larghezza della riga più stretto di 1 µm, la dose ideale di fascio di elettroni è 110 µC/cm2; per 1 a 5 µm spessore della linea, la dose è 100 µC/cm2; e per una larghezza di linea più ampia di 5 µm, la dose è di 80 µC/cm2.</li>
		<li>Inizia a esporre il campione a fascio di elettroni.</li>
		<li>Applicare cuocere post-esposizione (PEB) sul campione dopo l'esposizione al fine di ridurre gli effetti di onde stazionarie. Riscaldare il campione a 120 ° C per 90 s.</li>
		<li>Utilizzare tetrametilammonio idrossido (TMAH) 2,38% come sviluppatore. Immergere il campione TMAH per 80 s. lavare il TMAH con 200 mL di acqua deionizzata per 10 s.</li>
		<li>Esaminare se il modello è ben sviluppato mediante microscopia ottica.</li>
		<li>Condurre cuocere difficile sbarazzarsi di acqua in eccesso in calore Pr. il campione a 110 ° C per 90 s.</li>
	</ol></li>
	<li>Definire le strutture di striscia con acquaforte di 50 W ossigeno (O2) del plasma (1st acquaforte) per 30 s a 2 min e Rimuovi PR con 50 mL di acetone.</li>
	<li>Crescere diseleniuro di tungsteno (WSe2) mediante CVD nella posizione di destinazione, che si tradurrà in una crescita preferita di WSe2 strato tra le strisce di2 MoS già esistente sul substrato di zaffiro.<ol>
<li>Posto 0,6 g di polvere di tungsteno triossido (WO3) in una barca di quarzo situato presso il riscaldamento zona centro del forno. Mettere il substrato dello zaffiro a valle accanto alla barca di quarzo contenente la polvere di3 WO.</li>
		<li>Preparare la polvere di selenio (Se) in una barca di quarzo separato sul lato a Monte del forno. Mantenere la sua temperatura a 260 ° C durante la reazione.</li>
		<li>Utilizzare Ar/H2 (Ar = 90 sccm, H2 = 6 sccm, 20 Torr) gas flusso per portare i vapori di3 Se e WO al substrato di zaffiro durante il riscaldamento della zona centro a 925 ° C.</li>
		<li>Mantenere la zona di riscaldamento, dopo aver raggiunto la temperatura desiderata crescita di 925 ° C, per 15 min e poi naturalmente raffreddare il forno a temperatura ambiente.</li>
	</ol></li>
	<li>Fabbricare le matrici metallico della pastiglia e i segni di allineamento.<ol>
<li>Sovrapporre i modelli di matrici metallico della pastiglia e allineamento i marchi mediante fotolitografia patterning tecnica.</li>
		<li>Deposito 20 nm/60 nm Ti/Au utilizzando la pistola di elettrone evaporatore. Nota: L'oro è usato per evitare l'ossidazione dei rilievi del metallo.</li>
		<li>Preparare e immergere il campione a 100 mL di acetone per sciogliere PR ed eseguire Lift-off. Agitare e soffiare l'acetone mentre controllo l'intero processo tramite microscopia ottica finché le pastiglie in metallo diventano evidenti.</li>
	</ol></li>
	<li>Eseguire un altro processo EBL per sovrapporre un reticolo di forma del nastro in cima MoS2- WSe2 eterogiunzione.<ol>
<li>Misurare lo spostamento delle coordinate tra la località di destinazione in MoS2- WSe2 eterogiunzione e i segni di allineamento mediante microscopia ottica e progettare il layout della barra multifunzione-forma sulla base di queste misurazioni utilizzando un software (AutoCAD).</li>
		<li>Spin-cappotto PR, per esempio PMMA o P015, sopra il campione a 2000 rpm per 60 s (temperatura ambiente). Assicurarsi che il PR ha coperto l'intero campione dopo spin-coating.</li>
		<li>Riscaldare il campione (cuocere morbido) a 100 ° C per 90 s in modo da far evaporare i solventi nel PR e migliorare l'adesione.</li>
		<li>Convertire il layout di ripetizione nel passaggio 1.7.1 in un file specifico (esempio: file GDS) e caricarlo nel software EBL.</li>
		<li>Determinare la dose ideale di fascio di elettroni basato sulla larghezza delle righe nel layout. Nota: Per la larghezza della riga più stretto di 1 µm, la dose ideale di fascio di elettroni è 110 µC/cm2; per 1 a 5 µm spessore della linea, la dose è 100 µC/cm2; e per una larghezza di linea più ampia di 5 µm, la dose è di 80 µC/cm2.</li>
		<li>Impostare la macchina EBL tale che la posizione dei segni di allineamento nel substrato zaffiro corrisponde la sua corrispondenza nel layout.</li>
		<li>Inizia a esporre il campione a fascio di elettroni.</li>
		<li>Applicare PEB sul campione dopo l'esposizione al fine di ridurre gli effetti di onde stazionarie. Riscaldare il campione a 120 ° C per 90 s.</li>
		<li>Utilizzare TMAH 2,38% come lo sviluppatore. Immergere il campione TMAH per 80 s. lavare il TMAH con 200 mL di acqua deionizzata per 10 s.</li>
		<li>Esaminare se il modello è ben sviluppato mediante microscopia ottica.</li>
		<li>Condurre cuocere difficile sbarazzarsi di acqua in eccesso in calore Pr. il campione a 110 ° C per 90 s.</li>
	</ol></li>
	<li>Utilizzare acquaforte di O2 al plasma (2nd acquaforte) per definire un'eterogiunzione laterali a forma di nastro e rimuovere PR dall'acetone.</li>
	<li>Eseguire il processo di EBL per sovrapporre il modello degli elettrodi metallici Ti/Au.<ol>
<li>Misurare lo spostamento delle coordinate tra la località di destinazione in MoS2- WSe2 eterogiunzione e i segni di allineamento mediante microscopia ottica e progettare il layout di elettrodo metallico sulla base di queste misurazioni utilizzando un software (AutoCAD).</li>
		<li>Spin-cappotto PR, per esempio PMMA o P015, sopra il campione a 2000 rpm per 60 s (temperatura ambiente). Assicurarsi che il PR ha coperto l'intero campione dopo spin-coating.</li>
		<li>Riscaldare il campione (cuocere morbido) a 100 ° C per 90 s in modo da far evaporare i solventi nel PR e migliorare l'adesione.</li>
		<li>Convertire il layout di ripetizione nel passaggio 1.9.1 in un file specifico (esempio: file GDS) e caricarlo nel software EBL.</li>
		<li>Determinare la dose ideale di fascio di elettroni basato sulla larghezza delle linee metalliche nel layout. Nota: Per la larghezza della linea metallo stretto di 1 µm, la dose ideale di fascio di elettroni è 110 µC/cm2; per 1 a 5 µm spessore della linea, la dose è 100 µC/cm2; e per una larghezza di linea più ampia di 5 µm, la dose è di 80 µC/cm2.</li>
		<li>Impostare la macchina EBL tale che le posizioni dei segni di allineamento nel substrato zaffiro corrisponde la sua corrispondenza nel layout.</li>
		<li>Inizia a esporre il campione a fascio di elettroni.</li>
		<li>Applicare PEB sul campione dopo l'esposizione al fine di ridurre gli effetti di onde stazionarie. Riscaldare il campione a 120 ° C per 90 s.</li>
		<li>Utilizzare TMAH 2,38% come lo sviluppatore. Immergere il campione TMAH per 80 s. lavare il TMAH con 200 mL di acqua deionizzata per 10 s.</li>
		<li>Esaminare se il modello è ben sviluppato mediante microscopia ottica.</li>
		<li>Condurre cuocere difficile sbarazzarsi di acqua in eccesso in calore Pr. il campione a 110 ° C per 90 s.</li>
	</ol></li>
	<li>Eseguire il lift-off e deposizione metallica Ti/Au<ol>
<li>Cassetta di metallo di Ti/Au usando la pistola di elettrone evaporatore con lo spessore di meno di 100 nm, in caso contrario, sarà difficile rimuovere il PR e il metallo indesiderato di Lift-off.</li>
		<li>Preparare e immergere il campione a 100 mL di acetone per sciogliere PR ed eseguire Lift-off. Agitare e soffiare l'acetone mentre controllo l'intero processo tramite microscopia ottica finché ci sono solo linee di metallo e pastiglie a sinistra.</li>
	</ol></li>
	<li>Eseguire il processo di EBL nel passaggio 1,9 ma sovrapposizione pattern di elettrodo metallico di Pd/Au invece Ti/Au.</li>
	<li>Eseguire il processo di deposizione e Lift-off metallo nel passaggio 1.10 ma depositare Pd/Au invece Ti/Au.</li>
</ol>2. processo di fabbricazione 2D Back-gated transistori
<ol><li>Preparare il retro-gated Si/SiO2 substrati con segni di allineamento.<ol>
<li>Preparare il substrato SiO2/Si fatti in casa o commerciale.</li>
		<li>Consente di definire il segno di allineamento fotolitografia o tecniche di campitura EBL.</li>
		<li>Eseguire reattiva ion etching (RIE) sul substrato di SiO2/Si finché non raggiunge la profondità totale dell'area target 1000 nm e rimuovere il PR da plasma di2 O di rivelare i segni di allineamento formata.</li>
		<li>I modelli di matrici di pad in metallo mediante fotolitografia patterning tecnica di sovrapposizione.</li>
		<li>Deposito 20 nm/60 nm Ti/Au utilizzando la pistola di elettrone evaporatore. Nota: L'oro è usato per evitare l'ossidazione dei rilievi del metallo.</li>
		<li>Preparare e immergere il campione a 100 mL di acetone per sciogliere PR ed eseguire Lift-off. Agitare e soffiare l'acetone durante l'intero processo di monitoraggio mediante microscopia ottica fino a quando le pastiglie in metallo diventano evidenti.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Eseguire il CVD di MoS2 su substrato di zaffiro in una fornace di pareti calde.<ol>
<li>Posto 0,6 g di MoO3 in polvere in una barca di quarzo situato presso il riscaldamento zona centro del forno. Mettere il substrato dello zaffiro a valle accanto alla barca di quarzo contenente la polvere di3 MoO.</li>
		<li>Preparare la polvere di S in una barca di quarzo separato sul lato a Monte del forno. Mantenere la sua temperatura a 190 ° C durante la reazione.</li>
		<li>Utilizzare argon (Ar = 70 sccm, 40 Torr) gas flusso per portare i vapori di3 S e MoO al substrato di zaffiro durante il riscaldamento della zona centro a 750 ° C.</li>
		<li>Mantenere la zona di riscaldamento, dopo aver raggiunto la temperatura desiderata crescita di 750 ° C, per 15 min e poi naturalmente raffreddare il forno a temperatura ambiente.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Consente di trasferire il substrato di retro-gated SiO2/Si MoS2 dallo zaffiro.<ol>
<li>Cappotto di spin PMMA con la velocità di centrifuga di 3500 rpm per 30 s sopra il film2 MoS.</li>
		<li>Cuocere il MoS2/sapphire campione a 120 ° C per 3 min per rinforzare lo strato di PMMA.</li>
		<li>Immergere il MoS2/Sapphire campione in 50 mL di soluzione di ammoniaca (14,5%) per circa 30 min a 2 h per separare il film2 MoS dal substrato dello zaffiro.</li>
		<li>Pick up il film e trasferirlo al SiO2/Si substrato.</li>
		<li>Cuocere l'esempio di MoS2/SiO2/Si al fine di migliorare l'adesione tra il MoS2 e SiO2 strati. Riscaldare il campione a 120 ° C per circa 30 min a 1 h.</li>
		<li>Rimuovere il PMMA lavandolo con 30 mL di acetone per circa 30 min a 2 h.</li>
		<li>Sciacquare il campione con alcool isopropilico e utilizzare l'azoto per soffiarlo asciutto.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Eseguire EBL. Nota: Non c'è nessun Au sottile depositato sul substrato di SiO2/Si durante processo di EBL, poiché Si è in qualche modo conduttivo.<ol>
<li>Misurare lo spostamento delle coordinate tra la località di destinazione e l'allineamento contrassegna mediante microscopia ottica e, sulla base di queste misurazioni, progettare il layout di modello degli elettrodi metallici utilizzando un software di progettazione. Nota: Elettrodi metallici collegare i punti di destinazione nel campione2 MoS per i rilievi del metallo nel SiO2/Si substrato.</li>
		<li>Spin-cappotto PR, per esempio PMMA o P015, sopra il campione a 2000 rpm per 60 s (temperatura ambiente). Assicurarsi che il PR ha coperto l'intero campione.</li>
		<li>Riscaldare il campione (cuocere morbido) a 100 ° C per 90 s in modo da far evaporare i solventi nel PR e migliorare l'adesione.</li>
		<li>Convertire il layout di modello al punto 2.4.1 in un file specifico (esempio: file GDS) e caricarlo nel software EBL.</li>
		<li>Determinare la dose ideale di fascio di elettroni basato sulla larghezza delle linee metalliche nel layout. Nota: Per la larghezza della linea metallo stretto di 1 µm, la dose ideale di fascio di elettroni è 110 µC/cm2; per 1 a 5 µm spessore della linea, la dose è 100 µC/cm2; e per una larghezza di linea più ampia di 5 µm, la dose è di 80 µC/cm2.</li>
		<li>Impostare la macchina EBL tale che la posizione dei segni di allineamento nel substrato Si/SiO2 partite relativa corrispondenza nel layout.</li>
		<li>Inizia a esporre il campione a fascio di elettroni.</li>
		<li>Applicare PEB sul campione dopo l'esposizione al fine di ridurre gli effetti di onde stazionarie. Riscaldare il campione a 120 ° C per 90 s.</li>
		<li>Utilizzare TMAH 2,38% come lo sviluppatore. Immergere il campione TMAH per 80 s. lavare il TMAH con 200 mL di acqua deionizzata per 10 s.</li>
		<li>Esaminare se il modello è ben sviluppato mediante microscopia ottica.</li>
		<li>Condurre cuocere difficile sbarazzarsi di acqua in eccesso in calore Pr. il campione a 110 ° C per 90 s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Eseguire il lift-off e deposizione di metallo Au<ol>
<li>Cassetta di metallo Au utilizzando la pistola di elettrone evaporatore con lo spessore di meno di 100 nm, in caso contrario, sarà difficile rimuovere il PR e il metallo indesiderato di Lift-off.</li>
		<li>Preparare e immergere il campione a 100 mL di acetone per sciogliere PR ed eseguire Lift-off. Agitare e soffiare l'acetone durante il monitoraggio del processo tramite microscopia ottica, fino a quando non ci sono solo linee di metallo e pastiglie a sinistra.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Kim, Y. B. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/245574353_Challenges_for_Nanoscale_MOSFETs_and_Emerging_Nanoelectronics">Challenges for Nanoscale MOSFETs and Emerging Nanoelectronics.</a> Transactions on Electrical and Electronic Materials. 11 (3), 93-105 (2010).</li>
<li>Waldrop, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+chips+are+down+for+Moore%27s+law%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The chips are down for Moore's law.</a> Nature. 530 (7589), 144-147 (2016).</li>
<li>Lan, Y. W., Chang, W. H., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622312004782">Effects of oxygen bonding on defective semiconducting and metallic single-walled carbon nanotube bundles.</a> Carbon. 50 (12), 4619-4627 (2012).</li>
<li>Lan, Y. W., Aravind, K., Wu, C. S., Kuan, C. H., Chang-Liao, K. S., Chen, C. D. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622312003119">Interplay of spin-orbit coupling and Zeeman effect probed by Kondo resonance in a carbon nanotube quantum dot.</a> Carbon. 50 (10), 3748-3752 (2012).</li>
<li>Lan, Y. W., Nguyen, L. N., Lai, S. J., Lin, M. C., Kuan, C. H., Chen, C. D. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.3619177">Identification of embedded charge defects in suspended silicon nanowires using a carbon-nanotube cantilever gate.</a> Applied Physics Letters. 99 (5), (2011).</li>
<li>De Volder, M. F. L., Tawfick, S. H., Baughman, R. H., Hart, A. J. Carbon nanotubes: present and future commercial applications. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDe+Volder%2C+MFL+%22Science+%28New+York%2C+N.Y.%29%22">Science (New York, N.Y.)</a>. 339 (6119), 535-539 (2013).</li>
<li>Eatemadi, A., Daraee, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+nanotubes%3A+Properties%2C+synthesis%2C+purification%2C+and+medical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+Research+Letters%22%5BJournal%5D)">Carbon nanotubes: Properties, synthesis, purification, and medical applications.</a> Nanoscale Research Letters. 9 (1), 1-13 (2014).</li>
<li>Lan, Y. W., Chang, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer-free+patterning+of+graphene+at+sub-10-nm+scale+by+low-energy+repetitive+electron+beam%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Polymer-free patterning of graphene at sub-10-nm scale by low-energy repetitive electron beam.</a> Small. 10 (22), 4778-4784 (2014).</li>
<li>Romero, M. F., Bosca, A., et al. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/document/8022984/">Impact of 2D-Graphene on SiN Passivated AlGaN/GaN MIS-HEMTs Under Mist Exposure.</a> IEEE Electron Device Letters. 38 (10), 1441-1444 (2017).</li>
<li>Blaschke, B. M., Tort-Colet, N., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1583/aa5eff/meta">Mapping brain activity with flexible graphene micro-transistors.</a> 2D Materials. 4 (2), 25040(2017).</li>
<li>Zhu, Z., Murtaza, I., Meng, H., Huang, W. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ra/c6ra27674a#!divAbstract">Thin film transistors based on two dimensional graphene and graphene/semiconductor heterojunctions.</a> RSC Advances. 7 (28), 17387-17397 (2017).</li>
<li>Kim, S. J., Choi, K., Lee, B., Kim, Y., Hong, B. H. <a target="_blank" href="https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-matsci-070214-020901">Materials for Flexible, Stretchable Electronics: Graphene and 2D Materials.</a> Annual Review of Materials Research. 45 (1), 63-84 (2015).</li>
<li>Manzeli, S., Ovchinnikov, D., Pasquier, D., Yazyev, O. V., Kis, A. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/natrevmats201733">2D transition metal dichalcogenides.</a> Nature Reviews Materials. 2, (2017).</li>
<li>Kolobov, A. V., Tominaga, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKolobov%2C+AV+%22Emerging+Applications+of+2D+TMDCs%22">Emerging Applications of 2D TMDCs</a>. 239, Springer Series in Materials Science. 473-512 (2016).</li>
<li>Nguyen, L. N., Lan, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resonant+tunneling+through+discrete+quantum+states+in+stacked+atomic-layered+MoS2%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Resonant tunneling through discrete quantum states in stacked atomic-layered MoS2.</a> Nano Letters. 14 (5), 2381-2386 (2014).</li>
<li>Torres, C. M., Lan, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Current+Gain+Two-Dimensional+MoS2-Base+Hot-Electron+Transistors%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">High-Current Gain Two-Dimensional MoS2-Base Hot-Electron Transistors.</a> Nano Letters. 15 (12), 7905-7912 (2015).</li>
<li>Jariwala, D., Sangwan, V. K., Lauhon, L. J., Marks, T. J., Hersam, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emerging+Device+Applications+for+Semiconducting+Two-Dimensional+Transition+Metal+Dichalcogenides%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Emerging Device Applications for Semiconducting Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides.</a> ACS Nano. 8 (2), 1102-1120 (2014).</li>
<li>Choi, W., Choudhary, N., Han, G. H., Park, J., Akinwande, D., Lee, Y. H. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702116302917">Recent development of two-dimensional transition metal dichalcogenides and their applications.</a> Materials Today. 20 (3), 116-130 (2017).</li>
<li>Xiao, H. <a target="_blank" href="https://spie.org/Publications/Book/924283?SSO=1">Introduction to Semiconductor Manufacturing Technology, Second Edition</a>. , Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers. (2012).</li>
<li>Lin, C. Y., Zhu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic-Monolayer+Two-Dimensional+Lateral+Quasi-Heterojunction+Bipolar+Transistors+with+Resonant+Tunneling+Phenomenon%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Atomic-Monolayer Two-Dimensional Lateral Quasi-Heterojunction Bipolar Transistors with Resonant Tunneling Phenomenon.</a> ACS Nano. 11 (11), 11015-11023 (2017).</li>
<li>Qi, J., Lan, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezoelectric+effect+in+chemical+vapour+deposition-grown+atomic-monolayer+triangular+molybdenum+disulfide+piezotronics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Piezoelectric effect in chemical vapour deposition-grown atomic-monolayer triangular molybdenum disulfide piezotronics.</a> Nature Communications. 6, (2015).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

In questo articolo vengono illustrate le procedure dettagliate di fabbricare romanzo elettronica basata su materiali 2D in scala nanometrica. Poiché le procedure di preparazione dei campioni di ogni applicazione presentano differenze con l'altro, i processi sovrapposti sono stati trattati come protocollo. Elettrone fascio patterning combinato con determinazione di posizione materiale e definizione di elettrodo metallico serve quindi come il protocollo qui. Tra i due tipi di dispositivi citati, l'intero processo di transi...

Da decenni passati, l'umanità sta vivendo rapid downscale delle dimensioni dei transistor e, di conseguenza, un aumento esponenziale del numero di transistor nei circuiti integrati (ICs). Questo mantiene il continuo progresso della tecnologia basata sul silicio complementari metal-oxide semiconductor (CMOS)1. Inoltre, questa tendenza attuale con le dimensioni e le prestazioni dei dispositivi fabbricati sono ancora in pista con la legge di Moore, che afferma che il numero di transistor su chip elettronici, nonché le loro prestazioni, raddoppia circa ogni due anni2. Transistor CMOS sono presenti nella maggior parte, se non tutti, dei dispositivi elettronici disponibili sul mercato e rendendo così parte integrante della vita umana. A causa di questo, ci sono continue richieste per miglioramenti in chip di dimensioni e prestazioni che hanno spinto i produttori a continuare a seguire pista legge del Moore.
Purtroppo, la legge di Moore sembra essere prossimo alla fine a causa della quantità di calore generato come più circuiti di silicio sono infilati in una piccola area2. Ciò richiede nuovi tipi di materiali che possono fornire lo stesso, se non meglio, prestazioni come il silicio e, allo stesso tempo, può essere implementato in scala relativamente ridotta. Recentemente, nuovi materiali promettenti sono stati soggetti di molte ricerche di scienza dei materiali. Tali materiali come unidimensionale (1D) carbonio nanotubes3,4,5,6,7, grafene 2D8,9,10, 11 , 12e metalli di transizione dichalcogenides (TMDs)13,14,15,16,17,18, sono buoni candidati che possono essere utilizzati come sostituire il silicio CMOS e continuare la pista legge del Moore.
Fabbricazione di piccoli dispositivi richiede attenta determinazione della posizione del materiale di procedere con successo per le altre tecniche di fabbricazione come la litografia e definizione di elettrodo metallico. Quindi, il metodo presentato in questa carta è stato progettato per rispondere a questa esigenza. Rispetto al tradizionale semiconductor fabrication tecniche19, l'approccio presentato in questo paper è Sarto-misura allo sviluppo di dispositivi su scala ridotta che necessita di maggiore attenzione in termini di trovare la posizione del materiale. Lo scopo di questo metodo è affidabile fabbricare dispositivi di nanomateriale 2D, come 2D retro-gated transistori e Q-HBTs, utilizzando processi di fabbricazione standard. Questo può servire come una piattaforma per gli sviluppi futuri nanomacchina come spiana la strada verso la produzione di dispositivi futuri avanzate nano-scala.
Nella sezione procedimento, i processi di fabbricazione per dispositivi basati su materiali 2D vale a dire, il Q-HBT e 2D retro-gated transistor sono discussi in dettaglio. Elettrone fascio patterning combinato con determinazione di posizione materiale ed elettrodo metallico definizione comprende il protocollo, poiché essi sono tenuti in entrambi i processi menzionati. Parte 1 viene illustrato il processo di fabbricazione dettagliata di Q-HBTs20; e parte 2 viene illustrato un approccio universale per ottenere il bisolfuro di molibdeno di chemical vapor deposition (CVD) (MoS2) retro-gated transistori dal trasferimento a lift-off21, che è stato completamente indicato nell'articolo. Il flusso di processo dettagliato è illustrato nella (Figura 1).

<table><tbody><tr><td>E-gun Evaporatore</td><td>AST</td><td>PEVA 600I</td><td></td></tr><tr><td>Au slug, 99.99%</td><td>Benessere Enterprise Co</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Ti slug, 99.99%</td><td>Benessere Enterprise Co</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Sistema di litografia E-beam</td><td>Elionix</td><td>ELS7500-EX</td><td></td></tr><tr><td>Cold Wall CVD System</td><td>Scienza</td><td>dello zolfo SCW600S</td><td></td></tr><tr><td>C-plane Substrato di zaffiro</td><td>Summit-Tech</td><td>X171999</td><td>(0001) &plusmn; 0,2 &deg;</td></tr><tr><td>100 nm SiO2/Si</td><td></td><td></td><td>Fabbricato in</td></tr><tr><td>soluzione di ammoniaca</td> NDL Soluzione di ammoniaca <td>BASF</td><td>28% Selectipur</td><td></td></tr><tr><td>Molibdeno (Mo), 99,95%</td><td>Summit-Tech</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Tungsteno (W), 99,95%</td><td>Summit-Tech</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Zolfo (S), 99,5%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>13803</td><td></td></tr><tr><td>Polimetilmetacrilato (PMMA)</td><td>Microchem</td><td>8110788</td><td>Utilizzare per il processo di trasferimento</td></tr><tr><td>Spin Coater</td><td>Laurell</td><td>WS 400B 6NPP LITE</td><td></td></tr><tr><td>Acetone</td><td>BASF</td><td>Acetone EL Selectipur</td><td></td></tr><tr><td>Isopropanolo (IPA)</td><td>BASF</td><td>2-Propanol UPS</td><td></td></tr><tr><td>Photo Resist per EBL</td><td>TOK</td><td>TDUR-P-015</td><td></td></tr><tr><td>Pulitore al plasma</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-32G</td><td>Plasma di ossigeno</td></tr></tbody></table>

un metodo standard e affidabile per fabbricare nanoelettronica bidimensionale

A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics

Materiali di bidimensionale (2D) hanno attirato l'attenzione enorme a causa di loro proprietà uniche e le potenziali applicazioni. Poiché wafer scala sintesi di materiali 2D sono ancora in fase nascente, gli scienziati completamente non possono basarsi sulle tecniche di semiconduttori tradizionali per la ricerca. Processi delicati da individuare i materiali alla definizione di elettrodo devono essere ben controllati. In questo articolo, un protocollo universale fabbricazione necessaria nella produzione di elettronica su scala nanometrica, come 2D quasi eterogiunzione bipolare Transistor (Q-HBT) e 2D retro-gated transistori sono dimostrati. Questo protocollo riguarda la determinazione della posizione del materiale, Litografia a fascio di elettroni (EBL), definizione di elettrodo metallico, et al. Un racconto di passo per passo le procedure di fabbricazione per questi dispositivi inoltre sono presentati. Inoltre, i risultati mostrano che ogni dispositivo fabbricato ha raggiunto ad alte prestazioni con elevata ripetibilità. Questo lavoro rivela una descrizione completa del flusso di processo per la preparazione di 2D nano-elettronica, consente i gruppi di ricerca accedere a queste informazioni e spianare la strada verso l'elettronica del futuro.

I processi di fabbricazione del dispositivo sono stati applicati a molte delle ricerche dell'autore corrispondente che coinvolgono lo sviluppo di dispositivi materiale 2D. In questa parte, i risultati di alcune di queste ricerche sono presentati per dimostrare l'effettività del protocollo discusso sopra. Un monostrato di laterale WSe2-MoS2 Q-HBT20 è selezionato come il primo esempio. Utilizzando i processi di fabbricazione del dispositivo stan...

L'articolo mira a introdurre una procedura di fabbricazione standard e affidabile per lo sviluppo della futura basso nanoelettronica dimensionale.

Un metodo Standard e affidabile per fabbricare nanoelettronica bidimensionale

Two-dimensional (2D) materials have attracted huge attention due to their unique properties and potential applications. Since wafer scale synthesis of 2D ...

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della fabbricazione di dispositivi in materiale 2D, relative alle tecniche per localizzare con precisione i campioni di materiale 2D nella preparazione per le successive fasi di fabbricazione. Il vantaggio principale di questa tecnica è che è adattata allo sviluppo di dispositivi su piccola scala, per i quali trovare la posizione dei materiali è più difficile. A dimostrare la procedura saranno Po-Chun Chen e Kristan, assistenti di ricerca e studenti laureati del mio laboratorio.Il processo di fabbricazione richiede due substrati preparati. Il primo è il biossido di silicio back-gated su silicio con array di pad in titanio e metallo dorato. Il secondo substrato è lo zaffiro con uno strato depositato di bisolfuro di molibdeno.Portare il substrato di zaffiro con il bisolfuro di molibdeno a una centrifuga. Centrifugare il PMMA per coprire la parte superiore del bisolfuro di molibdeno a 3.500 giri/min per 30 secondi. Quindi, spostare il campione su una piastra calda e cuocerlo a 120 gradi Celsius per tre minuti per rafforzare il rivestimento in PMMA.Quindi, preparare 50 millilitri di soluzione di ammoniaca. Immergere il c

a-standard-reliable-method-to-fabricate-two-dimensional

Research

Ricerca

JoVE Journal

Engineering

Ingegneria

Presentiamo metodi per la fabbricazione di microstrutture fantasia dei nanotubi di carbonio allineati verticalmente (CNT) e loro impiego come stampi master per la produzione di microstrutture polimero con struttura superficiale organizzata nanoscala. Le foreste sono CNT densificato dalla condensazione del solvente sul substrato, che aumenta notevolmente la loro densità e permette di auto-formazione di forme 3D.

Molding Fabrication, densificazione e Replica di microstrutture 3D Nanotubi di carbonio

-Laser a femtosecondi diretta scrittura viene spesso utilizzato per creare tridimensionali (3D) in modelli di polimeri e bicchieri. Tuttavia, i metalli di patterning in 3D rimane una sfida. Si descrive un metodo per fabbricare nanostrutture argento incorporati all'interno di una matrice polimerica utilizzando un laser a femtosecondi centrato a 800 nm.

Un metodo per fabbricare nanostrutture d&#39;argento disconnesse in 3D

Descriviamo una tecnica che permette di nanomoulding basso costo patterning su scala nanometrica di materiali funzionali, pile di materiali e dispositivi completi. Nanomoulding possono essere eseguite su qualsiasi configurazione nanoimprinting e può essere applicata a una vasta gamma di materiali e processi di deposizione.

Nanomoulding di materiali funzionali, un modello versatile complementare replica Metodo di nanoimprinting

La fabbricazione di elettricamente indirizzabili,-aspect-ratio elevato (&gt; 1000:1) nanofili metallici separati da spazi vuoti delle singole nanometri utilizzando sia strati sacrificali di alluminio e argento o monostrati auto-assemblati come modelli è descritta. Queste strutture nanogap sono fabbricati senza una camera pulita o una foto-o fasci elettronici litografiche processi da una forma di spigolo litografia conosciuta come nanoskiving.

Realizzazione nanogap da Nanoskiving

Descriviamo la fabbricazione del dispositivo e il protocollo di misura per la base di nanotubi di biosensori ad alta frequenza di carbonio. La tecnica di rilevamento ad alta frequenza riduce la ionica (Debye) effetto fondamentale di screening e permette di nanotubi biosensore per essere utilizzato in soluzioni ad alta forza ionica dove biosensori elettronici convenzionali non riescono. La nostra tecnologia fornisce una piattaforma unica per il point-of-care (POC) biosensori elettronici operanti...

Fabbricazione di Nanotubi di carbonio ad alta frequenza Nanoelectronic biosensore per la rilevazione in alta forza ionica Solutions

Questo articolo presenta un protocollo di fabbricazione dettagliato per cancelli definiti punti quantici di semiconduttori laterali su eterostrutture di arseniuro di gallio. Questi dispositivi in ​​nanoscala sono utilizzati per intrappolare alcuni elettroni per l'uso come bit quantici in elaborazione quantistica o per altri esperimenti mesoscopiche quali misure di conduttanza coerenti.

Nanofabbricazione di Porta definiti-GaAs / AlGaAs laterali Quantum Dots

Riportiamo un metodo semplice per la realizzazione di una vasta gamma di densità altissima di ordine verticale nanofili organici piccolo-molecolari. Questo metodo consente la sintesi di complessi heterostructured geometrie nanofili ibridi, che possono essere coltivate su substrati a buon arbitrari. Queste strutture hanno potenziali applicazioni in elettronica organica, optoelettronica, sensori chimici, fotovoltaico e spintronica.

Altissima densità Array of allineato verticalmente Nanofili organici piccola molecolari su substrati arbitrarie

Vengono discussi il processo di fabbricazione e le tecniche di caratterizzazione sperimentale relative alle pompe a singolo elettrone basate su punti quantici di silicio metallo-ossido-semiconduttore.

Silicio metallico-ossido-semiconduttore Quantum Dots per singolo elettrone di pompaggio

Riportiamo un protocollo per combinare la metrologia atomica del microscopio a scansione a effetto tunnel per la modellazione delle superfici con la deposizione selettiva di strati atomici e l'incisione ionica reattiva. Utilizzando un robusto processo che coinvolge numerose esposizioni atmosferiche e trasporto, vengono fabbricate nanostrutture 3D con metrologia atomica.

Atomicamente tracciabile nanostrutture

In questa carta, flusso dielettroforesi assistita è dimostrata per l'auto-assemblaggio di dispositivi nanofilo. La realizzazione di un transistor a effetto di campo nanowire silicio è indicata come un esempio.

Flusso-assistita dielettroforesi: Un metodo a basso costo per la realizzazione di dispositivi ad alte prestazioni soluzione-processable Nanowire

Qui, presentiamo un protocollo per controllare il numero di elemento portante nei solidi utilizzando l'elettrolita.

Controllo campo elettrico degli stati elettronici in nanodispositivi2 WS di elettrolita Gating

Scopri una procedura affidabile per fabbricare nanoelettronica bidimensionale utilizzando disolfuro di molibdeno e litografia a fascio elettronico. Questo metodo migliora la precisione nella localizzazione dei materiali 2D.

Un metodo Standard e affidabile per fabbricare nanoelettronica bidimensionale

Esplora altri video