本稿のアシストの誘電泳動を示したフローで、自己組織化ナノワイヤ デバイス。シリコン ナノワイヤ電界効果トランジスタの作製は、例として表示されます。
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この記事について
サマリー
要約
流れによる誘電泳動 (DEP) は、効率的な制御の自己組織化法と再現性のある位置、配置、およびナノワイヤの選択。ナノワイヤ解析、特性評価、および半導体デバイスの作製をソリューション ベースの DEP を使用します。メソッドは、金属電極間交互になる電界を加えることによって動作します。ナノワイヤ形成は重力を使用して定式化のフローを作成する傾斜面にある電極に落ちた。ナノワイヤーは、勾配電界と液体の流れの方向に沿って配置します。優れた導電性と低いトラップ密度ナノワイヤを選択するフィールドの周波数を調整できます。
この作品で、DEP の流れによるナノワイヤ電界効果トランジスタの作成されます。DEP の流れによるいくつかの利点があります: それ選べるナノワイヤの電気的特性;ナノワイヤの長さの制御特定のエリアでナノワイヤの配置ナノワイヤー; の配向性制御ナノワイヤ デバイス密度の制御。
テクニックは、ガスセンサーやマイクロ波スイッチなど他の多くのアプリケーションに拡張できます。手法は効率的、迅速、再現できると新規ナノ材料のテストに最適希薄溶液の最小限の量を使用します。ナノワイヤ デバイスのウエハ スケール アセンブリすることもできますこのテクニックを使用して多数のサンプルのテストを可能にして大面積電子アプリケーション。
概要
定義済み基板位置におけるナノ粒子の制御で再現可能なアセンブリは、半導体または導電性ナノ粒子を用いた溶液プロセスによる電子・光デバイスにおける主要な課題のひとつです。高性能デバイスの優先サイズとなど、特定の電子物性、高導電性表面準位密度が低いとナノ粒子を選択できるようにする非常に有益なもです。ナノワイヤ ・ ナノチューブ材料のナノ成長で重要な進歩にもかかわらずナノ粒子特性のいくつかの変化が常に存在して選択のステップがナノ粒子ベースのデバイス パフォーマンス1 を大幅に向上することができます。 ,2。
この作品で紹介する流れ支援 DEP 方法の目的は、高性能ナノワイヤ電界効果トランジスタの金属の接触に制御可能な半導体ナノワイヤ アセンブリを示すことによって上記の課題に対処するためです。DEP は、ナノワイヤー、ナノの配置/方向と DEP 信号周波数選択1を介して所望の性質を持つナノワイヤーの選択の位置を含む単一の手順でナノワイヤ デバイス作製のいくつかの問題を解決します。DEP は、ガス センサー3トランジスタ1から及ぶ多数の他のデバイスに使用されているし、RF スイッチ
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プロトコル
注意: すべてのプロシージャ ナノワイヤーおよび化学薬品処理中に安全を確保するためクリーン ルーム環境とリスク評価で示された開催が行われているそれ以外の場合しない限り、します。ナノ材料が健康への影響のようである、まだ、未知の数を持っているし、適切に処理する必要がありますので気に21。
注: プロセスを DEP 連絡先を定義する最初の写真平版および金属蒸着の手順に続いて、基板の準備を開始します。ナノワイヤーは、DEP によって組み立てられて、さらに省略可能なフォトリソグラフィーと金属の蒸着手順を実行すると、ナノワイヤーにトップ連絡先を預金することができます。ナノワイヤ トランジスタのデバイスの電流-電圧特性は、半導体特性評価キットを使用して測定されます。
1. 基板の準備
- 適切なサイズ、例えば、2.5 cm2にドープした n 型シリコン/シリコン二酸化ウェハを切断します。
- 切削では、ウェハの上面の触れたまたは傷されていないを確認します。
- 1 つの連続的な動きにカットすることで表面にダイヤモンド スクライバーを実行します。
- カットに沿ってウェーハを分割します。
- 基板ホルダーのサンプルを配置し、脱イオン水、アセトン、そしてイソプロパノール (....
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結果
きれいな二重膜フォトリソ結果鮮明電極であります。(図 1 a) の例で、digitated 間の指の構造は 10 μ m のチャネル長で使用されました。これらの構造は、DEP 力が適用される、ナノワイヤの最大数を組み立てるための大面積を許可します。図 1 bは、底部ゲート ナノワイヤ FET デバイスの概略を示しています。
不適切なナノワイヤー分散濃度も不十分ように超音波処理につながる質の悪い分散ドロップ キャスト例図 2 aに示すようにナノワイヤーのと図 2 bナノワイヤのかなりの量塊。図 2に示すように非常に密なナノワイ.......
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ディスカッション
成功の作製とデバイスのパフォーマンスは、いくつかの要因に依存します。これらは定式化、無溶剤、DEP、回数、デバイス電極1のナノワイヤ存在数のコントロールの選択にナノワイヤ密度と分布を含めます。
再現性のある作業装置を達成する上で重要な手順の 1 つは、クラスターまたは群生せずナノワイヤの定式化の準備です。定式化は、DEP の塊の数を減らすこととナノワイヤー分散を維持するために前に超音波処理することができます。一度ソリューションの密度を作ったことができます制御が困難なナノワイヤーがより少なく密な定式化につながることができますを凝固する可能性が高い場合は特に。作成する界面活性剤を使用する可能性がありますが、界面活性剤は、デバイスのパフォーマンスの否定的な効果をもたらすかもしれない定式化を分散します。
図 2 aは、ドロップ キャスト堆積ナノワイヤー、塊のかなりの数の例を示しています。ナノワイヤーの塊が取り外しにくい場合、ナノ.......
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開示事項
著者は、利害の対立がないことを確認します。
謝辞
著者は、金融支援、教授ブライアン a. Korgel ESPRC および BAE システムと SFLS この作業で使用するシリコン ・ ナノワイヤを成長の供給のための彼のグループに感謝したいと思います。
....アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| シリコン/二酸化ケイ素ウェーハ、CZ法成長、直径100mm、 300 nm酸化物熱成長、 n-ドープリン | Si-Mat(シリコン材料) | - | http://si-mat.com/ |
| アセトン(200ml) | シグマアルドリッチ | W332615 | - |
| イソプロパノール(200ml) | シグマアルドリッチ | W292907 | - |
| 脱イオン水(150ml) | オンサイト供給 | - | - |
| フォトレジスト (A) SF6 PMGI under etch photoresit (approx 1 ml per sample) | Microchem | - | http://microchem.com/pdf/PMGI-Resists-data-sheetV-rhcedit-102206.pdf |
| フォトレジスト (B) S1805 photoresit) (1サンプルあたり約1 ml) | Microchem | - | http://www.microchem.com/PDFs_Dow/S1800.pdf |
| フォトレジスト開発会社 Microposit MF319 (100ミリリットル) | マイクロケム | - | http://microchem.com/products/images/uploads/MF_319_Data_Sheet.pdf |
| フォトレジストリムーバー マイクロポジットリムーバー 1165 (300ml (2槽 各150個)) | Microchem | - | http://micromaterialstech.com/wp-content/dow_electronic_materials/datasheets/1165_Remover.pdf |
参考文献
- Constantinou, M., Rigas, G. P., et al. Simultaneous Tunable Selection and Self-Assembly of Si Nanowires from Heterogeneous Feedstock. ACS Nano. , (2016).
- Constantinou, M., Hoettges, K. F., et al. Rapid determination of nanowires electrical properties using a dielectrophoresis-well based system. App. Phy. Lett. 110 (13), ....
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再版と許可
