우리는 펄스 레이저 증착법 (PLD), 포토 리소그래피와 마이크로 미터 규모의 복합 산화물 장치를 생성하는 와이어 본딩 기술의 사용을 설명합니다. PLD는 에피 택셜 박막을 성장하기 위하여 이용된다. 포토 리소그래피 및 와이어 본딩 기술은 측정을 위해 실제 디바이스를 생성하기 위해 도입된다.
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이 논문에서
요약
초록
이러한 높은 TC를 초전도체, multiferroics, 그리고 거대한 magnetoresistors 같은 복잡한 재료는 그 안에있는 고유의 강력한 전자 상관 관계에서 발생하는 전자 및 자기 적 성질이 있습니다. 이 자료는 매우 다른 저항과 자기 행동의 영역이 단결정 합금 물자에서 공존 할 수있는 전자 상 분리를 보유 할 수 있습니다. 전자 도메인의 고유 한 크기 이하 길이의 비늘이 재료의 크기를 줄임으로써, 새로운 행동이 노출 될 수 있습니다. 때문에이 스핀 - 전하 - 격자 궤도 순서 매개 변수는 각 공간적으로 전송 측정을위한 이러한 물질을 줄이고, 상관 길이를 포함한다는 사실 복잡한 행동을 구동하는 기본적인 물리학을 이해하는 중요한 단계입니다. 이 자료는 또한 1-3 전자 기기의 차세대 될 수있는 큰 잠재력을 제공합니다. 따라서, 저 차원 나노 또는 제조마이크로 구조는 새로운 기능을 달성하기 위해 매우 중요합니다. 이 고품질의 박막 성장에서 정확한 전자 재산의 특성에 여러 개의 제어 프로세스를 포함한다. 여기, 우리는 복합 산화물 망가 장치를위한 고품질의 미세 가공 프로토콜을 제시한다. 자세한 설명과 박막 성장의 필수 장비, 사진 리소그래피 및 와이어 본딩이 표시됩니다.
서론
첫 번째와 높은 품질의 디바이스를 향해 가장 중요한 단계 중 하나는 에피 택셜 산화물 박막의 성장이다. 단결정 기판은 대상 물질을 증착하는 "템플릿"으로 사용됩니다. 다른 증착 방법 중에서, 펄스 레이저 증착법 (PLD)는 4,5 양질의 박막을 얻을 수있는 가장 좋은 방법 중 하나입니다. 성장 과정은 산소 환경에서 800 ° C로 기판을 가열 대상 물질을 칠하고 기판에 증착되는 자속을 생성하는 레이저 펄스를 사용하여 포함한다. 일반적인 시스템은 그림 1에 표시됩니다.
패터닝되지 않은 필름은 필름의 차원을 감소, 이국적인 새로운 물리학는 6 내기 위해 표시되었습니다 동안 새로운 현상 및 장치 제작을 탐구 할 수있는 많은 기회를 제공한다. 포토 리소그래피는 1 ㎛의 순서로 아래에있는 평면 샘플 차원을 축소하는 데 사용할 수 있습니다. 포토 리소그래피 공정의 상세한 프로토콜 것아래에서 논의 할. 이 기술은 다른 긴장 상태에서 개최 에피 택셜 필름에 구속 효과의 조사를 허용 가장 널리 사용되는 기판과 호환됩니다.
많은 복합 산화물은 낮은 온도 및 / 또는 높은 자기장에서 흥미로운 특성을 가지고 있기 때문에, 장치와 측정 장비 ....
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프로토콜
1. 견본 성장 제조
- 5mm를 청소 × 5 mm 엑스 miscut 각도를 가진 0.5 mm 단결정 기판 <10 분 각각에 대한 초음파 세척기에서 아세톤 후 물 등 SrTiO 3 LaAlO3는 같은 0.1도. SrTiO 3, 30 초 동안 10 % 불화 수소의 에칭 기판에 광촉매 종료를하고 10 시간 동안 1,100 ° C에서 어닐링 한 다음 1 분, 물에 씻어합니다. 청소 후, 초고 진공 상태에 적합한 히터 기판을 장착합니다.
- PLD 진공 챔버에 히터를 탑재하고 2 × 10E-5 토르 산소 챔버를 채우기 위해 챔버 산소 소스를 엽니 다. 800 히터 온도를 상승 ° C와 20 분 동안 어닐링 할 수 있습니다. 온도는 컴퓨터 제어 고온계 또는 열전대를 사용하여 모니터링 할 수 있습니다.
- 필름 증착을 시작하려면, 엑시머 1의 1 ~ 2 J / cm 2 및 레이저 주파수의 레이저 플루 언스를 사용하여 레이저 펄스 시작또는 2 Hz에서. 레이저 펄스는 대상 자료를 치고 깃털 플럭스를 생성합니다. 플럭스는 기판에 산소 환경과 예금을 통해 침투합니다.
- 반사 고 에너지 전자 회절 (RHEED)은 단위 세포의 성장을 모니터링하고 표면 품질 7을<....
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결과
이 논문은 샘플 준비의 포토 리소그래피 및 와이어 본딩 측면에 주로 초점을 맞추고 있습니다. 영화의 성장 과정에 대한 자세한 내용은 우리의 다른 최근의 출판물 8에서 찾을 수 있습니다.
포토 리소그래피는 전자 상관 길이와 전자 상 분리 9-13을 조사하기위한 목적으로 복합 산화물의 차원을 제어하는 중요한 방법입니다. 그림 2는 과정에서 일부 단계의 광학 이미지를 보여줍니다. 그것은 모든 단계 사이에, 시간을 개발하고 에칭의 정확한 제어가 성공적으로 장치를 조작하는 가장 중요한 것을 지적 할 필요가있다. 예를 들어, 시간을 개발 중 두 번째는 노출되지 않은 포토 레지스트를 멀리 세척 될 수있다. 반면에, 산성 에칭 몇 초 이상은 그림 4와 같이 산화물 필름, 따라서 원하는 구조를 손상, 오버 에칭 완전히 제거 할 수 발생할 수 있습니다.
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토론
은 Si와 같은 단일 요소 반도체 물질과는 달리, 복합 재료의 제조는 복잡한 구조와 여러 요소가 모두 고려되어야한다는 사실로 인해 더 어려울 수 있습니다. 복합 산화물 장치를 제작하는 포토 리소그래피의 사용은 상대적으로 낮은 비용과 다른 구속 기법에 반대하는 프로토 타입 빠릅니다. 이해하는 몇 가지 중요한 한계도 존재한다. 포토 리소그래피는 약 1 마이크론의 구조를 만드는 공간 제한이 것은 그래서 진정한 나노 소자 제조에 적합하지 않습니다. 또한 중요한 화학 에칭 공정에서 발생하는 에지 거칠기는 50 나노의 순서에있을 수 있다는 사실입니다.
이러한 전자빔 리소그래피 (EBL)와 중심 이온 빔 (FIB) 밀링과 같은 다른 기술은 리소그래피 가능한 것보다 훨씬 더 작은 구조를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 이들은 일반적으로> 50 nm의> 20 nm의 구조 RESP로 제한됩니다ectively 14,15. 이 기술은 또한 제한이 있습니다. EBL.......
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공개 사항
관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.
감사의 글
이러한 노력은 전적으로 미국 DOE, 기초 에너지 과학, 재료 과학 및 공학 부문 사무소에 의해 지원되었다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 시약/재료 | |||
| SrTiO3(001) & LaAlO3 (100) 기판 | CrysTec GmbH | ||
| Microposit S1813 포토레지스트 | Shipley | ||
| CD-26 개발자 | Shipley | 38490 | |
| GE varnish | Lakeshore | VGE-7031 | |
| Equipment< / strong> | |||
| Reflected High Energy Electron Diffraction (RHEED) | Staib Instruments | 35kV 토르리드 | |
| 마스크 얼라이너 | ABM | 모델 85-3(350W) 광원 | |
| 저항 퍽 | Quantum Design | P102 | |
| 와이어 본더 | Kulicke Soffa | 04524-0XDA-000-00 |
참고문헌
- Ahn, C. H., Triscone, J. -M., Mannhart, J. Electric field effect in correlated oxide systems. Nature. 424, 1015-1018 (2003).
- Basov, D. N., Averitt, R. D., Van der Marel, D., Dressel, M., Haule, K. Electrodynamics of correlated electron materials. Reviews of Modern Physics. 83, 471-5....
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재인쇄 및 허가
