Name: 오믹 접촉 제조 집중 이온 빔 기술 및 전기 특성 계층 반도체 나노 구조를 위해 사용 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 12 s
Description: 학습하세요 집중 이온 빔 기술을 활용한 MoSe₂ 나노구조 오믹 접촉 제조법을. 이 방법은 재현성 높은 전기 특성 측정을 가능하게 하며, 나노기술 및 반도체 소자 연구에 활용됩니다.

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RSC는 대만 국가과학위원회(NSC)의 프로젝트 NSC 102-2112-M-011-001-MY3의 지원에 감사드립니다. YSH는 프로젝트 NSC 100-2112-M-011-001-MY3에 따른 대만 NSC의 지원에 감사드립니다.

모세 2 층 크리스탈 (그림 1의 1 단계 참조) 1. 구조 특성 <ol><li> XRD 측정 절차 <ol><li> 또는 홀더 (석영 분말과 바인더를 혼합하고, 슬라이드 글래스에 도말 하였다) 결정 분말 (5 × 5 × 0.1 X 10 X 0.5 mm 3의 크기 범위로) 모스 2 층 크리스탈 마운트. </li><li> 홀더 표면에 결정 층의 표면과 평행하게되도록하여 슬라이드 글래스 홀더를 누른다. </li><li> 회절에 샘플 홀더를 넣습니다. </li><li> 회절의 문을 닫습니다. </li><li> 제조업체의 지침에 따라 빔 라인을 보정합니다. </li><li> 입력 측정 등이 주사 범위 (10 ~ 80 °) 등의 파라미터, 증분 (0.004 °), 및 유지 시간 (0.1 초). </li><li> 회절에 연결된 컴퓨터에 DIFFRAC.Measurement 센터 프로그램을 시작하고 제조업체의 프로토에 따라 데이터와 이름 데이터 파일을 저장안부. </li><li> 소프트웨어를 사용하여 회절 피크의 위치를 식별하여 XRD 패턴을 분석하고 모스 2 층의 결정 (32, 33) 중 하나의 방향의 평면 아웃 및 단일 결정 품질을 확인 JCPDS 카드 데이터베이스의 표준 데이터와 비교 . </li></ol></li><li> 마이크로 라만 측정 절차 <ol><li> 표준 시료로서 실리콘 웨이퍼를 사용하여 라만 장비 교정을 수행한다. 실리콘 웨이퍼의 측정은 관심 모스 2 층의 결정에 대해 아래에 설명 된 절차와 동일하다. </li><li> 슬라이드 글라스에 모스 2 층 크리스탈을 탑재합니다. </li><li> 광학 현미경의 홀더에 슬라이드 글라스를 넣고 백색 광원과 시료 표면에 초점을 맞 춥니 다. </li><li> 레이저 빔 (514 nm의 파장)에 흰색 빛의 광원을 전환합니다. </li><li> 같은 파수 스캔 범위로 입력 측정 파라미터 (150-500cm -1), integrATION 시간 (10 초), 주사 횟수 (10-30 시간). </li><li> 라만 분광기에 연결된 컴퓨터에서 프로그램을 시작하고 다음 데이터와 제조 업체의 프로토콜에 따라 이름 데이터 파일을 저장합니다. </li><li> 그들의 피크 폭 및 소프트웨어를 사용하여 위치를 식별함으로써 라만 스펙트럼을 분석하고 모스 2 결정 층 (34,35)의 결정 구조의 종류와 품질을 확인하기 위해 참조 표준에서의 데이터와 비교한다. </li></ol></li></ol> 모세 2 층 나노 결정 장치 2. 제작 <ol><li> 레이어 크리스탈 기계 각질 제거 <ol><li> 아세톤과 알코올로 청소 핀셋. </li><li> 반짝이 표면 모스 2 층 결정 (4~8 개)를 선택 (즉, 거울처럼 결정면)와 핀셋 영역 크기보다 큰 0.5 × 0.5 mm (2)의 영역 크기와 다이 싱 테이프에 넣어 20 × 60mm 2.</li><li> 약 20 배를 층 크리스탈 각질을 제거하고 작업을 반복 반으로 테이프를 접습니다. 일반적 층 결정 폭 (도 1의 단계 2 참조)에 많은 마이크로 미터 크기의 결정으로 제거 될 수있다. </li><li> 이러한 제거 모세 2 층 미결정의 크기와 형태 학적 관찰하는 현미경 실에 레이어 나노 분말 다이 싱 테이프를 넣습니다. 나노 결정 층의 분포 폭이 1~20 μm의 경우에, 나노 분말 제조 장치에 대한 기준을 충족 할 수있다. </li></ol></li><li> 장치 템플릿에 레이어 나노 결정의 분산 <ol><li> 장치 템플릿 레이어 나노 분말 거꾸로와 다이 싱 테이프를 넣습니다. 템플릿의 SiO2 인 여섯 프리 패터닝의 Ti (30 ㎚) / 금 (90 ㎚)의 SiO2 표면에 전극 (300 ㎚) 코팅 된 실리콘 기판 (도 1의 공정 4 참조). 템플릿의 영역 크기는 5 × 5mm이고 <suP&gt; 2. </li><li> 일부 나노 결정 (약 10 ~ 100 개) 템플릿에 가을을 가볍게 다이 싱 테이프를 누릅니다. </li><li> 분산 된 나노 광학 현미경으로 관찰 할 수는 없습니다 경우 광학 현미경으로 때로는 현미경에 의해 템플릿에 나노 결정의 수 밀도 및 분산 상태를 확인합니다. 보통 2 서로 중복없이 템플릿 (80 X 80 μm의 2 영역) 중앙 광장에 분산 된 나노 결정의 5 개 (영역 크기보다 큰 2 × 2 μm의 2)에 다음 FIB 처리를위한 더 나은 조건이다 . </li></ol></li><li> FIB에 의해 전극 제작 <ol><li> 마운트 전도성 동박 테이프를 사용 FIB 홀더 템플릿. 통상적으로, 3 × 2.4 cm (2)의 테이프를 행하는 영역 6-8 템플릿 실장에 필요 하였다. </li><li> FIB 챔버에 홀더를 넣습니다. </li><li> 버튼을 클릭하여 10-5 mbar에서 아래로 진공도에 실을 대피&quot;펌프&quot;. </li><li> SEM 모드 전자 빔 전류 (41 PA) 및 가속 전압 (kV의 10)을 설정한다. </li><li> FIB 모드 이온빔 전류 (0.1 NA) 및 가속 전압 (kV의 30)을 설정한다. </li><li> 각각 &quot;가스 주입&quot;블록과 버튼 &quot;콜드&quot;버튼 &quot;에 빔&quot;을 클릭하여 이온 빔 시스템 및 가스 주입 시스템 (GIS)를 따뜻하게. </li><li> 버튼 &quot;빔&quot;을 클릭하여 전자 빔을 켜고 100 배의 낮은 배율로 이미지에 초점을 맞 춥니 다. </li><li> SEM 모드 10mm에서 Z 축 작동 거리 (WD)을 설정합니다. </li><li> 5000 배의 배율을 설정하고 초점을 맞 춥니 다. </li><li> 버튼 &quot;탐색&quot;및 입력 경사각 &quot;52&quot;을 클릭하여도 52에 홀더의 경사 각도를 설정한다. </li><li> 전극 FABRICA (5에서 3,000 nm의 범위) 일정 두께와 모스 2 층 나노 결정과 직사각형과 정사각형 모양을 선택기. </li><li> 버튼 &quot;스냅 샷&quot;을 클릭하여 전극을 제조하기 전에 대상으로 자연 그대로의 재료 (1000 배에서 10000까지) 다른 배율의 SEM 이미지를 가져 가라. </li><li> 모드 집속 이온빔을 이온빔 충격 하에서 대상 물질의 노출 시간을 감소시키기 위해 스냅 사진 모드가 FIB 화상을 전환. </li><li> 증착 된 Pt 전극 (0.2 내지 1.0 μm의) 값, 두께, 전극 증착 영역을 정의 &quot;편 증착&quot;모드를 선택하고, 입력. </li><li> &quot;가스 주입&quot;블록의 상자 &quot;백금 출발&quot;을 클릭하여 챔버로 GIS의 모세관을 소개합니다. </li><li> 다시 스냅 샷 모드로 이미지를 가지고 원래 정의 된 패턴이 약간 이동하면 전극의 위치를​​ 수정합니다. </li><li> 버튼을 &quot;시작 패터닝&quot;를 클릭하여 FIB 증착를 켭니다. </li><li> 증착 한 후, 다시 &quot;백금 D 상자를 unclicking하여 GIS의 모세관을 그립니다가스 주입 &quot;블록&quot;의 &quot;EP. </li><li> SEM 모드로 전환 층 나노 결정에 증착 된 백금 전극의 결과를 확인한다. </li><li> 두 개 또는 네 개의 전극 (그림 1의 3 단계 참조) 완성 된 장치의 다른 배율의 SEM 이미지를 가져 가라. </li><li> 버튼 &quot;탐색&quot;입력 경사각 &quot;0&quot;을 클릭하여 0도에 홀더 반환의 기울기 각도를 설정합니다. </li><li> 버튼 &quot;스냅 샷&quot;을 클릭하여 재료의 폭 및 전극 간 거리의 추정​​에 대해 서로 다른 배율에서 최상위 볼 SEM 이미지를 가져 가라. </li><li> 각각 전자 빔 및 이온 빔 시스템의 전원을 끄고 &quot;가스 주입&quot;블록에있는 버튼 &quot;빔 Off&quot;로하고 버튼 &quot;따뜻한&quot;를 클릭하여 GIS 시스템을 냉각. </li><li> 버튼 홀더을 다음 &quot;환기&quot;를 클릭하여 도입 질소 가스에 의해 챔버 환기챔버 중. 그것은 일반적으로 배출 공정을 완료 5~10 분 걸린다. </li><li> 챔버 문을 닫고 챔버 대피. </li></ol></li></ol> 모스 2 층 나노 결정 장치의 3 요소 특성 분석 <ol><li> AFM에 의해 레이어 나노 결정의 두께 측정 <ol><li> 프로브 홀더에 AFM 캔틸레버를 설치합니다. </li><li> AFM 프로그램의 전원을 켜고 &quot;ScanAsyst&quot;모드를 선택합니다. </li><li> 프로브 홀더를로드 AFM 스테이션의 레이저 다이오드 헤드와 연결. </li><li> 입사 레이저 빔 위치 및 제조자의 프로토콜에 따라 캔틸레버를 정렬 교정을 수행한다. </li><li> 구리 호일 테이프하여 샘플 홀더에 샘플 (FIB 제작 된 레이어 나노 결정 장치와 템플릿 칩)를 탑재합니다. </li><li> AFM 역에 샘플 홀더를 넣습니다. </li><li> 레이저 빔 또는 AFM의 cantilev 대략 아래 위치로 샘플 홀더를 이동어. </li><li> 나노 결정 층의 광학 현미경 이미지를 집중하여 포커스 위치에 AFM 캔틸레버를 내려. </li><li> 이러한 스캔 영역 (6 × 6-30 X 30 μm의 2), 주파수 (Hz에서 0.5 ~ 1.5), 해상도 (256-512 선) 등의 입력 스캔 매개 변수를 설정합니다. </li><li> 프로그램을 시작하고 제조 업체의 프로토콜에 따라 데이터를 저장합니다. </li><li> AFM 캔틸레버를 올리고 샘플 홀더를 꺼내. </li><li> 만약 필요 위에서 설명한 측정 절차를 두 번째 샘플을로드하고 반복합니다. </li><li> 소프트웨어 &quot;나노 스코프 분석&quot;을 사용하여 AFM 이미지 높이 프로파일을 분석하여 나노 결정 층의 두께를 추정한다. AFM 이미지에서 측면 높이 프로파일을 선택하고 프로파일의 패턴 화 된 영역에서 평균 두께 값을 결정한다. (그림 2D 및 2E 참조) </li></ol></li><li> 나노 결정 층의 전류 대 전압 (IV) 측정 <ol><li> 산구리 호일 테이프로 운모 기판에 샘플 (FIB 제작 된 레이어 나노 결정 장치와 템플릿 칩). </li><li> Ag 페이스트에 의한 칩의 전극 상에 에나멜 와이어 또는 구리 와이어 본드. (그림 1의 4 단계를 참조하십시오.) </li><li> 프로브 스테이션 실에서 완성 된 샘플을로드하고는 구리 호일 테이프하여 샘플 홀더에 고정합니다. 극저온 프로브 스테이션은 어두운 환경에 위치했다. (그림 1의 5 단계를 참조하십시오.) </li><li> 샘플의 전기 배선과 하나 프로브 하나의 금속 전극을 납땜. </li><li> 챔버 상부 캡 아래 10-4 밀리바에 실을 대피. 프로브 스테이션에 액체 질소를 도입하여 77 K까지 시료를 냉각. 온도 범위 (일반적으로 80 내지 320 K)의 간격을 설정하고, 온도 제어에 대한 드웰 시간. (단 온도에 따라 측정에 필요한). </li><li> 전압 INTE (-1에서 1 V로 일반적으로)인가 전압 청소 범위를 설정rval에 (0.01 V), 및 2 단자 IV 측정 초고 임피던스 다기능 전위계의 제한된 최대 전류 (10 또는 100 μA). 4 단자 측정에 대해, (전형적으로 -100 내지 100 μA)에서인가되는 전류 범위 및 전류 주사 간격 (1 μA)를 설정한다. </li><li> 프로그램을 시작하고, 실온에서 또는 다른 온도에서 IV 데이터를 저장한다. </li><li> 필요한 경우 챔버 뚜껑을 열고 챔버에서 샘플을 채취. </li><li> 필요하다면 제 2 샘플을 로딩하고 상기 절차를 반복한다. </li><li> 소프트웨어를 사용하여인가 전압 데이터 대 측정 된 전류를 플롯하여 IV 곡선을 분석한다. 선형 피팅 함수를 선택하여 IV 커브를 장착한다. IV 곡선의 선형성을 확인하고 경사 값 (즉 컨덕턴스 값)을 얻었다. (그림 1에서 6 단계를 참조하십시오.) </li><li> IV 곡선 m에 대한 단계 3.2.10을 반복필요하면 다른 온도에서 easured. </li><li> IV, SEM에 의해 얻어진 매개 변수를 채용하여 방정식 σ = G (t / TW)에 따른 도전율 (σ) 값을 계산하고, 컨덕턴스 (G), 두께 (t), (w)의 폭과 길이 (포함 AFM 측정 레이어 나노 결정의 L). </li><li> 나노 결정 층의 두께에 비해 전기 전도도 및 전도도 값의 곡선을 그린다. </li></ol></li></ol>

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σ 값과 상기 나노 결정 층에서의 사이즈에 대한 의존성의 정확한 결정은 전기 접점의 품질에 크게 의존한다. 금속 전극을 증착에 사용되는 FIB 증착법은 연구 내내 결정적인 역할을 하였다. 에 따른 전기적, 구조 및 조성은 백금 금속 및 모스 (2) 사이의 상기 비정질 도전 합금의 형성에 의해 촉진되었다 모스 2 MOS 2 장치에서, FIB 증착법을 이용하여, 안정적이고, 재현성이 높은 오믹 콘택트의 제조를 분석 레이어 반도체. 높은 캐리어 밀도를 도시 모스 2 표면 결함 합금 구조를 효과적으로 쇼트 키 콘택의 영향을 최소화 할 수있다. 일반적으로 이러한 금속과 반도체 사이의 접촉 절연막에서 발생하는 것으로 간주된다 네이티브 산화물 및 탄화수소와 같은 반도체의 표면 오염물이온 빔 충돌에 의해 제거 될 수있다. 제거는 FIB 증착 제작 된 층의 결정 소자에서 낮은 접촉 저항을 설명 할 수있다. <p class="jove_conte...

이러한 MOS 2 모스 2, WS 2, WSE 2 같은 전이 금속 dichalcogenides (TMDS)은, 관심 2 차원 층상 구조 및 반도체 특성을 가지고 1-3. 최근에 과학자들은 MOS (2)의 단층 구조로 인해 양자 구속 효과에 실질적으로 향상된 발광 효율을 나타낸다는 것을 발견했다. 새로운 다이렉트 밴드 갭 반도체 재료의 발견은 상당한 관심을 끌고있다 4-7. 또한, TMDS의 쉽게 박리 층 구조는 2D 물질의 기본적인 성질을 연구하기위한 우수한 플랫폼이다. 밴드 갭이없는 금속 그라 달리 TMDS 내재 반도체 특성을 가지고, 1-2 1,3,8 eV의 범위의 밴드 갭을 갖는다. TMDS 9의 삼원 계 화합물 및 그래 핀과 이들 화합물의 통합 가능성 차원 구조를 제공하는 전례 OPPortunity은 초박형 및 유연한 전자 장치를 개발. 모세 2 18 - 1 약 50cm 2 V - 1 초 - 1 초 - 1 MOS 2월 10일부터 17일까지을위한 그래 핀과는 달리, 2D TMDS의 실온 전자 이동도 값은 중간 수준 (1~200센티미터 2 V에있다 ). 1 초 - -. 1 19-21 그럼에도 반도체 TMD 단층이 우수한 소자 성능을 나타낼 그래 핀의 이동도 최적 값은 높은 10,000cm 2 V보다 것으로보고되었다. 예를 들어, 10 (6) -10 (9) 10,12,17,18,22까지 온 / 오프 비율에 매우 높은 모스 2 모스 2 단층 또는 다층 전계 효과 트랜지스터 전시. 따라서, 2D 및 TMDS의 기본적인 전기적 특성을 이해하는 것이 중요IR 대량 재료. 그러나, 층의 물질의 전기적 성질의 연구가 부분적으로 인해 결정 층에 양호한 오믹 접촉을 형성하는데 어려움 방해되었다. 세 가지 방법, 새도우 마스크 증착 (SMD) (23), 전자빔 리소그래피 (EBL) (24, 25), 및 초점 이온 빔 (FIB) 증착은, (26, 27)은 나노 물질에 전기 접점을 형성하기 위해 사용되어왔다. SMD는 일반적으로 마스크로서 구리 그리드의 사용을 포함하기 때문에, 두 개의 접촉 전극 사이의 간격은 10 ㎛의보다 거의 더 크다. EBL 및 FIB 증착 달리 기판상의 전극 어레이의 금속 증착 또는 타겟팅 SMD 방식에 대한 관심의 나노 물질을 선택하지 않고 수행된다. 이 방법은 금속 패턴이 정확하게 개별 나노 전극 상에 증착되는 것을 보장 할 수 없다. SMD 방식의 결과는 기회의 요소를 갖는다. EBL과 FIB 증착 방법에 사용되는주사 전자 현미경 (SEM) 시스템; 나노는 직접 관찰 전극 증착을 위해 선택 될 수있다. 또한 EBL 용이 선폭 100nm보다 작은 간격 접촉 전극과 금속 전극을 제조하는데 사용될 수있다. 그러나, 잔류 리소그래피 불가피 금속 전극과 나노 물질 사이에 절연 층의 형성을 초래하는 동안 남아 나노 물질 표면에 레지스트. 따라서, EBL은 높은 접촉 저항을 이끈다. FIB 증착 관통 전극 제조의 가장 큰 장점은 낮은 접촉 저항을 초래한다는 것이다. 금속 증착이 한정된 영역에서의 이온 빔을 이용하여 유기 금속 전구체의 분해에 의해 수행되므로, 금속 증착 및 이온 충격이 동시에 발생한다. 이것은 금속 반도체 인터페이스를 파괴 및 쇼트 키 콘택의 형성을 방지 할 수있다. 이온 충격 또한 hydrocar 같은 표면 오염물을 제거 할 수있다접촉 저항을 감소 BONS 네이티브 산화물,. FIB 증착 오믹 접촉을 통해 제조 된 나노 물질은 다른 27-29 대해 입증되었다. 또한, FIB 증착 방법에서 전체 제조 과정 EBL에 비해 간단하다. 반도체 층은 일반적으로 고도의 이방성 전기 전도 쇼로, 층간 방향의 전도성은 면내 방향 (30, 31)에 비해 수십배 더 낮다. 이 특성은 오믹 접점을 제조하고 전기 전도도를 결정하는 어려움을 증가시킨다. 따라서, 본 연구에서, FIB 증착 층은 반도체 나노 구조의 전기적 특성을 연구 하였다.

<table><tbody><tr><td>HRTEM& SEAD</td><td>FEI (http://www.fei.com/products/tem/tecnai-g2/?ind=MS)</td> <td>Tecnai&trade; G2 F-20</td><td></td></tr><tr><td>SEM& EDS</td><td>HITACHI (http://www.hitachi-hitec.com/global/em/sem/sem_index.html)</td><td>S-3000H</td><td></td></tr><tr><td>FIB</td><td>FEI (http://www.fei.com/products/dualbeam/versa-3d/)</td><td>Quanta 3D FEG</td><td></td></tr><tr><td>AFM</td><td>BRUKER (http://www.bruker.com/products/surface-analysis/atomic-force-microscopy/dimension-icon/overview.html)</td><td>Dimension Icon</td><td></td></tr><tr><td>XRD</td><td>Bruker (https://www.bruker.com/products/x-ray-diffraction-and-elemental-analysis/x-ray-diffraction/d2-phaser/learn-more.html)</td><td>D2 PHASER X-ray 회절계</td><td></td></tr><tr><td>라만</td><td>Renishaw (http://www.renishaw.com/en/renishaw-enhancing-efficiency-in-manufacturing-and-healthcare--1030)</td><td>inVia 라만 현미경 시스템</td><td></td></tr><tr><td>Keithley-4200</td><td>keithley ( http://www.keithley.com.tw/products/dcac/currentvoltage/4200scs)</td> <td>4200scs</td><td></td></tr><tr><td>초저전류 누설 극저온 프로브 스테이션</td><td>Lakeshore Cryotronics (http://www.lakeshore.com/)</td><td>TTP4</td><td></td></tr><tr><td>동박 테이프</td><td>3M (http://solutions.3m.com/wps/portal/3M/en_US/Electronics_NA/Electronics/Products/Product_Catalog/~/3M-Copper-Foil-Shielding-Tape-1182?N=4294300025+5153906&&Nr=AND%28hrcy_id%3A8CQ27CX0WMgs_F2LMWMM6M6_N2RL3FHWVK_GPD0K8BC31gv%29&rt=d)</td><td>1182</td><td></td></tr><tr><td>Ag 페이스트</td><td>웰빙 (http://www.gredmann.com/about.htm)</td> <td>MS-5000</td><td></td></tr><tr><td>Cu 와이어</td><td>Guv 팀 (http://www.guvteam.com)</td> <td>ICUD0D01N</td><td></td></tr><tr><td>다이 싱 테이프</td><td>Nexteck (http://www.nexteck-corp.com/tw/product-tape.html)</td> <td>연락처 벤더</td><td></td></tr><tr><td>운모</td><td>Centenary Electronic (http://100y.diytrade.com/sdp/307600/4/pl-1175840/0.html)</td><td>T0-200</td><td></td></tr><tr><td>에나멜 와이어</td><td>Light-Tech Electronics (http://www.ltc.com.tw/product_info.php/products_id/57631)</td><td>S.W.G #38</td><td></td></tr></tbody></table>

오믹 접촉 제조 집중 이온 빔 기술 및 전기 특성 계층 반도체 나노 구조를 위해 사용

Ohmic Contact Fabrication Using a Focused-ion Beam Technique and Electrical Characterization for Layer Semiconductor Nanostructures

가공이 쉬운 2 차원 구조를 갖는 층 반도체는 차세대 초박형 유연한 광자 및 전자 디바이스의 개발에 대한 새로운 방향을 제시 간접 투 직접 밴드 갭 전환 및 우수한 트랜지스터 성능을 나타낸다. 향상된 발광 양자 효율이 원자 적으로 널리 얇은 2D 결정에서 관찰되었다. 그러나, 양자 구속 두께 이후 또는 심지어 마이크로 미터 스케일의 치수 효과가 기대되지 않고, 거의 관찰되지 않았다. 이 연구에서, 몰리브덴 diselenide (모스 2) 2 차원 또는 4 단자 소자로서 제작 하였다 6-2,700 nm의 두께의 범위로 결정 층을 포함한다. 오믹 접촉 형성이 성공적 콘택트 금속으로서 백금 (백금)를 사용하여 집속 이온 빔 (FIB) 퇴적 법에 의해 달성되었다. 다양한 두께와 레이어 결정 다이 싱 테이프를 사용하여 간단한 기계적인 각질 제거를 통해 제조 하였다. 전류 - 전압 곡선 measuremenTS는 나노 결정 층의 전도도 값을 결정하기 위해 수행되었다. 또, 고분해능 투과형 전자 현미경은, 선택된 영역의 전자 회절, 및 에너지 분산 형 X 선 분광법 FIB-제조 모스 2 장치의 금속 - 반도체 콘택의 계면의 특성을 이용 하였다. 방법을 적용한 후, 모스 2 -layer 반도체 용 넓은 두께 범위에서 실질적인 두께 의존성 전기 전도도가 관찰되었다. 2,700에서 6 nm의 두께의 감소와 함께 - 1 1cm - 전도도는 1500 Ω 4.6에서 크기의 두 개의 원 이상 구매시 증가했다. 또한, 온도 의존성 전도성 얇은 모스 2 다층막은 벌크들 (36-38 meV 인)보다 상당히 작다 meV 인 3.5에서 8.5 사이의 활성화 에너지, 상당히 약한 반도체 성 거동을 나타내 것으로 나타났다. ProbaBLE면 지배적 수송 특성 및 모스 2 고 표면 전자 농도의 존재가 제안되어있다. 유사한 결과가도 2 및 MOS 등 WS 2 층과 같은 다른 반도체 재료를 얻을 수있다.

두께가 다른 나노 물질 층의 전기 전도도 (G) 및 전도도 (σ)의 결정된 값은 전기 접점의 품질에 크게 의존한다. FIB 증착 제작 된 2 단자 모스의 오믹 컨택 2 장치는 전류 - 전압 (I - V) 측정에 의해 특징 곡선. 실온 I - 두께가 다른 2 단자 모스 2 나노 플레이크 장치 V 곡선은도 2a에 도시되어있다. I - V 곡선은 선형 관계를 따릅니다. 이것은 디바이스 2 모스 오믹 접촉 상태를 확인한다. . V 곡선 두 ELE 의해 측정 - 네 전극 부분이 상기 장치의 접촉 저항의 잠재적 효과를 배제하기 위해 제작되었다도 2b를하면 I가 전형적인를 도시33 nm의 두께와 ...

우리는 두께가 다른 몰리브덴 디셀레나이드(MoSe2) 층 반도체 나노 구조의 장치 제조 및 전기적 특성화에 대한 접근 방식을 설명합니다. 또한, 백금(Pt)을 접촉 금속으로 사용하는 집속 이온 빔 증착 방법에 의한 MoSe2층 나노결정용 옴 접촉의 제조에 대해 설명합니다.

Layer semiconductors with easily processed two-dimensional (2D) structures exhibit indirect-to-direct bandgap transitions and superior transistor ...

본 절차의 전반적인 목표는 집속 이온 빔(focused ion beam) 기술을 사용하여 층상 반도체 물질의 개별 나노 구조 상에 오믹 접촉(omic contact) 제작을 관찰하는 것입니다. 이 방법은 알린(alne) 처리 없이 개별 나노 물질에 어떻게 양호한 오믹 접촉을 형성할 수 있는지와 같은 나노기술 분야의 핵심 질문에 대한 답을 찾는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 집속 이온 빔 금속 증착(metal Deion) 방식이 개별 층상 반도체 나노 구조에 대해 재현성이 매우 높은 전기적 접촉을 제공한다는 점입니다.전체 과정은 trobin discography와 같은 다른 기술들에 비해 상대적으로 간단합니다. 동반된 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 이셀레늄화 몰리브덴 층 결정의 구조적 특성 분석을 마친 후, 이셀레늄화 몰리브덴 층 나노 결정 소자의 제작을 시작하십시오. 먼저, 핀셋 한 쌍을 아세톤으로 세척한 다음 알코올로 세척하십시오.핀셋을 사용하여 표면이 광택이 나고 면적이 0.5 millimeters by 0.5 millimeters보다 큰 molybdenum di selenide 층 결정 4~8개를 골라냅니다. 각 결정을 20 millimeters by 60 millimeters 면적의 다이싱 테이프 위에 올립니다. 테이프를 반으로 접어 층을 박리합니다.결정의 경우, 이 동작을 약 20회 반복하십시오. 일반적으로 층상 결정은 수많은 마이크로미터 크기의 결정으로 분리될 수 있습니다. 표면에 16개의 pre-PA 티타늄 금 전극이 형성된 이산화규소 코팅 실리콘 기판 3개를 준비하십시오.각 템플릿의 면적은 약 5 mm x 5 mm 정사각형이어야 합니다. nano Krystal 분말 층이 있는 다이싱 테이프를 각 디바이스 템플릿 위에 뒤집어서 놓습니다. 다이싱 테이프를 가볍게 두드려 약 10~100개의 이셀레늄(molybdenum diselenide) 층 결정이 각 템플릿 위로 떨어지게 합니다.전도성 구리 포일 테이프를 사용하여 준비된 템플릿을 집중 이온 빔 홀더에 고정합니다. 그런 다음 홀더를 집중 이온 빔 챔버에 넣습니다. pump를 클릭하여 챔버를 1 × 10⁻⁵ mbar까지 진공 상태로 만듭니다.SEM 모드의 경우, 전자 빔 전류를 41 pico amps로, 가속 전압을 10 kilovolts로 설정하십시오. 다음으로 FIB 모드의 경우, 이온 빔 전류를 0.1 nano amps로, 가속 전압을 30 kilovolts로 설정하십시오. 그런 다음 이온 빔 시스템과 가스 주입 시스템을 예열하십시오.beam on 버튼을 클릭하여 전자빔을 켜고 100 x의 저배율에서 이미지를 초점 조정합니다. 다음으로, SEM 모드를 위해 Z축 작동 거리를 10 millimeters로 설정합니다. 이제 배율을 5, 000 x로 높이고 시료에 초점을 맞춥니다.초점을 맞춘 후, 내비게이션 메뉴에 틸트 각도 52도를 입력하여 홀더의 각도를 기울입니다. 다음으로, 직사각형 및 정사각형 모양의 molybdenum di selenide를 선택합니다. 두께가 5~3000 nm 범위인 층상 나노 결정들을 준비합니다.전극 제작을 위해, 전극 제작 전 대상 초기 재료를 1000 x에서 10, 000 x 사이의 다양한 배율로 SCM 이미지를 촬영합니다. 다음으로, 집중 이온 빔 모드로 전환하고 스냅샷 모드를 사용하여 이미지를 촬영함으로써 이온 빔 조사 하에서 대상 재료의 노출 시간을 단축합니다. 먼저 백금 증착 모드를 선택하여 전극 증착 영역을 정의한 후, 두께를 0.2에서 1.0 micron으로 입력합니다.다음으로, 가스 주입 블록의 백금 증착 상자를 클릭하여 가스 주입 시스템의 모세관을 챔버 내부로 진입시킵니다. 스냅샷 모드를 사용하여 이미지를 다시 촬영하고 전극의 위치를 수정합니다. 원래 정의된 패턴이 약간 이동했다면, 집속 이온 빔 증착을 실행합니다. 증착 후에는 백금 증착 상자의 선택을 해제하여 가스 주입 시스템의 모세관을 다시 뒤로 뺍니다.다음으로, 주사전자현미경 모드로 전환하고 전극이 2개 또는 4개로 완성된 소자를 다양한 배율로 촬영합니다. 이미지를 촬영한 후, 홀더의 틸트 각도를 설정하여 0도로 되돌리고, 재료의 폭과 전극 간 거리를 추정하기 위해 다양한 배율에서 추가적인 평면도 이미지를 촬영합니다. 완료되면 전자빔 및 이온빔 시스템을 끄고 가스 주입 시스템을 냉각시킵니다.또한, 챔버를 질소 가스로 퍼지한 후 챔버에서 홀더를 꺼냅니다. 마지막으로 챔버 도어를 닫고 챔버 내부를 다시 한번 진공 상태로 만듭니다.2단자와 4단자 몰리브덴 IDE 소자의 대표적인 전계 방사형 주사 전자 현미경 이미지가 여기에 제시되어 있습니다. FM을 사용하여 여러 나노 플레이크의 높이를 추정한 후, 전류 대 전압 관계를 측정하여 소자의 오믹 접촉 특성을 분석할 수 있습니다. 이 소자의 전류-전압 곡선은 선형 관계를 따르며, 이는 이이셀레늄 몰리브덴 소자의 오믹 접촉 상태를 확인시켜 줍니다.백금-이셀레늄화 몰리브덴 계면의 단면 투과 전자 현미경 이미지를 통해, 이온 빔 충격으로 인해 백금과 이셀레늄화 몰리브덴 사이에 약 25~30 nm 두께의 합금층이 형성되었음을 확인할 수 있습니다. 계면의 고해상도 TEM 이미지는 단결정 이셀레늄화 몰리브덴 표면에 비정질 합금이 형성되었음을 보여줍니다. 이 합금은 몰리브덴, 셀레늄, 백금이 2:4:1의 비율로 혼합되어 구성되어 있습니다.이 기술은 개발 후 적절하게 수행된다면 몇 시간 내에 완료될 수 있습니다. 이 기술은 나노기술 및 재료 과학 분야의 연구자들이 반도체 재료 시스템의 전기적 특성을 탐구할 수 있는 길을 열어주었습니다.

ohmic-contact-fabrication-using-focused-ion-beam-technique-electrical

Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

산화물 나노 구조는 과학 기술에 새로운 기회를 제공합니다.  LaAlO3 와 SrTiO3 사이의 계면 전도성은 전도성 원자력 현미경 기술을 사용하여 거의 원자 정밀도로 제어 할 수 있습니다.  LaAlO3/SrTiO3 인터페이스에서 전도성 나노 구조를 생성하고 측정하기 위한 프로토콜이 시연됩니다.

작성 및 산화물 나노 구조의 저온 특성

실리콘 금속 산화물 반도체 양자점을 기반으로 하는 단일 전자 펌프와 관련된 제조 공정 및 실험적 특성화 기술에 대해 설명합니다.

단일 전자 펌핑 실리콘 금속 - 산화물 - 반도체 양자 점

우리는 표면 패터닝을 위한 스캐닝 터널링 현미경의 원자 계측과 선택적 원자층 증착 및 반응성 이온 에칭을 결합하기 위한 프로토콜을 보고합니다. 수많은 대기 노출 및 운송을 포함하는 견고한 프로세스를 사용하여 원자 계측을 갖춘 3D 나노 구조를 제작합니다.

원자 추적 가능한 나노 구조 제작

저온 수직 정렬 탄소 나노튜브의 성장 방법과 반도체 제조를 사용한 수직 상호 연결 전기 테스트 구조의 후속 제작에 대해 설명합니다.

반도체 기술과 호환 저온 탄소 나노 튜브 수직 상호 연결의 제작

균일 한 크기의 나노 입자는 전자빔 (E-빔) 리소그래피에 의하여 폴리 (메틸 메타 크릴 레이트)의 패터닝 된 콘택 홀 크기 (PMMA) 레지스트 필름의 변동을 제거 할 수있다. 프로세스는 포토 레지스트의 리플 로우 및 플라즈마 - 습식 에칭 단계에 이어 접촉 홀에서 센터 기탁 나노 입자에 정전 깔때기를 포함한다.

희생 나노 입자의 사용은 E-빔 리소그래피에 의해 제조 연락 홀에서 샷 노이즈의 영향을 제거하는 방법

전기적 보조 변형 (EAD)에 대한 전기 및 열 영향을 분리하는 것은 거시적 인 샘플을 사용하여 매우 어렵습니다. 금속 샘플 마이크로 및 나노 구조와 함께 커스텀 테스트 절차가 개발되어이 샘플에서 주울 가열 및 전위 전개없이 형성에인가 된 전류의 영향을 평가했습니다.

에 대한 소설 방법<em&gt; 현장에서</em&gt; 나노 크기 시편의 전자 기계적 특성 분석

집중 된 이온 살을 사용 하 여 화학적 활성 LiPON 기반 고체 리튬-이온 nanobatteries의 제조에 대 한 프로토콜 제공 됩니다.

집중 된 이온 빔 제작 현장에서 테스트 LiPON 기반 고체 리튬-이온 Nanobatteries

우리는 나노 아키텍처를 피질 내 미세 전극 장치로 에칭하면 염증 반응을 감소시킬 수 있으며 전기 생리학적 기록을 향상시킬 수있는 잠재력을 가지고 있음을 보여주었습니다. 본 명세서에 기재된 방법은 나노-아키텍처를 비기능적이고 기능적인 단일 생크 실리콘 의 표면에 에칭하는 접근법을 설명한다.

마이크로 전극에 에칭 나노 아키텍처에 초점을 맞춘 이온 빔 리소그래피

여기에 제시된 적층 금속 절연체 금속 구조에 대한 투과 전자 현미경 검사법(TEM)을 통한 시정 중 나노 구조 변화를 분석하기 위한 프로토콜이 제시된다. 그것은 프로그래밍 가능한 논리 회로 및 신경 모방 하드웨어의 다음 세대에 대한 저항 스위칭 크로스바에 중요한 응용 프로그램을 가지고, 자신의 기본 작동 메커니즘과 실용적인 적용성을 공개.

혼합 위상 a-VOx에 따라 비대칭 크로스바의 바이어스 및 제조와 시투 전송 전자 현미경 검사법

극저온 집중 이온 빔 (FIB) 및 주사 전자 현미경 (SEM) 기술은 손상되지 않은 고액 계면의 화학 및 형태학에 대한 주요 통찰력을 제공 할 수 있습니다. 이러한 인터페이스의 고품질 에너지 분산 X선(EDX) 분광지도를 준비하는 방법은 에너지 저장 장치에 중점을 두고 상세히 설명되어 있습니다.

Cryo-Focused Ion Beam Milling과 주사 전자 현미경 및 분광법을 결합하여 액체-고체 인터페이스의 나노스케일 특성화

학습하세요 집중 이온 빔 기술을 활용한 MoSe₂ 나노구조 오믹 접촉 제조법을. 이 방법은 재현성 높은 전기 특성 측정을 가능하게 하며, 나노기술 및 반도체 소자 연구에 활용됩니다.

오믹 접촉 제조 집중 이온 빔 기술 및 전기 특성 계층 반도체 나노 구조를 위해 사용

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