Name: 2 차원 일렉트로닉스를 조작 하는 표준 및 신뢰할 수 있는 방법 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 12 s
Description: 배우세요 2차원 나노전자소자 제작을 위한 표준 공정으로, molybdenum disulfide와 전자빔 리소그래피를 활용하여 정밀한 소재 위치 선별과 금속 전극 증착을 수행하는 방법입니다. 이 기술은 소형 소자 개발의 신뢰성을 높입니다.

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이 작품은 아니요 국가 과학 위원회, 계약에 따라 대만 의해 지원 되었다 대부분 105-2112-M-003-016-MY3입니다. 이 작품 또한 일부 국가 나노 장치 실험실 및 전기 공학의 국립 대만 대학에서 전자 빔 실험실에 의해 지원 되었다.

1. 2D 준 heterojunction 트랜지스터 제조 공정
<ol><li>상업적인 c-면 사파이어를 준비 합니다.<ol>
<li>모든 단일 측면 세련 된 사파이어 (2 인치) 아세톤으로 세척.</li>
		<li>사파이어 기판을 이소프로필 알코올로 헹 구 십시오.</li>
	</ol></li>
	<li>MoS2 핫 벽 용광로에서 증 착을 사용 하 여 사파이어 기판에 성장.<ol>
<li>장소는 석 영 보트에 몰 리브 덴 삼산화 (무3) 가루 0.6 g 난방에 있는 용광로의 지역 센터. 넣어 사파이어 기판 하류 옆에 무3 분말을 포함 하는 석 영 보트.</li>
		<li>용광로의 업스트림 측에 별도 석 영 보트에 유황 (S) 가루를 준비 합니다. 반응 동안에 190 ° C의 온도 유지 합니다.</li>
		<li>아르곤을 사용 하 여 (Ar = 70 sccm, 40 Torr) 가스 흐름을 750 ° c 센터 영역을가 열 하는 동안 사파이어 기판에 S 및 무3 증기를가지고</li>
		<li>15 분 동안 750 ° C의 원하는 성장 온도 도달 후 난방 영역을 유지 하 고 자연스럽 게 실내 온도에 진정.</li>
	</ol></li>
	<li>EBL 수행 합니다. 참고: 얇은 Au 약 5 nm 사파이어 기판에 모든 EBL 프로세스 동안 방전에 대 한 스퍼터 링에 의해 예금 되었다<ol>
<li>식별, 광학 현미경, MoS2 단층 조각 관찰 하는 영역을 사용 하 여 다음 디자인 소프트웨어 (AutoCAD)를 사용 하 여 그 특정 지역에 대 한 스트라이프 패턴 레이아웃을 디자인 합니다.</li>
		<li>스핀 코트 감광 제 (PR), 예를 들면 polymethyl 메타 크리 레이트 (PMMA) 또는 60 2000 rpm에서 샘플 위에 P015 s (실내 온도). 홍보 스핀 코팅 후 전체 샘플 덮여 있다 확인 하십시오.</li>
		<li>(소프트 빵) 샘플 90 100 ° C에서 열 홍보에 용 매를 증발 하 고 접착을 향상 시킬 s.</li>
		<li>특정 파일 패턴 레이아웃 단계 1.3.1에서에서 변환 (예: GDS 파일), EBL 소프트웨어에 그것을 업로드 하 고.</li>
		<li>레이아웃에 라인의 너비에 따라 전자 빔의 이상적인 복용량을 결정 합니다. 참고: 선 두께 1 μ m 보다 좁은 전자 빔의 이상적인 복용량은 110 µ C/cm2; 1 ~ 5 µ m 선 두께 대 한 복용량은 100 µ C/cm2; 그리고 선 두께 5 µ m 보다 더 넓은, 복용량 80 µ C/c m2이다.</li>
		<li>전자 빔에 샘플을 제공 시작 합니다.</li>
		<li>서 파 효과 줄이기 위해 노출 후 샘플에 사후 노출 빵 (PEB) 적용 됩니다. 90에 대 한 120 ° C에서 샘플을 열 s.</li>
		<li>개발자로 하거나 수산화 (TMAH) 2.38%를 사용 합니다. 샘플 10 이온 물 200 mL와 함께 TMAH 밖으로 80 미 세척을 위한 TMAH 담가 s.</li>
		<li>패턴은 광학 현미경에 의해 잘 발달 하는 경우를 검사 합니다.</li>
		<li>하드 빵 홍보 열 90 110 ° C에서 샘플에서에서 여분의 물을 제거를 실시 s.</li>
	</ol></li>
	<li>30 50 W 산소 (O2) 플라즈마 에칭 (1세인트 에칭)를 사용 하 여 스트라이프 구조체 정의 2 분을 제거 홍보 아세톤 50 mL를 사용 하 여 s.</li>
	<li>텅스텐 diselenide (WSe2) 증 착을 사용 하 여 WSe 사파이어 기판에 이미 기존 MoS2 줄무늬 사이2 층의 선호 증가 귀 착될 것 이다 대상 위치에 성장.<ol>
<li>장소는 석 영 보트에 텅스텐 삼산화 (WO3) 가루 0.6 g 난방에 있는 용광로의 지역 센터. 넣어 사파이어 기판 하류 옆에 WO3 분말을 포함 하는 석 영 보트.</li>
		<li>용광로의 업스트림 측에 별도 석 영 보트에 셀레늄 (Se) 가루를 준비 합니다. 반응 동안에 260 ° C의 온도 유지 합니다.</li>
		<li>Ar/H2 를 사용 하 여 (Ar = 90 sccm, H2 = 6 sccm, 20 Torr) 가스 흐름을 925 ° c 센터 영역을가 열 하는 동안 사파이어 기판에 Se 그리고3 증기를가지고</li>
		<li>925 ° C, 15 분의 원하는 성장 온도 도달 후 난방 영역을 유지 하 고 자연스럽 게 실내 온도에 진정.</li>
	</ol></li>
	<li>금속 패드 배열 및 맞춤 표시를 조작.<ol>
<li>오버레이 패턴 금속 패드 배열 및 맞춤의 포토 리소 그래피 패터 닝 기법을 사용 하 여 표시 합니다.</li>
		<li>보증금 20 nm/60 nm Ti/Au 전자 총 증발 기를 사용 하 여. 참고: 골드 금속 패드의 산화를 방지 하는 데 사용 됩니다.</li>
		<li>준비 하 고 홍보를 해산 하 고 수행 하는 이륙에 아세톤 100ml를 샘플 잠수함. 동요 하 고 금속 패드 명백한 될 때까지 광학 현미경을 통해 전체 프로세스를 모니터링 하는 동안 아세톤을 날 려.</li>
	</ol></li>
	<li>MoS2-WSe2 heterojunction 상단 리본 모양 패턴 오버레이를 다른 EBL 프로세스를 수행 합니다.<ol>
<li>MoS2-WSe2 heterojunction에서 대상 위치와 광학 현미경을 사용 하 여 정렬 표시 좌표 변위를 측정 하 고 (AutoCAD) 소프트웨어를 사용 하 여 이러한 측정에 따라 리본 모양 레이아웃 디자인.</li>
		<li>예: PMMA 또는 P015, 60에 대 한 2000 rpm에서 샘플 위에 스핀 코트 홍보, s (실내 온도). 홍보 스핀 코팅 후 전체 샘플 덮여 있다 확인 하십시오.</li>
		<li>(소프트 빵) 샘플 90 100 ° C에서 열 홍보에 용 매를 증발 하 고 접착을 향상 시킬 s.</li>
		<li>특정 파일 패턴 레이아웃 단계 1.7.1에서에서 변환 (예: GDS 파일), EBL 소프트웨어에 그것을 업로드 하 고.</li>
		<li>레이아웃에 라인의 너비에 따라 전자 빔의 이상적인 복용량을 결정 합니다. 참고: 선 두께 1 μ m 보다 좁은 전자 빔의 이상적인 복용량은 110 µ C/cm2; 1 ~ 5 µ m 선 두께 대 한 복용량은 100 µ C/cm2; 그리고 선 두께 5 µ m 보다 더 넓은, 복용량 80 µ C/c m2이다.</li>
		<li>사파이어 기판에서의 정렬 표시 위치 레이아웃에서 그것의 통신 일치 되도록 EBL 기계를 설정 합니다.</li>
		<li>전자 빔에 샘플을 제공 시작 합니다.</li>
		<li>서 파 효과 줄이기 위해 노출 후 샘플 PEB 적용 됩니다. 90에 대 한 120 ° C에서 샘플을 열 s.</li>
		<li>개발자로 2.38 %TMAH 사용 합니다. 샘플 10 200ml 이온된 물으로는 TMAH 밖으로 80 미 세척을 위한 TMAH 담가 s.</li>
		<li>패턴은 광학 현미경에 의해 잘 발달 하는 경우를 검사 합니다.</li>
		<li>하드 빵 홍보 열 90 110 ° C에서 샘플에서에서 여분의 물을 제거를 실시 s.</li>
	</ol></li>
	<li>리본 모양의 측면 heterojunction 정의를 O2 플라즈마 에칭 (2nd 에칭)를 사용 하 고 홍보 아세톤으로 제거.</li>
	<li>Ti/Au 금속 전극의 패턴 오버레이 EBL 프로세스를 수행 합니다.<ol>
<li>MoS2-WSe2 heterojunction에서 대상 위치와 광학 현미경을 사용 하 여 정렬 표시 좌표 변위를 측정 하 고 (AutoCAD) 소프트웨어를 사용 하 여 이러한 측정에 따라 금속 전극 레이아웃 디자인.</li>
		<li>예: PMMA 또는 P015, 60에 대 한 2000 rpm에서 샘플 위에 스핀 코트 홍보, s (실내 온도). 홍보 스핀 코팅 후 전체 샘플 덮여 있다 확인 하십시오.</li>
		<li>(소프트 빵) 샘플 90 100 ° C에서 열 홍보에 용 매를 증발 하 고 접착을 향상 시킬 s.</li>
		<li>특정 파일 패턴 레이아웃 단계 1.9.1에서에서 변환 (예: GDS 파일), EBL 소프트웨어에 그것을 업로드 하 고.</li>
		<li>레이아웃에 금속 라인의 너비에 따라 전자 빔의 이상적인 복용량을 결정 합니다. 참고: 1 µ m 보다 더 좁은 금속 선 두께 대 한 이상적인 전자 빔 복용량은 110 µ C/cm2; 1 ~ 5 µ m 선 두께 대 한 복용량은 100 µ C/cm2; 그리고 선 두께 5 µ m 보다 더 넓은, 복용량 80 µ C/c m2이다.</li>
		<li>사파이어 기판에 정렬 표시의 위치 레이아웃에서 그것의 통신 일치 되도록 EBL 기계를 설정 합니다.</li>
		<li>전자 빔에 샘플을 제공 시작 합니다.</li>
		<li>서 파 효과 줄이기 위해 노출 후 샘플 PEB 적용 됩니다. 90에 대 한 120 ° C에서 샘플을 열 s.</li>
		<li>개발자로 2.38 %TMAH 사용 합니다. 샘플 10 200ml 이온된 물으로는 TMAH 밖으로 80 미 세척을 위한 TMAH 담가 s.</li>
		<li>패턴은 광학 현미경에 의해 잘 발달 하는 경우를 검사 합니다.</li>
		<li>하드 빵 홍보 열 90 110 ° C에서 샘플에서에서 여분의 물을 제거를 실시 s.</li>
	</ol></li>
	<li>Ti/Au 금속 증 착 및 이륙 수행<ol>
<li>100의 간격을 가진 전자 총 증발 기를 사용 하 여 Ti/Au 금속 입금 nm, 그렇지 않으면, 그것은 이륙 하 여 홍보 및 원치 않는 금속 제거 어려울 것 이다.</li>
		<li>준비 하 고 홍보를 해산 하 고 수행 하는 이륙에 아세톤 100ml를 샘플 잠수함. 동요 하 고 금속 라인과 왼쪽 패드까지 광학 현미경을 통해 전체 프로세스를 모니터링 하는 동안 아세톤을 날 려.</li>
	</ol></li>
	<li>1.9 단계에서 EBL 프로세스를 수행 하지만 Ti/Au 대신 Pd/Au 금속 전극의 패턴 오버레이.</li>
	<li>1.10 단계에서 금속 증 착 및 이륙 과정을 수행 하지만 Pd/Au Ti/Au 대신 입금.</li>
</ol>2. 2D 다시 문이 트랜지스터 제조 공정
<ol><li>맞춤 표시와 Si/SiO2 기판 다시 문이 준비.<ol>
<li>수 제 또는 상업 SiO2/Si 기판 준비.</li>
		<li>사진 평판 또는 EBL 패터 닝 기술을 사용 하 여 정렬 마크를 정의.</li>
		<li>대상 영역의 총 깊이 1000 nm에 도달할 때까지 SiO2/Si 기판에 반응성 이온 에칭 (RIE)를 수행 하 고 O2 플라즈마 형성된 정렬 마크를 공개 하 여 홍보 제거.</li>
		<li>포토 리소 그래피 패터 닝 기법을 사용 하 여 금속 패드 배열 패턴 오버레이.</li>
		<li>보증금 20 nm/60 nm Ti/Au 전자 총 증발 기를 사용 하 여. 참고: 골드 금속 패드의 산화를 방지 하는 데 사용 됩니다.</li>
		<li>준비 하 고 홍보를 해산 하 고 수행 하는 이륙에 아세톤 100ml를 샘플 잠수함. 동요 하 고 금속 패드 명백한 될 때까지 광학 현미경에 의해 모든 과정을 모니터링 하는 동안 아세톤을 날 려.</li>
	</ol>
</li>
	<li>뜨거운 벽으로 있는 사파이어 기판에 증 착의 MoS2 를 수행 합니다.<ol>
<li>장소 석 영 보트에 무3 가루 0.6 g 난방에 있는 용광로의 지역 센터. 넣어 사파이어 기판 하류 옆에 무3 분말을 포함 하는 석 영 보트.</li>
		<li>용광로의 업스트림 측에 별도 석 영 보트에 S 가루를 준비 합니다. 반응 동안에 190 ° C의 온도 유지 합니다.</li>
		<li>아르곤을 사용 하 여 (Ar = 70 sccm, 40 Torr) 가스 흐름을 750 ° c 센터 영역을가 열 하는 동안 사파이어 기판에 S 및 무3 증기를가지고</li>
		<li>15 분 동안 750 ° C의 원하는 성장 온도 도달 후 난방 영역을 유지 하 고 자연스럽 게 실내 온도에 진정.</li>
	</ol>
</li>
	<li>다시 문이 SiO2/Si 기판에 사파이어에서 MoS2 를 전송.<ol>
<li>30에 대 한 3500 rpm의 회전 속도와 스핀 코트 PMMA MoS2 필름 위에 s.</li>
		<li>MoS2/sapphire 구워 아크릴 코팅 강화 3 분 동안 120 ° C에서 샘플.</li>
		<li>사파이어 기판에서 MoS2 필름을 2 시간 30 분 약 암모니아 솔루션 (14.5%)의 50 mL에 MoS2/Sapphire 샘플을 찍어.</li>
		<li>영화를 선택 하 고 SiO2/Si 기판에 전송.</li>
		<li>MoS2 및 SiO2 레이어 간의 접착 력을 향상 시키기 위해 MoS2/SiO2/Si 샘플을 구워. 1 시간에 약 30 분 동안 120 ° C에서 샘플을 열.</li>
		<li>PMMA의 아세톤 2 시간 30 분 약 30 mL와 함께 그것을 세척 하 여 제거 합니다.</li>
		<li>이소프로필 알콜으로 샘플을 린스 하 고 질소를 사용 하 여 건조 날 려.</li>
	</ol>
</li>
	<li>EBL 수행 합니다. 참고: 없는 얇은 Au 시 전도성 어떻게든 이므로 EBL 과정 SiO2/Si 기판에 입금 됩니다.<ol>
<li>대상 위치 사이 좌표 변위를 측정 하 고 맞춤 광학 현미경을 사용 하 여 표시 하 고,이 측정에 따라 디자인 소프트웨어를 사용 하 여 금속 전극의 패턴 레이아웃 디자인. 참고: 금속 전극을 연결할 MoS2 샘플에서 대상 포인트 SiO2/Si 기판에 금속 패드.</li>
		<li>예: PMMA 또는 P015, 60에 대 한 2000 rpm에서 샘플 위에 스핀 코트 홍보, s (실내 온도). 홍보 전체 샘플 덮여 있다 확인 하십시오.</li>
		<li>(소프트 빵) 샘플 90 100 ° C에서 열 홍보에 용 매를 증발 하 고 접착을 향상 시킬 s.</li>
		<li>특정 파일 패턴 레이아웃 단계 2.4.1에서에서 변환 (예: GDS 파일), EBL 소프트웨어에 그것을 업로드 하 고.</li>
		<li>레이아웃에 금속 라인의 너비에 따라 전자 빔의 이상적인 복용량을 결정 합니다. 참고: 1 µ m 보다 더 좁은 금속 선 두께 대 한 이상적인 전자 빔 복용량은 110 µ C/cm2; 1 ~ 5 µ m 선 두께 대 한 복용량은 100 µ C/cm2; 그리고 선 두께 5 µ m 보다 더 넓은, 복용량 80 µ C/c m2이다.</li>
		<li>Si/SiO2 기판에서의 정렬 표시 위치 레이아웃에서 그것의 통신 일치 되도록 EBL 기계를 설정 합니다.</li>
		<li>전자 빔에 샘플을 제공 시작 합니다.</li>
		<li>서 파 효과 줄이기 위해 노출 후 샘플 PEB 적용 됩니다. 90에 대 한 120 ° C에서 샘플을 열 s.</li>
		<li>개발자로 2.38 %TMAH 사용 합니다. 샘플 10 이온 물 200 mL와 함께 TMAH 밖으로 80 미 세척을 위한 TMAH 담가 s.</li>
		<li>패턴은 광학 현미경에 의해 잘 발달 하는 경우를 검사 합니다.</li>
		<li>하드 빵 홍보 열 90 110 ° C에서 샘플에서에서 여분의 물을 제거를 실시 s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Au 금속 증 착 및 이륙 수행<ol>
<li>100의 간격을 가진 전자 총 증발 기를 사용 하 여 누구나 금속 입금 nm, 그렇지 않으면, 그것은 이륙 하 여 홍보 및 원치 않는 금속 제거 어려울 것 이다.</li>
		<li>준비 하 고 홍보를 해산 하 고 수행 하는 이륙에 아세톤 100ml를 샘플 잠수함. 동요 하 고 금속 라인과 왼쪽 패드까지 광학 현미경을 통해 프로세스를 모니터링 하는 동안 아세톤을 날 려.</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>

저자는 공개 없다.

이 문서에서는, 나노미터 스케일의 2D 자료에 따라 새로운 전자 조작의 자세한 절차는 설명 했다. 각 응용 프로그램의 샘플 준비 절차 서로 차이 때문에, 중복 된 프로세스 프로토콜으로 취급 했다. 전자 빔 패터 닝 소재 위치 결정 결합 및 금속 전극 정의 따라서 여기 프로토콜 역할. 두 가지 유형의 장치 언급 중 SiO2/Si 기판 위에 단 결정 MoS2 영화 전송 우기와 금속 이륙 끝에서 시작 하는 2D 다시 문이 트랜지스터의 전체 과정 발표 됐다. 왜 초점 주어진 2D에 다시 문이 트랜지스터 이유 향상 된 2D 자료 기반 필드 효과 트랜지스터 (Fet)의 긴급 한 필요. 따라서, 그것의 제조 공정에 관련 된 중요 한 포인트는 다음 단락에서 강조 됩니다.
실험의 모든 단계에서 몇 가지 까다로운 점이 있다. 첫째, 소재 찾기 PMMA의 제거에 의해 다음의 우선 순위는 공기에 MoS2 영화 노출 하는 동안 불리 한 흡착을 ...

이후 수십 년 동안, 과거 인류는 발생 되었습니다 빠른 트랜지스터 그리고, 따라서, 트랜지스터 집적 회로 (Ic)에서 수에 있는 지 수 증가의 크기에 실험실. 이 실리콘 기반 보완 금속 산화물 반도체 (CMOS) 기술1의 지속적인 발전을 유지합니다. 또한, 크기와 조작 장치의 성능을이 현재의 추세는 여전히-트랙에는 그들의 성능 뿐 아니라 전자 칩에 트랜지스터의 수가 약 매 2 년 마다2배로 무어의 법칙으로. CMOS 트랜지스터는 대부분, 만약 함으로써 인간 생활의 중요 한 부분이 시장에서 사용할 수 있는 전자 장치,의 존재 한다. 이 때문에, 무어의 법칙 트랙을 따라 계속 제조 업체 밀어 왔다 칩 크기와 성능 개선에 대 한 지속적인 요구 있다.
불행 하 게도, 무어의 법칙은 열 발생으로 더 많은 실리콘 회로 작은 지역2에 압착의 금액으로 인해 끝 자 락 수 나타납니다. 이 같은 제공할 수 있는 물자의 새로운 종류에 대 한 호출 아니라면 더 나은 성능 실리콘으로 하 고, 같은 시간에 상대적으로 작은 규모에 구현할 수 있다. 최근, 새로운 유망 재료는 많은 재료 과학 연구의 주제 되었습니다. 1 차원 (1d) 탄소 나노튜브3,,45,6,7, 2D 그래8,,910, 같은 물자 11 , 12및 전이 금속 dichalcogenides (TMDs)13,14,15,,1617,18는으로 사용 될 수 있는 좋은 후보 실리콘 기반의 CMOS에 대 한 대체 하 고 무어의 법칙 트랙을 계속 합니다.
소규모 장치 제조 리소 그래피와 금속 전극 정의 등 다른 제조 기술에 성공적으로 진행 하는 자료의 위치의 주의 결정을 필요 합니다. 그래서,이 문서에 소개 된 메서드는이 필요를 해결 하기 위해 설계 되었다. 전통적인 반도체 제조 기법19에 비해는이 문서에 소개 된 방식은 재단사-재료의 위치를 찾는 측면에서 더 많은 관심을 필요로 하는 소규모 장치 개발에 적합 합니다. 이 방법의 목표는 안정적으로 2D 다시 문이 트랜지스터 등 Q-HBTs, 표준 제조 프로세스를 사용 하 여 2D 접한 장치를 조작 하는. 그것은 미래의 첨단된 나노 스케일 디바이스의 생산을 향해 길을 불법 체류자로이 미래 nanodevice 개발을 위한 플랫폼으로 사용할 수 있습니다.
절차 섹션에서 2D 자료 기반 장치 즉, Q-HBT 및 2D 다시 문이 트랜지스터 제조 프로세스는 자세히 설명 되어 있습니다. 전자 빔 패터 닝 소재 위치 결정 결합 및 금속 전극 정의 프로토콜을 구성 하는 그들은 모두 언급 한 프로세스에 필요한 이후. 제 1 부 Q HBTs20;의 단계별 제작 과정을 설명 합니다. 그리고 2 부를 화학 기상 증 착 (CVD) 이황화 몰 리브 덴 (MoS2) 다시 문이 트랜지스터 전송에서 이륙21, 완전히 문서에 표시 되었습니다 보편적인 방법을 보여 줍니다. 자세한 프로세스 흐름은 (그림 1)에 나와 있습니다.

<table><tbody><tr><td>E-gun 증발기</td><td>AST</td><td>PEVA 600I</td><td></td></tr><tr><td>Au 슬러그, 99.99%</td><td>Well-Being Enterprise Co</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Ti 슬러그, 99.99%</td><td>Well-Being Enterprise Co</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>E-beam 리소그래피 시스템</td><td>Elionix</td><td>ELS7500-EX</td><td></td></tr><tr><td>Cold Wall CVD System</td><td>Sulfur Science</td><td>SCW600S</td><td></td></tr><tr><td>C-plane Sapphire substrate</td><td>Summit-Tech</td><td>X171999</td><td>(0001) &plusmn; 0.2 &deg; 단면 연마</td></tr><tr><td>100 nm SiO2/Si</td><td></td><td></td><td>NDL</td></tr><tr><td>암모니아 용액</td>으로 제작 <td>BASF</td><td>암모니아 용액 28% Selectipur</td><td></td></tr><tr><td>몰리브덴(Mo), 99.95%</td><td>Summit-Tech</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>텅스텐(W), 99.95%</td><td>Summit-Tech</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>황 (S), 99.5 %</td> <td>시그마 - 알드리치</td><td>13803</td><td></td></tr><tr><td>폴리 메틸 메타 크릴 레이트 (PMMA)</td> <td>마이크로 켐</td><td>8110788</td><td>전송 프로세스에 사용</td></tr><tr><td>스핀 코터</td><td>Laurell</td><td>WS 400B 6NPP LITE</td><td></td></tr><tr><td>아세톤</td><td>BASF</td><td>아세톤 EL Selectipur</td><td></td></tr><tr><td>이소프로판올 (IPA)</td> EBL TOK 용 <td>BASF</td><td>2-Propanol UPS</td><td></td></tr><tr><td>포토 레지스트</td><td></td><td>TDUR-P-015</td><td></td></tr><tr><td>플라즈마 클리너</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-32G</td><td>산소 플라즈마</td></tr></tbody></table>

2 차원 일렉트로닉스를 조작 하는 표준 및 신뢰할 수 있는 방법

A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics

2 차원 (2D) 자료는 그들의 독특한 속성 및 잠재적인 응용 프로그램으로 인해 큰 관심을 받고 있다. 웨이퍼 스케일 합성 2D 자료의 초기 단계에 아직도 이기 때문에, 과학자 들은 완전히 관련된 연구에 대 한 전통적인 반도체 기술에 의존 수 없습니다. 전극 정의에 자료를 찾는에서 섬세 한 프로세스를 잘 제어 해야 합니다. 이 문서에서는, 범용 제조 프로토콜 트랜지스터 (HBT Q), 그리고 2D 다시 문이 트랜지스터 설명 나노 전자, 2D 준-heterojunction 바이 폴라 등 제조에 필요 합니다. 이 프로토콜 포함 소재 위치, 전자 빔 리소 그래피 (EBL), 금속 전극 정의의 외. 이 소자는 제조 절차의 단계 이야기 또한 제공 됩니다. 또한, 결과 각각의 조작된 장치 높은 반복성으로 고성능을 달성 했다 보여. 이 작품 보여 2D 나노-전자를 준비 하기 위한 프로세스 흐름의 포괄적인 설명, 연구 그룹을이 정보에 액세스 하 고 미래 전자 쪽으로 길을 있습니다.

장치 제작 프로세스는 2D 소재 소자의 개발을 포함 하는 해당 작가 연구의 몇몇에 적용 되었습니다. 이 부분에서 이러한 연구 들의 결과 위에서 설명한 프로토콜의 유효성을 입증 하는 되 게 됩니다. 측면 WSe2의 단층-MoS2 Q HBT20 첫 번째 예제로 선택 됩니다. 프로토콜에 대 한 자세한 표준 장치 제조 프로세스를 사용 하는 단층 옆 WSe2-MoS2 heterojunctions (그림 2a) 재배 후 Q-HBT의 형성에 의해 진행. 금속 접촉 Q HBT 완료 측면 heterojunction 위에 예금 되었다. Ti/Au WSe2 레이어 (그림 2d) 위에 Pd/Au의 증 착에 의해 다음 달2 레이어...

문서 미래의 낮은 차원 일렉트로닉스의 개발에 대 한 표준 및 신뢰할 수 있는 제조 절차를 소개 하는 것을 목표로.

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

이 방법은 이후 제조 단계를 준비할 때 2D 재료 샘플을 정확하게 찾는 기술과 관련된 2D 재료 장치 제조 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 재료의 위치를 찾는 것이 더 어려운 소규모 장치의 개발에 맞게 조정된다는 것입니다. 이 절차를 시연할 사람은 Po-Chun Chen과 Kristan, 제 연구실의 연구 조교 및 대학원생들입니다.제작 공정에는 두 개의 준비된 기판이 필요합니다. 첫 번째는 티타늄 및 금 금속 패드 어레이가 있는 실리콘 위의 백게이트 이산화규소입니다. 두 번째 기판은 이황화 몰리브덴의 퇴적 층을 가진 사파이어입니다.이황화 몰리브덴이 있는 사파이어 기판을 스핀 코팅기로 가져갑니다. 3, 500rpm에서 30초 동안 이황화 몰리브덴의 상단을 덮기 위해 PMMA를 스핀 코팅합니다. 그런 다음 샘플을 핫 플레이트로 옮기고 섭씨 120도에서 3분 동안 굽혀 PMMA 코팅을 강화합니다.다음으로 50ml의 암모니아 용액을 준비합니다. 샘플을 담궈 기질에서 이황화 몰리브덴을 분리합니다. 필름이 분리되면 암모니아 용액에서 필름을 제거합니다.이황화 몰리브덴 필름을 실리콘 기판 상의 이산화규소로 이송합니다. 접착력을 높이려면 샘플을 섭씨 120도에서 최소 30분 동안 굽습니다. 샘플을 회수하여 30ml의 아세톤에 넣습니다.약 30분 후에 PMMA가 색상 변화로 표시된 대로 제거됩니다. 계속하기 전에 샘플을 이소프로필 알코올로 헹구고 질소를 사용하여 건조시킵니다. 이제 전자빔 리소그래피를 수행할 준비를 합니다.광학 현미경을 사용하여 대상 위치와 샘플의 정렬 표시 사이의 변위를 측정합니다. 이러한 측정을 기반으로 소프트웨어를 사용하여 금속 전극 패턴 레이아웃을 설계합니다. 샘플 위에 Photo Resist를 스핀 코팅하고 전체 샘플을 덮는지 확인하십시오.계속해서 샘플을 섭씨 100도에서 90초 동안 소프트 베이킹하여 접착력을 높입니다. 전자빔 리소그래피 기계에서 설계를 업로드하고 샘플을 배치합니다. 실리콘-이산화규소 기판의 정렬 표시는 설계의 해당 표시와 일치해야 합니다.샘플을 전자빔에 노출시킵니다. 완료되면 샘플을 핫 플레이트로 가져갑니다. 샘플을 가열 120 섭씨 90도 동안 노출 후 베이크에서.다음으로, 현상액으로 TMAH 용기를 준비하고 샘플을 80초 동안 담급니다. 그런 다음 샘플을 200ml의 탈이온수로 10초 동안 세척합니다. 광학 현미경으로 샘플을 검사하여 패턴이 잘 발달되었는지 확인합니다.잘 개발되었다면 샘플을 섭씨 110도에서 90초 동안 하드 베이킹합니다. 다음 단계는 전자총 증발기를 사용하여 샘플에 100나노미터의 금을 증착하는 것입니다. 증착 후 포토 레지스트를 제거하는 작업을 합니다.포토 레지스트를 용해하려면 100ml의 아세톤을 준비하십시오. 샘플을 아세톤에 담그어 리프트 오프를 수행합니다. 광학 현미경으로 프로세스를 모니터링하고 금속 선과 패드만 남으면 중지합니다.특성화를 수행하는 동안 장치에 있는 소스에서 소스와 드레인 전극을 선택한 다음 해부학적 현미경을 사용하여 샘플에 하중을 가합니다. 여기서 X는 하중이 적용된 위치를 나타냅니다. 원자력 현미경 하중은 장치에 압축 변형을 초래합니다.다음은 압축 변형을 생성하는 다양한 적용된 힘에서 이황화 몰리브덴 장치의 전류 전압 특성입니다. 주어진 전압에서 장치의 전류는 적용된 힘이 증가함에 따라 감소하고 그 반대의 경우도 마찬가지이며, 이는 피에조 센서에 대해 예상되는 동작인 장치 저항의 변화를 나타냅니다. 이 데이터는 1볼트의 고정 바이어스 전압에서 반복되는 압축 변형에 대한 이황화 몰리브덴 장치의 전류 응답에 대한 것입니다.출력 전류는 10나노뉴턴의 가해진 힘을 반복적으로 적용해도 거의 변하지 않아 센서가 안정적임을 시사합니다. 일단 마스터하고 적절하게 수행되면 이 기술은 모든 트랜지스터 제조를 포함하여 20시간 이내에 완료할 수 있습니다. 개발 후 이 기술은 미래의 고급 나노 장치 생산을 향한 길을 닦기 때문에 미래 나노 장치 개발을 위한 플랫폼 역할을 할 수 있습니다.이 비디오를 시청한 후에는 전자빔 리소그래피 및 금속 전착을 포함한 표준 제조 공정을 사용하여 2D 백게이트 트랜지스터를 안정적으로 제작하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 이 방법은 2D 나노 물질 소자의 개발에 적합하지만 1D 재료에도 적용할 수 있습니다. TMAH, 암모니아 용액, PMMA 및 기타 광 저항기로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으므로 이 절차를 수행하는 동안 항상 개인 보호 장비를 착용해야 한다는 것을 잊지 마십시오.

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Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

우리는 수직으로 정렬된 탄소 나노튜브 (CNTs) 및 조직 nanoscale 표면 텍스처와 폴리머 microstructures 생산을위한 마스터 금형 등 자신의 이용 패턴 microstructures의 제조를위한 방법을 제시. CNT 숲이 크게 자신의 패킹 밀도를 증가 및 3D 형상의 자기 지향성 형성을 가능하게 기판, 위에 용매의 응축에 의해 densified됩니다.

3D 카본 나노튜브 Microstructures의 제조, Densification 및 복제 성형

Femtosecond 레이저 직접 작성이 자주 폴리머와 잔에 세 차원 (3D) 패턴을 생성하는 데 사용됩니다. 그러나, 3D로 패턴의 금속 도전 남아 있습니다. 우리는 800 nm의 중심 femtosecond 레이저를 사용하여 고분자 매트릭스 내부에 내장은 nanostructures를 제​​조하는 방법에 대해 설명합니다.

3D로 연결이 끊긴 실버 Nanostructures를 조작하는 방법

우리는 기능 재료, 재료 스택 및 전체 장치의 저가 nanoscale 패턴을 허용 nanomoulding 기술을 설명합니다. Nanomoulding는 모든 nanoimprinting 설정에서 수행 할 수 있으며, 자료 및 증착 공정의 다양한 범위에 적용 할 수 있습니다.

기능성 재료 Nanomoulding, Nanoimprinting에 다목적 보완 패턴 복제 방법

전기적 주소, 높은 종횡비 (&gt; 1000:1)의 제작은 템플릿으로 희생 알루미늄과 은색의 레이어 또는 자기 조립 단일 층을 사용하여 단일 나노 미터의 간격으로 구분하여 금속 나노 와이어가 설명되어 있습니다. 이 nanogap 구조는 nanoskiving로 알려진 첨단 리소그래피의 형태로 클린 룸 또는 사진이나 전자빔 리소그래피 공정없이 제작되어 있습니다.

Nanoskiving으로 Nanogaps을 제조

우리는 제조 장치 및 탄소 나노 튜브 기반의 고주파 바이오 센서를위한 측정 프로토콜을 설명합니다. 높은 주파수 감지 기술은 근본적인 이온 (의 Debye) 선별 효과를 완화하고 기존의 전자 바이오 센서가 실패 높은 이온 강도 솔루션을 운영 할 나노 튜브 바이오 센서 수 있습니다. 우리의 기술은 점의 배려 (POC) 생리학 관련 조건에서 작동하는 전자 바이오 센서의 고유 한 플랫폼을 제공합니다.

높은 이온 강도 솔루션에 감지하기위한 탄소 나노 튜브 고주파 나노 바이오 센서의 제작

본 논문에서는 갈륨 비소 헤테로 구조에서 게이트 정의 반도체 측면 양자 도트에 대한 자세한 제조 프로토콜을 제공합니다. 이러한 나노 장치는 양자 정보 처리 또는 일관된 전도도 측정과 같은 다른 중시 실험을위한 양자 비트로 사용하기 위해 몇 가지 전자를 포획하는 데 사용됩니다.

게이트 정의 갈륨 비소 / AlGaAs 측면 양자점 나노

우리는 수직으로 정렬 작은 분자 유기 나노 와이어의 초고 밀도 배열을 제조하기위한 간단한 방법을보고합니다. 이 방법은 저렴 임의의 기판에 성장 할 수있는 복잡한 heterostructured 하이브리드 나노 와이어 형상의 합성 수 있습니다. 이러한 구조는 유기 전자 공학, 광전자 공학, 화학 감지, 태양 전지 및 스핀 트로닉스의 잠재적 인 응용 프로그램이 있습니다.

임의 기판에 수직으로 정렬 작은 분자 유기 나노 와이어의 초 밀도 배열

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

이 종이, 흐름 보조 dielectrophoresis에 대 한 설명에 자기 조립의 나노와이어 장치. 실리콘 나노와이어 필드 효과 트랜지스터의 제조는 예를 들어 표시 됩니다.

흐름 기반 Dielectrophoresis: 고성능 솔루션 처리 나노와이어 소자의 제조에 대 한 낮은 비용 방법

여기, 우리는 전해질을 사용 하 여 고체에 반송파 수를 제어 하는 프로토콜을 제시.

전기 필드 컨트롤의 전해질 게이팅 하 여 WS2 나노 전자 상태

배우세요 2차원 나노전자소자 제작을 위한 표준 공정으로, molybdenum disulfide와 전자빔 리소그래피를 활용하여 정밀한 소재 위치 선별과 금속 전극 증착을 수행하는 방법입니다. 이 기술은 소형 소자 개발의 신뢰성을 높입니다.

2 차원 일렉트로닉스를 조작 하는 표준 및 신뢰할 수 있는 방법

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