Opracowana została technika, która usuwa kontaktowe warstwy metalowe Ni/Au z ich podłoża, aby umożliwić zbadanie i scharakteryzowanie interfejsów kontakt/podłoże i kontakt/NW pojedynczych urządzeń nanoprzewodowych GaN.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Analiza interfejsów stykowych dla urządzeń z pojedynczym gazem nanoprzewodowym
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Pojedyncze urządzenia nanoprzewodowe (NW) GaN wykonane na SiO2 mogą wykazywać silną degradację po wyżarzaniu z powodu wystąpienia powstawania pustych przestrzeni na styku styku/SiO2. To tworzenie się pustek może powodować pękanie i rozwarstwianie folii metalowej, co może zwiększyć opór lub doprowadzić do całkowitej awarii urządzenia NW. W celu rozwiązania problemów związanych z powstawaniem pustych przestrzeni opracowano technikę, która usuwa kontaktowe warstwy metalowe Ni/Au z podłoży, aby umożliwić zbadanie i scharakteryzowanie interfejsów kontakt/podłoże i kontakt/NW pojedynczych urządzeń GaN NW. Procedura ta określa stopień przyczepności warstw kontaktowych do podłoża i NW oraz pozwala na scharakteryzowanie morfologii i składu granicy faz kontaktowych z podłożem i nanodrutami. Technika ta jest również przydatna do oceny ilości zanieczyszczeń resztkowych, które pozostają po zawiesinie NW i z procesów fotolitograficznych na powierzchni NW-SiO2 przed osadzaniem metalu. Przedstawiono szczegółowe etapy tej procedury w celu usunięcia wyżarzonych styków Ni/Au do GaN NW domieszkowanych Mg na podłożu SiO2.
Wprowadzenie
Urządzenia z pojedynczym NW są wytwarzane przez rozproszenie zawiesiny NW na podłożu izolacyjnym i tworzenie podkładek kontaktowych na podłożu za pomocą konwencjonalnej fotolitografii i osadzania metali, co skutkuje losowo utworzonymi urządzeniami z dwoma terminalami. Gruba folia SiO2 na płytce Si jest zwykle stosowana jako podłoże izolacyjne1,2. W przypadku metali osadzonych na powierzchni SiO2 częstym problemem wynikającym z obróbki cieplnej jest występowanie pustych przestrzeni na granicy faz metal/SiO2. Oprócz pękania i rozwarstwiania się folii metalowej, to tworzenie się pustek może negatywnie wpłynąć na wydajność urząd....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
GaN NW użyte w tych eksperymentach zostały wyhodowane metodą bezkatalitycznej epitaksji z wiązki molekularnej (MBE) na podłożach Si(111)9. Ogólna procedura przygotowania zawiesiny NW z podłoża z NW w stanie uprawy jest zilustrowana na rysunku 1.
1. Przygotowanie zawiesiny nanodrutowej
- Rozłupać mały (<5 mm x 5 mm) kawałek wyhodowanych NW na podłożu.
- Napełnij małą fiolkę z nakrętką około 1 ml izopropanolu (IPA).
- Umieść rozdrobniony kawałek w fiolce, zamknij nakrętkę i sonikuj przez około 30 sekund w celu usunięcia NW z podłoża. Raz przygotowane zawieszenie NW pozostaje żywotne przez ....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Przykład analizy SEM wyżarzonych warstw Ni/Au usuniętych z podłoża SiO2 za pomocą taśmy węglowej przedstawiono na Ryc. 4. Powierzchnię kontaktu Ni/Au przed usunięciem pokazano na Ryc. 4A. Dolną stronę tego samego obszaru tej konkretnej warstwy Ni/Au po usunięciu przedstawiono na Ryc. 4B. Porównanie morfologii powierzchni i dolnej strony może pomóc w ustaleniu, czy istnieje między nimi związek. Na przykład po porównaniu obu obrazów można zauważyć, że ciemne pla.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Przedstawiona technika pozwala na analizę mikrostruktury kontakt/podłoże oraz kontakt/NW pojedynczych urządzeń NW. Głównymi zaletami tej techniki są jej niski koszt i prostota. Pozwala na analizę jakościową i ilościową granicy faz kontaktu w dużej skali z podłożem, jak również w skali submikrometrycznej z poszczególnymi NW. Zastosowanie taśmy węglowej do usuwania filmu i króćców SEM do montażu próbki umożliwia analizę przy użyciu technik charakteryzacji, które wymagają czystego środowiska niskociśnieniowego. Oprócz wykor.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Nie stwierdzono konfliktu interesów.
Podziękowania
Autorzy pragną podziękować osobom z Wydziału Elektroniki Kwantowej i Fotoniki Narodowego Instytutu Standardów i Technologii w Boulder, CO za ich pomoc.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| ODCZYNNIKI i MATERIAŁY | |||
| Odporność na podnoszenie | MicroChem | LOR 5A | Różni się w zależności od zastosowania |
| Fotorezystor | Shipley | 1813 | Różni się w zależności od zastosowania |
| Deweloper | Rohm i Haas Electronic Materials | MF CD-26 | Różni się w zależności od zastosowania |
| Ściągacz | PhotoresistMicroChem | Nano Remover PG | Różni się w zależności od zastosowania |
| Źródło Ni | Międzynarodowe materiały zaawansowane | Czystość | |
| Źródło Au Źródło | Międzynarodowe materiały zaawansowane | 99,999% czystości | |
| Wafle SiO2/Si Dolina Krzemowa | Microelectronics 3-calowe < 100> N/S 0,001-0,005 ohm-cm, tlenek | ||
| Taśma | węglowa SPI Supplies | 5072, 8 mm wide | |
| Rozpuszczalniki są standardowymi półprzewodnikami lub klasy badawczej. Dostawca nie jest ważny dla wyniku eksperymentu. | |||
| Reaktywne gazy jonowe trawiące i gazy do wyżarzania termicznego mają wysoką czystość. Dostawca nie jest ważny dla wyniku eksperymentu. | |||
| EQUIPMENT | |||
| Myjka ultradźwiękowa | Cole-Palmer | EW-08849-00 | Mikropipeta małej mocy |
| Rainin | PR-200 | Metered, wskazówki dotyczące utylizacji | |
| Wytrawiacz jonów reaktywnych | SemiGroup | RIE 1000 TP | Inni dostawcy również używane z różnymi parametrami procesu |
| Wyrównywacz masek | Karl Suss | MJB3 | Inni dostawcy również używane z różnymi parametrami procesu |
| Środek czyszczący ozonem UV | Jelight | Model 42 | Inni dostawcy również używani z różnymi parametrami procesu |
| Parownik wiązki elektronowej | CVC | SC-6000 | Inni dostawcy również używali z różnymi parametrami procesu |
| * Producenci i nazwy produktów są podane wyłącznie w celu zapewnienia kompletności. Te konkretne cytaty ani nie stanowią poparcia dla produktu przez NIST, ani nie sugerują, że podobne produkty innych firm byłyby mniej odpowiednie. |
Bibliografia
- Lu, W., Lieber, C. M. Semiconductor nanowires. J. Phys. D: Appl. Phys. 39, R387-R406 (2006).
- Mater Res, A. nnuR. ev 34, 83-122 (2004).
- Pettersen, S. V., Grande, A. P., et al. Formation and electronic properties of oxygen annealed Au/Ni and Pt/Ni contacts to p-type.<....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
