Method Article

Атомно Прослеживаемый созданию наноструктур

DOI:

10.3791/52900

⸱

July 17th, 2015

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Zyvex Labs, 2Department of Physics, University of Texas at Dallas, 3Department of Materials Science and Engineering, University of Texas at Dallas, 4Materials Science and Engineering, University of North Texas, 5National Institute of Standards and Technology

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы сообщаем о протоколе объединения атомной метрологии сканирующего туннельного микроскопа для структурирования поверхности с селективным осаждением атомных слоев и травлением реактивными ионами. С помощью надежного процесса, включающего многочисленные атмосферные воздействия и транспортировку, изготавливаются 3D-наноструктуры с атомной метрологией.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Уменьшение масштаба травленых наноструктур ниже диапазона 10 нм в конечном итоге потребует понимания всего процесса изготовления на атомном уровне, чтобы сохранить тонкий контроль как над размером элемента, так и над плотностью элементов. В этой статье мы демонстрируем метод отслеживания атомарно разрешенных и контролируемых структур от первоначального определения шаблона до окончательной метрологии наноструктуры, открывая путь для нисходящего атомного контроля над нанопроизводством. Литография с депассивацией водорода является первым этапом процесса наноразмерного производства, за которым следует селективное осаждение атомного слоя титана до 2,8 нм для изготовления наноразмерной маски травления. Показан контраст с фоном, указывающий на различные механизмы роста по нужным закономерностям и на пассивированном фоне H. Затем узоры переносятся в объем с помощью реактивного ионного травления для формирования наноструктур высотой 20 нм с шириной линий до ~6 нм. Чтобы проиллюстрировать ограничения этого процесса, изготавливаются массивы отверстий и линий. Различные этапы процесса нанопроизводства выполняются в разных местах, поэтому обсуждается интеграция процесса. Обсуждаются связанные с этим вопросы, в том числе использование реперных меток для поиска наноструктур на макроскопическом образце и защита химически реакционноспособной структурированной поверхности Si(100)-H от деградации под воздействием атмосферы.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В нанотехнологии становится все более важным в самых разнообразных аренах, понимание структур образована приобретает особое значение, особенно в области электроники и литографии. Чтобы подчеркнуть важность метрологии на наноуровне, в частности, в масштабах ниже 10 нм, то следует отметить, что разница в размерах особенностью только 1 нм указывает на дробное изменение, по меньшей мере 10%. Это изменение может иметь серьезные последствия для работы устройства и материального характера 1,2 -. 4 Используя синтетические методы, очень точно, образованные индивидуальные особенности, такие как квантовых точек или других сложных молекул могут быть изготовлены, ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Экс-Ситу Подготовка образцов

  1. Подготовка чипов
    1. Дизайн соответствующую маску травления поставить выявления маркеров в Si (100) подложке. Используя стандартный оптической литографии и RIE, травить сетку линий, как точек отсчета в пластины, из которых образцы СТМ будет принято. Линии должны быть шириной 10 мкм, 1 мкм глубокой, и в поле 500 мкм. После травления, полоса оставшийся фоторезист от образца.
      Примечание: Исходные точки отсчета должны быть идентифицированы на месте для наконечника месте на образце, а также в АСМ и SEM в течение метрологии.
    2. Защитите поверхность пластины с применением стандартной липкости си....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В случаях, описанных здесь, ЛПВП осуществляется с помощью мульти-режим литографии. 24 В режиме FE, осуществляется с уклоном 8 V образца, 1 нА, и 0,2 м² / см (эквивалентно 50 нм / сек скорости наконечник), наконечник движется по Поверхность либо параллельно, либо перпендикулярно решетке Si, производя линии депассивации. Хотя это форма линии очень зависит наконечник, в данном случае, полностью depassivated часть линий была примерно 6 нм в ширину, с хвостами частичной депассивации проходящей еще 2 нм по обе стор.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Выполнение метрологии на наноструктурах, описанных выше требуется способность моста позиционирование наконечника во время HDL и образов местоположения, используя другие инструменты, такие как АСМ и РЭМ. В отличие от других хорошо развитых паттерна инструментов с кодировкой позиции с высоким разрешением, таких как электронно-лучевой литографии, ЛПВП осуществляется здесь была выполнена с STM без хорошо управляемой грубой позиционирования, так были использованы протоколы идентификации дополнительных позиций, как показано н.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторам нечего раскрывать.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта работа была поддержана контрактом от DARPA (N66001-08-C-2040) и гранта от Фонда Emerging Technology в штате Техас. Авторы хотели бы поблагодарить Jiyoung Ким, Грег Mordi, Анджела Azcatl, и Том Scharf за их вклад, связанных с избирательным осаждением атомных слоев, а также Уоллес Мартин и Гордон Поллок для обработки образца экс-месте.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Si WaferVA Полупроводниктипа P (бор) Si< 100> ± 2 градуса, 280 мм ± Толщина 25 мм, 0,01-0,02 Ом-см
Ta фольгаAlfa Aesar3350,025  мм (0,001  в) густой, 99,997% (на основе металлов)
МетанолАльфа Аэсар19393Полупроводниковый класс, 99,9%
2-ПропанолАльфа Аэсар19397Полупроводниковый класс, 99,5%
АцетонАльфа Аэсар19392Полупроводниковый класс, 99,5%
АргонПраксаирсверхвысокой чистоты (класс 5,0)
Деионизированная водаМиллипорыСистема очистки воды Milli-Q>18 МВт резистивная вода, производимая по требованию.
TiCl4Sigma Aldrigh254312≥ 99,995% микропримесей металлов
на основе O<суб>2MathesonG2182101Research Grade
SF6MathesonG2658922сверхвысокой чистоты (класс 4,7)
Blue Medium Tight RollSemiconductor Equipment Corporation18074Толщина 75 μ м / 0,003"   Длина 200 м / 660'  

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Yoffe, A. D. Low-dimensional systems: quantum size effects and electronic properties of semiconductor microcrystallites (zero-dimensional systems) and some quasi-two-dimensional systems. Adv. in Phy. 42 (2), 173-262 (1993).
  2. Alivisatos, A. P.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Atomic Layer DepositionHydrogen Depassivation LithographyReactive Ion EtchingScanning Tunneling MicroscopyNanostructure FabricationSilicon NanostructuresTitania Etch MaskFiducial MarksUltrahigh VacuumNanoscale Etching

Related Articles