Монослоя Связаться легирования кремния поверхностей и нанопроволок Использование фосфорорганических соединений

Общая цель данного эксперимента состоит в том, чтобы продемонстрировать неглубокое легирование кремниевых отказов и нанопроволок с использованием метода контактного легирования монослоя. Это достигается за счет реакции донорного субстрата с раствором прекурсора для формирования самоорганизующегося монослоя. Монослой содержит потенциальные атомы легирующей примеси и служит хорошо определенным и ограниченным источником легирующей примеси.

В качестве второго шага донорский субстрат вступает в контакт с целевым субстратом, и оба становятся на колени в быстрой термической анальной системе. Во время анального процесса молекулы монослоя разлагаются, а доин до атомов диффундирует и активируется как на донорском, так и на целевом субстратах. Затем две подложки разделяются, и для измерения сопротивления листа используется четырехточечный зонд.

Результаты показывают типичное снижение значений сопротивления листа, измеренных для целевых подложек, а также колено для различных времен и температур. Основное преимущество этой методики перед существующими методами, такими как ионная имплантация, заключается в том, что она позволяет просто, но надежно формировать очень неглубокие легирующие профили. Этот метод полезен для поверхностного легирования всех пластин, а также наноструктур.

Его также можно использовать в других системах, таких как архитектура 3D-устройств и многое другое. Определите кремний и силикон с диэлектрическими подложками, которые будут использоваться в качестве мишени и донора, подготовьте к работе с растворами пираний. Приобретите достаточное количество кислого раствора пираньи из перекиси водорода и серной кислоты, чтобы покрыть субстраты здесь около 120 миллилитров.

Будьте предельно осторожны при работе с раствором пираньи. Поместите субстраты в подходящий держатель. Вставьте держатель в раствор пираньи на 15 минут.

Через 15 минут достаньте держатель с образцами и трижды промойте все в деионизированной воде. Далее погрузите держатель и подложку примерно в 140 миллилитров базового раствора перха гидроксида аммония, перекиси водорода и деионизированной воды. Поместите его в ультразвуковую ванну при температуре 60 градусов Цельсия на восемь минут После ванны промойте образцы в деионизированной воде три раза, после чего промойте в этаноле.

Затем обсушите феном под струей азота. Высушите образцы в духовке при температуре 115 градусов Цельсия в течение 10 минут. Для формирования монослоя приготовьте 1%-ную объемную концентрацию тетраэтилметилендифосфата в мелине в безопасном флаконе под давлением.

Их должно хватить для покрытия донорских субстратов около 20 миллилитров. В этом случае с помощью пинцета перенесите донорские субстраты во флакон и убедитесь, что они покрыты. Затем закупорьте флакон.

Используйте ванну с минеральным маслом, нагретую до 100 градусов Цельсия, чтобы нагреть флакон в течение двух часов. Затем дайте флакону остыть в течение трех минут. Откройте флакон и промойте образцы три раза в мелине и три раза в дихлорметане.

Затем обсушите их феном под струей азота. Синтез нанопроволок начинается с очистки стекла микроскопа. Вставьте кислородную плазму в течение двух минут.

Нанесите несколько капель раствора Poly L Lycine на предметное стекло, чтобы полностью покрыть его. Подождите пять минут, затем промойте ионизированной водой и высушите азотом феном. Теперь нанесите несколько капель коллоидного раствора золота на предметное стекло, чтобы полностью покрыть его.

Подождите две минуты. Промойте ионизированной водой и высушите азотом феном. Удалите органические загрязнения с помощью кислородной плазмы в течение 30 секунд.

Продолжайте вставлять предметное стекло с наночастицами золота в камеру химического осаждения из газовой фазы и вакуумировать его с помощью вакуумирования. Полное предварительное уравновешивание камеры при температуре 440 градусов Цельсия и 35 тор с потоком 50 стандартных кубических сантиметров в секунду молекулярного водорода. Затем начните процесс осаждения, пропуская два стандартных кубических сантиметра в секунду физиологического раствора для получения нанопроволок размером примерно 50 микрометров.

Выполняйте осаждение в течение 30 минут. После завершения измерьте нанопроволоки с помощью микроскопии. После измерения проводов поместите предметное стекло с пленкой Nanowire.

В флакон добавьте этанол, чтобы покрыть предметное стекло примерно на один сантиметр. Обработайте флакон ультразвуком в течение трех секунд, в течение которых раствор должен стать слегка мутным. Разогрейте конфорку до 150 градусов Цельсия.

Затем поместите на него нитрид кремния, диоксид кремния, силиконовую подложку. Добавьте несколько капель нанопроволочной суспензии на нагретую поверхность. Как только жидкость высохнет, проверьте плотность нанопроводов на поверхности с помощью оптического микроскопа с фильтром темного поля.

Для того, чтобы достичь высокого выхода устройств с одной нанопроволокой, этот процесс капельного литья должен производить поверхностную плотность около 100 нанопроволок на квадратный миллиметр с минимальной длиной нанопроволоки около 20 микрометров. Чтобы добиться легирования, подложку с нанопроволокой и донором нужно ввести в контакт. Поместите целевой субстрат в анальную камеру с быстрой термостойкостью.

Положите донорскую подложку на целевую подложку лицевой стороной к целевой подложке. Запустите анальный процесс. Эти образцы будут подвергнуты шестисекундному пандусу.

Время от комнатной температуры до анальной температуры 1000 градусов Цельсия удерживается в течение 40 секунд. После того, как монослойный образец легирован контактом, подготовьтесь к измерению его сопротивления. Получите 1%-ный раствор фтористоводородной кислоты и поместите в него образец на пять минут.

Чтобы удалить оксидный слой, промойте его ионизированной водой. Затем изопропанол и просушить феном с азотом. Измерьте сопротивление листа с помощью четырехточечного щупа.

Типичный потребляемый ток составляет от одного до 10 микроампер. Общие методы фотолитографии используются для создания нанопроволочных устройств схематично. Начните с образца, содержащего нанопроволоку.

Нагрейте образец, затем открутите. Покройте его фоторезистом. После установки резиста используйте выравниватель маски, чтобы показать рисунок электродов и проявить образцы.

Промойте и высушите образцы. Затем используйте электронно-лучевой испаритель для испарения никеля на поверхности. Наконец, выполните взлет, чтобы выявить устройства, чтобы найти успешно сформированные полевые транзисторные устройства с нанопроволокой и зарегистрировать их местоположение.

Используйте оптический микроскоп с фильтром темного поля. С помощью анализатора полупроводниковых приборов и зондовой станции измеряются кривые внутривенного вхождения для выбранных устройств. Подключите к анализатору токопроводящий каскад в качестве клеммы затвора.

Затем поместите на него образец. Подсоедините иглы зонда в качестве выходных и дренажных клемм к анализатору. Затем с помощью камеры микроскопа зондовой станции поднесите иглы зонда к прибору и аккуратно коснитесь иглами электродов.

Приступайте к измерениям. Обработка собственных кремниевых пластин контактным легированием монослоя фосфора приводит к монотонному снижению листового сопротивления в зависимости от увеличения в разы и увеличения времени приводит к более высоким уровням легирования, а также к более высоким температурам анеле. Более низкие значения сопротивления листа коррелируют с активированной концентрацией легирования, при этом более низкое сопротивление листа указывает на более высокие уровни легирования.

Дальнейшее увеличение летоисчисления не приведет к дальнейшему снижению резистентности листа, так как доза доцента ограничена. На этой диаграмме показаны кривые IV нанопроволочных полевых транзисторов. Черная кривая предназначена для внутреннего устройства.

Сравните это с синей кривой для умеренно легированного монослоя. Контактный dope FET синего цвета. Он стоял на коленях при температуре 900 градусов по Цельсию в течение нескольких секунд.

Красная кривая предназначена для устройства с высокой крутизной, стоявшего на колене при температуре 1005 градусов Цельсия в течение 10 секунд. После этой процедуры могут быть выполнены другие методы, такие как времяпролетная масс-спектроскопия вторичных ионов, для дальнейшей характеристики свойств, таких как профили концентрации легирующих веществ. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как использовать процедуру моноконтактного легирования для создания сверхповерхностных профилей легирования на пластинах и нанопроводах.