Atomik İzlenebilir Nanoyapı İmalatı

Summary

Yüzey modelleme için Taramalı Tünelleme Mikroskobunun atomik metrolojisini seçici Atomik Katman Biriktirme ve Reaktif İyon Aşındırma ile birleştirmek için bir protokol rapor ediyoruz. Çok sayıda atmosferik maruziyet ve taşımayı içeren sağlam bir süreç kullanılarak, atomik metrolojiye sahip 3D nanoyapılar üretilir.

Abstract

Kazınmış nanoyapıların ölçeğini 10 nm aralığının altına düşürmek, sonunda hem özellik boyutu hem de özellik yoğunluğu üzerinde mükemmel bir kontrol sağlamak için kullanılan tüm üretim sürecinin atomik ölçekte anlaşılmasını gerektirecektir. Burada, ilk şablon tanımından son nanoyapı metrolojisine kadar atomik olarak çözülmüş ve kontrol edilen yapıları izlemek için bir yöntem gösteriyoruz ve nanofabrikasyon üzerinde yukarıdan aşağıya atomik kontrol için bir yol açıyoruz. Hidrojen depasivasyon litografisi, nano ölçekli üretim sürecinin ilk adımıdır, ardından nano ölçekli bir aşındırma maskesi yapmak için 2,8 nm'ye kadar titanya'nın seçici atomik katman birikimi yapılır. Arka planla kontrast gösterilir, bu da istenen desenlerde ve H pasifleştirilmiş arka plan üzerinde büyüme için farklı mekanizmaları gösterir. Desenler daha sonra ~ 6 nm'ye kadar çizgi genişliklerine sahip 20 nm yüksekliğinde nanoyapılar oluşturmak için reaktif iyon aşındırma kullanılarak yığın haline aktarılır. Bu işlemin sınırlamalarını göstermek için, delik ve çizgi dizileri üretilir. Çeşitli nanofabrikasyon işlem adımları farklı konumlarda gerçekleştirilir, bu nedenle süreç entegrasyonu tartışılır. Makroskopik bir numune üzerinde nanoyapıları bulmak için referans işaretlerinin kullanılması ve kimyasal olarak reaktif desenli Si(100)-H yüzeyinin atmosferik maruziyetten kaynaklanan bozulmaya karşı korunması dahil olmak üzere ilgili konular tartışılmaktadır.

Introduction

Nanoteknoloji yapılarını anlamak arenalarda, geniş bir yelpazede daha önemli hale geldikçe, özellikle litografi ve elektronik alanlarında, önem kazanmaktadır oluşturulmuştur. Özellikle 10 nm altındaki ölçeklerde, nano metroloji önemini vurgulamak için, sadece 1 nm özelliği büyüklüğünde bir varyasyonu fraksiyonel varyasyon en az% 10 olduğunu gösterir işaret edilmelidir. Bu varyasyon cihaz performansı ve malzeme karakter için önemli etkileri olabilir ^{1,2 -. 4} sentetik yöntemler kullanarak, örneğin kuantum noktaları veya diğer kompleks moleküller olarak çok hassas oluşan bireysel özellikler ^2,5,6, fabrikasyon ama genellikle aynı hassasiyeti eksik o....

Protocol

1. Ex-situ Numune Hazırlama

1. Cips hazırlayın
   1. Si (100) gofret işaretçileri belirlenmesi koymak için uygun etch maskesi tasarlayın. Standart optik litografi ve Rie kullanarak, STM örnekleri alınacak olan gofret içine referans işaretleri olarak satır bir ızgara etch. çizgiler, 10 mikron genişliğinde 1 mikron derinliğinde ve 500 um sahada olmalıdır. Gravür sonra, şerit örneğinden ışığa kalan.
      Not: fiducial işaretleri in-situ numune yanı AFM ve SEM olarak metroloji sırasında uç konumu için tanımlanabilir olmalıdır.
   2. Aşağı standart çakmak mavi dicing bant, yapışkan tarafı uygulayarak gofret yüzeyini koruyun.
   3. Bi....

Results

Burada tarif edilen durumda, HDL çok modlu litografi kullanılarak gerçekleştirilir. ²⁴ FE modunda, 8 V Örnek önyargı, 1 nA ve (50 nm / sn uç hızı eşdeğer) 0.2 mC / cm ile gerçekleştirildi, ucu üzerinde hareket eden depassivation çizgilerini üretmek Si kafes paralel ya da dik ya da yüzey. Bu olarak doğrusal Burada durumda, çok uç bağımlı iken, hatların tamamen depassivated kısmı çizgisinin her iki tarafında başka bir 2 nm olarak uzanan kısmi bir depassivation kuyrukları ile geniş yaklaşık 6 nm idi. Son derece .......

Discussion

Yukarıda tarif edilen nanoyapılarda üzerinde metroloji gerçekleştirme gibi AFM ve SEM gibi diğer araçları kullanarak HDL ve desen konumu sırasında uç konumlandırma köprü yeteneği gerektirir. Şekil 3'te gösterildiği gibi, e-ışını litografi gibi yüksek çözünürlüklü pozisyonu kodlama ile diğer gelişmiş desen araçlarının tersine olarak, burada gerçekleştirilen HDL, bu yüzden ekstra pozisyon tanımlaması protokoller kullanılmıştır, iyi kontrol edilen kaba konumlandırılması olmayan bir STM ile gerçekleştirilmi.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Si Gofret	VA Yarı İletken		P tipi (Bor) Si< 100> ± 2 derece, 280 mm & # 177; 25 mm kalınlığında, 0.01-0.02 ohm-cm
Ta folyo	Alfa Aesar	335	0.025  mm (0.001  içinde) kalın, %99,997 (metal bazlı)
Metanol	Alfa Aesar	19393	Yarı İletken Sınıfı, %99,9
2-Propanol	Alfa Aesar	19397	Yarı İletken Sınıfı, %99,5
Aseton	Alfa Aesar	19392	Yarı İletken Sınıfı, %99,5
Argon	Praxair		Ultra yüksek saflıkta (derece 5.0)
Deiyonize su	Kırlangıç	Milli-Q Su Arıtma Sistemi	>18 MW rezistanslı su talep üzerine üretilmektedir.
TiCl4	Sigma Aldrigh	254312	≥ % 99,995 eser metal bazında
O2< / sub>	Matheson	G2182101	Araştırma Sınıfı
SF < sub > 6 < / sub>	Matheson	G2658922	Ultra yüksek saflıkta (sınıf 4.7)
Mavi Orta Tack Roll Semiconductor	Equipment Corporation	18074	Kalınlık 75 & # 956; m / 0.003 inç   Uzunluk 200 m / 660'