Düşük sıcaklıkta dikey olarak hizalanmış karbon nanotüplerin büyümesi ve ardından yarı iletken fabrikasyonu kullanılarak dikey ara bağlantı elektrik test yapılarının imalatı için bir yöntem sunulmaktadır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Düşük sıcaklıkta dikey olarak hizalanmış karbon nanotüplerin büyümesi ve ardından yarı iletken fabrikasyonu kullanılarak dikey ara bağlantı elektrik test yapılarının imalatı için bir yöntem sunulmaktadır.
Elektriksel olarak iletken ince filmler üzerinde dikey olarak hizalanmış karbon nanotüp (CNT) demetlerinin düşük sıcaklık büyümesi (350 °C) için bir yöntem gösteriyoruz. Düşük büyüme sıcaklığı nedeniyle proses, modern düşük κ dielektrikler ve bazı esnek alt tabakalarla entegrasyona izin verir. İşlem, standart yarı iletken imalatı ile uyumludur ve dikey ara bağlantı test yapıları için elektrikli 4 noktalı prob test yapılarının imalatı için bir yöntem sunulmaktadır. Taramalı elektron mikroskobu kullanılarak, CNT'nin dikey hizalanmasını gösteren ve CNT büyüme süresini ayarlamak için kullanılabilen CNT demetlerinin morfolojisi araştırılmıştır. Raman spektroskopisi ile CNT'nin kristalliği incelenir. CNT'nin düşük büyüme sıcaklığı nedeniyle birçok kusuru olduğu bulundu. Test dikey ara bağlantılarının elektrik akımı-voltaj ölçümleri, CNT demeti ile üst ve alt metal elektrotlar arasında iyi bir omik temas sağlandığını gösteren doğrusal bir tepki gösterir. CNT demetinin elde edilen özdirençleri literatürdeki ortalama değerler arasında yer alırken, rekor düzeyde düşük bir CNT büyüme sıcaklığı kullanılmıştır.
Bakır ve tungsten, şu anda devlet-of-the-art çok-büyük ölçekli entegrasyon (VLSI) teknolojisinde ara bağlantı için kullanılan metaller, güvenilirlik ve elektrik iletkenliği 1 açısından fiziksel sınırlarının yaklaşıyor. Aşağı-ölçekleme transistörler genellikle performansı artırır iken, aslında direnç ve interconnect'lerdeki akım yoğunluğunu arttırır. Bu gecikme ve güç tüketimi 2 açısından entegre devre (IC) bir performans hakim ara bağlantı ile sonuçlanmıştır.
Karbon nanotüpler (CNT) dikey interconnet CNT olarak (yollar,) kolayca 3 dikey büyümüş olabilir özellikle, Cu ve W madensel alternatif olarak ileri sürülmüştür. CNT Cu 4 den 1000 katı daha yüksek akım yoğunluğu bir ile tamamen mükemmel elektriksel güvenilirlik gösterilmiştir. Ayrıca, CNT yüzey ve tane sınırı saçılma muzdarip değil, hangi r artıyornanometre ölçeğinde 5 de Cu esistivity. Son olarak, CNT VLSI fiş ısı yönetimi yardımcı olabilir mükemmel termal iletken 6, olduğu gösterilmiştir.
VLSI teknolojisi CNT başarılı entegrasyon için CNT büyüme süreçleri yarı iletken fabrikasyon uyumlu yapılmış olması önemlidir. Bu malzeme ve büyük ölçekli imalat uyumlu ve ölçeklenebilir kabul edilir ekipman kullanılarak CNT (<400 ° C) düşük sıcaklık büyümesini gerektirir. CNT Test yolların bir çok örneği literatürde 7,8,9,10,11,12,13,14 gösterilmiştir olsa da, bunların çoğu IC kontaminant 15 imalat olarak kabul edilir, katalizör olarak Fe kullanımı. Bunun yanı sıra, bu çalışmaların birçoğunda kullanılan büyüme sıcaklığı 400 ° C üst sınırının çok daha yüksektir. Tercihen CNT hatta modern düşük κ yalıtkanların veya esnek ile entegrasyon sağlamak amacıyla, 350 ° C'nin altında yetiştirilen olmalıdıryüzeyler.
Burada katalizör 16 VR ile 350 ° C kadar düşük sıcaklıklarda CNT yetiştirmek için ölçeklenebilir bir yöntem sunulmaktadır. Bu yöntem, entegre devreler dik olarak sıralanmaktadır CNT oluşan farklı elektrik yapıların imal edilmesi, süper kondansatör ve alan emisyon cihazlara ara-bağlantısı ve elektrotların arasında değişen için ilgi çekmektedir. TiN sık kullanılan bariyer malzemesi 7 ise Co katalizör metal genellikle, silisid en 17 imalatı için IC imalat alanlarında kullanılmaktadır. Ayrıca, yalnızca standart yarıiletken imalat teknikleri kullanarak CNT Test VIAS imal edilmesi için bir işlem ortaya koymaktadır. Bu grubu, CNT testi yollar, elektron mikroskobu (SEM) ve Raman spektroskopisi ve elektriksel karakterize tarayarak tarafından denetlenir, imal edilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Dikkat: Kullanmadan önce ilgili tüm malzeme güvenlik bilgi formlarını (MSDS) danışın. Bu üretim işleminde kullanılan kimyasalların çeşitli akut olarak toksik ve kanserojen bulunmaktadır. Nanomalzemeler onların toplu meslektaşı ile karşılaştırıldığında ek tehlikeler olabilir. Mühendislik kontrolleri (davlumbaz) ve kişisel koruyucu ekipman (koruyucu gözlük, eldiven, temiz oda giysiler) kullanımı da dahil olmak üzere, ekipman, kimyasal madde veya Nanomalzemelerin ile çalışırken tüm uygun güvenlik uygulamalarını kullanın.
Litografi 1. Hizalama Marker Tanımı
2. Alt Metal ve Interlayers Dielektrik Biriktirme
3. Catalyst Biriktirme ve CNT Büyüme
4. Borda Metalleştirme
5. Ölçümler
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu çalışmada kullanılan ölçüm yapısının tasarımı, Şekil 1 'de bulunabilir. Prob, tel dirençleri atlatılabilir olarak CNT demeti direnci ve metal CNT dirençleri ölçümü doğru olarak belirlenebilir, böyle bir yapının kullanılması suretiyle. Demetin direnci CNT demetinin kalitesi ve yoğunluğu için bir ölçüdür. Farklı uzunluklarda temas direnci demetleri belirlemek için ölçülür.
45 ° hızıyla metalle önce üst alınan 60 dakika boyunca 350 ° C 'de yetiştirilen CNT tipik bir ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Şekil 1, bu çalışmada imal yapısının şematik genel bakışını gösterir ve bu 4-nokta prob ölçümleri için kullanıldı. Potansiyel hiçbir akım taşıyan problar ile ölçülür gibi, merkezi CNT demeti ve metal olan kişiler üzerinde tam potansiyel damla (VH -V L) ölçülebilir. Büyük çaplı CNT demetleri akım zorlama problar için toplam direncini azaltmak ve merkezi CNT paket üzerindeki potansiyel düşüş maksimize etmek için, kontak pedleri gelen alt TiN katmanını temas için kullanılır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Fransa, Almanya, Macaristan, Hollanda, Norveç ve İsveç'teki Kamu Otoriteleri ve ENIAC Ortak Teşebbüsü tarafından finanse edilen proje JEMSiP_3D'da çalışmanın bir kısmı gerçekleştirilmiştir. Yazarlar, işleme desteği için Dimes Teknoloji Merkezi personeline teşekkür eder.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Si (100) gofret 4 " | Uluslararası Gofret Hizmeti | Direnç: 2-5 m & Omega; -cm, kalınlık: 525 & mikro; m | |
| Ti-püskürtme hedefi (%99,995 saflık) | Praxair | ||
| Al (%1 Si)-püskürtme hedefi (%99,999 saflık) | Praxair | ||
| Co (%99,95 saflık) | Kurt J. Lesker | ||
| SPR3012 pozitif fotorezist | Dow Electronic Materials | ||
| MF-322 geliştiricisi | Dow Electronic Materials | ||
| HNO3 (% 99,9) | KMG Ultra Saf Kimyasallar | ||
| HNO3< / alt> (% 69,5) | KMG Ultra Saf Kimyasallar | ||
| HF% 0.55 | Honeywell | ||
| Tetrahidrofuran | JT Baker | ||
| Aseton | Sigma-Aldrich | ||
| ECI3027 pozitif fotorezist | AZ | ||
| Tetraetil ortosilikat (TEOS) | Praxair | ||
| N2 (%99,9990) | Praxair | ||
| O2 (%99,9999) | Praxair | ||
| CF4 (%99,9970) | Praxair | ||
| Cl2 (%99,9900) | Praxair | ||
| HBr (%99,9950) | Praxair | ||
| Ar (%99,9990) | Praxair | ||
| C2F6 (%99,9990) | Praxair | ||
| CHF3 (%99,9950) | Praxair | ||
| H2 (%99,9950) | Praxair | ||
| C2H2 ( %99,6000) | Praxair | ||
| EVG 120 kaplayıcı/geliştirici | EVG | ||
| ASML PAS5500/80 waferstepper | ASML | ||
| SPTS & Omega; mega 201 plazma aşındırıcı | SPTS | Si ve metal aşındırma SPTS | |
| & Sigma için kullanılır; igma püskürtme kaplayıcı | SPTS | ||
| Novellus Concept One PECVD | LAM | ||
| Drytek 384T plazma aşındırıcı | LAM | Oksit aşındırma için kullanılır | |
| CHA Çözeltisi e-ışınlı evaporatör | CHA | ||
| AIXTRON BlackMagic Pro CVD aracı | AIXTRON | Karbon nanotüp büyümesi | |
| Philips XL50 taramalı elektron mikroskobu | FEI | ||
| Tepla 300 | PVA TePla | Resist plazma sıyırıcı | |
| Avenger durulama kurutucu | Microporcess Technologies | ||
| Leitz MPV-SP refleksometre | Leitz | ||
| Renishaw inVia Raman spektroskopu | Renishaw | ||
| Agilent 4156C parametre spektrum analizörü | Agilent | ||
| Cascade Microtech prob istasyonu | Cascade Microtech |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.