3D mikro ölçekli özelliklerin 20 nm altı şekil doğruluğuna sahip metal destekli kimyasal baskı için katı ve gözenekli silikon gofretlere bir protokol sunulmaktadır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Gözenekli ve Katı Silikon Gofretlerin Metal Destekli Elektrokimyasal Nanoimprintingi
Bu makalede
Özet
Özet
Metal destekli elektrokimyasal baskı (Mac-Künye), monokristal grup IV'te (örneğin, 3D mikro ve nano ölçekli özellikleri doğrudan desenleyebilen metal destekli kimyasal gravür (MACE) ve nanoimprint litografinin bir kombinasyonudur. Si) ve III-V (örneğin, GaAs) kurban şablonlarına ve litografik adımlara ihtiyaç duymadan yarı iletkenler. Bu işlem sırasında, asil bir metal katalizör ile kaplanmış yeniden kullanılabilir bir damga, metal-yarı iletken temas arayüzünde Si'nin seçici olarak kazınmasına yol açan hidroflorik asit (HF) ve hidrojen peroksit (H2O2) karışımı varlığında bir Si gofreti ile temas ettirilir. Bu protokolde, iki Mac-Imprint konfigürasyonunda uygulanan damga ve substrat hazırlama yöntemlerini tartışıyoruz: (1) Katı bir katalizöre sahip Gözenekli Si Mac-Imprint; ve (2) Gözenekli bir katalizör ile Katı Si Mac-Imprint. Bu işlem yüksek aktarım hızına sahiptir ve 20 nm altı çözünürlüğe sahip santimetre ölçeğinde paralel desenleme yapabilir. Ayrıca tek bir işlemde düşük kusur yoğunluğu ve geniş alan desenleme sağlar ve derin reaktif iyon gravür (DRIE) gibi kuru gravür ihtiyacını atlar.
Giriş
Yarı iletkenlerin üç boyutlu mikro ve nano ölçekli desenlenmesi ve dokulaştırılması, optoelektronik1,2, fotonik3, antireflektif yüzeyler4, süper hidrofobik ve kendi kendini temizleyen yüzeyler5,6 gibi çeşitli alanlarda çok sayıda uygulama sağlar. Prototipleme ve seri üretim 3D ve hiyerarşik desenler, 20 nm altı çözünürlüğe sahip yumuşak litografi ve nanoimprinting litografi ile polimerik filmler için başarıyla gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte, bu tür 3D polimerik desenlerin Si'ye aktarılması, reakti....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
DİkKAT: Uygun güvenlik uygulamalarını ve kişisel koruyucu ekipmanları (örneğin laboratuvar önlüğü, eldivenler, güvenlik gözlükleri, kapalı ayak ayakkabısı) kullanın. Bu prosedür, son derece tehlikeli bir kimyasal olan ve ek kişisel koruyucu ekipman (örneğin, bir yüz kalkanı, doğal kauçuk önlük ve el, bilek ve ön kollarını kaplayan ikinci bir çift nitril eldiven) gerektiren HF asidi (H wt) kullanır.
1. Mac-künye için damga hazırlığı
-
PDMS kalıp imalatı
- Cam kabın içinde deiyonize saf (DI) su ve amonyum hidroksitleri 5:1 oranında (hacim) karıştırarak RCA-1 çözeltisini hazırlayın. Beheri karışımla birlikte k....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Mac-Künye pullarının ve baskılı Si yüzeylerinin morfolojik özelliklerini incelemek amacıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri, optik mikroskop taramaları (Şekil 9) ve atomik kuvvet mikroskopisi (AFM) taramaları (Şekil 10) elde edilmiştir. Baskılı katı Si'nin kesitsel profili, kullanılan gözenekli Au damgasınınkiyle karşılaştırıldı (Şekil 10). Mac-Imprint sırasında desen aktarımı doğruluğ.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Mac-Imprint pulları ve önceden belirlenmiş Si çipleri (p-type, [100] oryantasyon, 1-10 Ohm⭐cm) sırasıyla protokolün 1 ve 2. 3D hiyerarşik desenler içeren pullara sahip önceden belirlenmiş Si çipinin Mac-Imprint'i protokolün bölüm 3'üne göre gerçekleştirilmiştir (Şekil 9). Şekil 9a'da gösterildiği gibi, Mac-Künyenin farklı konfigürasyonları uygulandı: katı Au (solda) ile katı Si, katı Au (orta)9 ile gözenekli Si ve gözenek.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Açıklayacak bir şeyimiz yok.
Teşekkürler
Dr. Keng Hsu'yu (Louisville Üniversitesi) bu çalışmayla ilgili öngörüler için kabul ediyoruz; Illinois Üniversitesi Frederick Seitz Laboratuvarı ve anısına personel scott Maclaren; Arizona Eyalet Üniversitesi'nin LeRoy Eyring Katı Hal Bilimi Merkezi; ve Bis grove Bursiyerleri Ödülü altında Arizona Bilim Vakfı.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Aseton, %>99,5, ACS reaktifi | Sigma-Aldrich | 67-64-1 | DİKKAT, kimyasal |
| Amonyum florür, %>98, ACS sınıfı | Sigma-Aldrich | 12125-01-8 | DİKKAT, tehlikeli |
| Amonyum hidroksit çözeltisi, %28-30, ACS reaktifi | Sigma-Aldrich | 1336-21-6 | DİKKAT, tehlikeli |
| AZ 400K geliştirici | Mikrokimyasallar AZ 400K | DİKKAT, kimyasal | |
| BenchMark 800 Etch Axic | BenchMark 800 | Reaktif iyon aşındırma | |
| Krom hedefi, 2 "x 0.125",% 99.95 saflıkta | ACI alaşımları | ADM0913 | Magnetron püskürtme krom hedefi |
| CTF 12 | Karbolit Gero | C12075-700-208SN | Tüp fırın |
| Kurutucu | Fisher bilimsel Chemglass yaşam bilimleri | CG122611 | Kurutucu |
| F6T5/BLB | Eiko | F6T5/BLB 6W | UV ampul |
| Altın hedef, 2" x 0.125", %99,99 saflıkta | ACI alaşımları | N/A | Magnetron püskürtme altın hedef |
| Ocak gözü KW-4AH | Chemat Technology | KW-4AH | Düzgün sıcaklık profiline sahip tesviye edilmiş ocak gözü |
| Hidroflorik asit, %48, ACS reaktifi | Sigma-Aldrich | 7664-39-3 | DİKKAT, son derece tehlikeli |
| Hidrojen peroksit, %30, ACS reaktifi | Fisher Chemical | 7722-84-1 | DİKKAT, tehlikeli |
| İzopropil alkol, %>99,5, ACS reaktifi | LabChem | 67-63-0 | DİKKAT, kimyasal |
| MLP-50 | Dönüştürücü Teknikleri | MLP-50 | Yük hücresi |
| Nitrik asit, %70, ACS sınıfı | SAFC | 7697-37-2 | DİKKAT, tehlikeli |
| NSC-3000 | Nano-master | NSC-3000 | Magnetron püskürtme |
| Potasyum hidroksit, %45, Sertifikalı | Fisher Chemical | 1310-58-3 | DİKKAT, kimyasal |
| Rocker 800 vakum pompası, 110V/60Hz | Rocker | 1240043 | Yağsız vakum pompası |
| Silikon ana kalıp | NILT | SMLA_V1 | Desenli silikon çip |
| Silikon gofretler, birinci sınıf | Üniversite gofret | 783 | Si gofret |
| Gümüş hedef, 2" x 0.125", %99,99 saflıkta | ACI alaşımları | HER2318 | Magnetron püskürtme gümüş hedef |
| SP-300 | BioLogic | SP-300 | Potansiyostat |
| SPIN 150i | Spincoating | SPIN 150i | Spin kaplayıcı |
| SPR 200-7.0 pozitif fotorezist | Microchem | SPR 220-7.0 | DİKKAT, kimyasal |
| Karıştırma ocak | gözü Thermo scientific Cimarec+ | SP88857100 | Genel amaçlı ocak gözü |
| SU-8 2015 negatif fotorezist | Microchem | SU-8 2015 | DİKKAT, kimyasal |
| SYLGARD 184 Silikon elastomer kiti | DOW | 4019862 | DİKKAT, kimyasal |
| T-LSR150B | Zaber Teknolojileri | T-LSR150B-KT04U | Motorlu lineer kademe |
| Trikloro(1H,1H,2H, 2H-perflorooktil)silan (PFOCS), %97 | Sigma-Aldrich | 78560-45-9 | DİKKAT, tehlikeli |
Kaynaklar
- Ning, H., et al. Transfer-Printing of Tunable Porous Silicon Microcavities with Embedded Emitters. ACS Photonics. 1 (11), 1144-1150 (2014).
- Hirschman, K. D., Tsybeskov, L., Duttagupta, S. P., Fauchet, P. M. Silicon-based light emitting devices integrated i....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
