Organofosfor Bileşikleri Kullanma Silikon Yüzeyler ve Nanotellerin monolayer İletişim Doping

Aşağıdaki deneyin genel amacı, tek katmanlı temas doping yöntemini kullanarak silikon feragatnamelerin ve nanotellerin sığ dopingini göstermektir. Bu, kendi kendine monte edilmiş bir tek tabakanın oluşumu için bir donör substratın bir öncü çözelti ile reaksiyona sokulmasıyla elde edilir. Tek tabaka, potansiyel katkı maddesi atomları içerir ve iyi tanımlanmış ve sınırlı bir katkı maddesi kaynağı olarak hizmet eder.

İkinci adım olarak, donör substrat hedef substrat ile temas ettirilir ve her ikisi de hızlı bir termal anal sistemde diz çöktürülür. Anal işlem sırasında, tek katmanlı moleküller ayrışır ve doin-to atomları hem donör hem de hedef substratlar üzerine yayılır ve aktive edilir. Daha sonra, iki alt tabaka ayrılır ve levha direncini ölçmek için dört noktalı bir prob kurulumu kullanılır.

Sonuçlar, hedef alt tabakalar için ölçülen tabaka direnç değerlerinde tipik bir azalma olduğunu, çeşitli ane süreleri ve sıcaklıklar için diz çöktüğünü göstermektedir. Bu tekniğin iyon implantasyonu gibi mevcut yöntemlere göre en büyük avantajı, çok sığ doping profillerinin basit ama güvenilir bir şekilde oluşturulmasını sağlamasıdır. Bu yöntem, tüm gofretlerin yanı sıra nanoyapıların yüzey katkıları için kullanışlıdır.

Ayrıca 3D cihaz mimarileri ve daha fazlası gibi diğer sistemler için de kullanılabilir. Hedef ve donör olarak kullanılacak dielektrik substratlara sahip silikon ve silikonu tanımlayın, piranha çözeltileri ile çalışmaya hazırlanın. Buradaki substratları yaklaşık 120 mililitre kaplamak için yeterli asidik piranha hidrojen peroksit ve sülfürik asit çözeltisi elde edin.

Piranha çözeltisi ile çalışırken çok dikkatli olun. Alt tabakaları uygun bir tutucuya yerleştirin. Tutucuyu 15 dakika boyunca pirana çözeltisine yerleştirin.

15 dakika sonra, numunelerle birlikte tutucuyu geri alın ve her şeyi deiyonize suda üç kez durulayın. Daha sonra, tutucuyu ve alt tabakaları yaklaşık 140 mililitre amonyum hidroksit, hidrojen peroksit ve deiyonize sudan oluşan bir baz perha çözeltisine batırın. Bunu sekiz dakika boyunca 60 santigrat derecede ultrasonik bir banyoya koyun Banyodan sonra, numuneleri üç kez deiyonize suda durulayın, ardından etanolde durulayın.

Daha sonra bir nitrojen akışı altında kurutun. Numuneleri 115 derecelik bir fırında 10 dakika kurutun. Tek tabaka oluşumu için, basınca güvenli bir şişede meline içinde hacimce %1'lik bir tetraetil metilen difosfat hazırlayın.

Donör substratlarını yaklaşık 20 mililitre kaplamak için yeterli olmalıdır. Bu durumda, donör substratları şişeye aktarmak için cımbız kullanın ve örtüldüklerinden emin olun. Ardından şişeyi kapatın.

Şişeyi iki saat ısıtmak için 100 santigrat dereceye kadar ısıtılmış bir mineral yağ banyosu kullanın. Sonra şişeyi üç dakika soğumaya bırakın. Şişeyi açın ve numuneleri üç kez meline ve üç kez di kloro metan içinde durulayın.

Daha sonra bir nitrojen akışı altında kurutun. Nanotel sentezi, bir mikroskop camının temizlenmesi ile başlar. Oksijen plazmasını iki dakika boyunca kaydırın.

Tamamen kaplamak için slayt üzerine birkaç damla poli L Lycine solüsyonu uygulayın. Beş dakika bekleyin, ardından iyonize su ile durulayın ve nitrojen ile kurutun. Şimdi tamamen kaplamak için slayta birkaç damla altın kolloid çözeltisi uygulayın.

İki dakika bekleyin. İyonize su ile durulayın ve nitrojen ile kurutun. 30 saniye boyunca oksijen plazması kullanarak organik kirleticileri uzaklaştırın.

Altın nanopartiküller içeren cam slaytı bir kimyasal buhar biriktirme odasına yerleştirerek ve tahliye ile boşaltarak devam edin. Odayı 440 santigrat derece ve 35 tor'da saniyede 50 standart santimetreküp moleküler hidrojen akışıyla önceden dengeleyin. Ardından, yaklaşık 50 mikrometre nanotel elde etmek için saniyede iki standart santimetreküp salin akıtarak biriktirme işlemine başlayın.

Biriktirme işlemini 30 dakika boyunca gerçekleştirin. Tamamlandığında, nanotelleri mikroskopi ile ölçün. Telleri ölçtükten sonra, slaytı Nanotel film ile yerleştirin.

Bir şişede, slaydı yaklaşık bir santimetre kaplamak için etanol ekleyin. Şişeyi üç saniye boyunca sonikleştirin, bu sırada çözelti hafifçe bulanık hale gelmelidir. Sıcak bir plakayı önceden 150 dereceye ısıtın.

Daha sonra üzerine bir silisyum nitrür silisyum dioksit, silikon substrat yerleştirin. Isıtılmış yüzeye birkaç damla nanotel süspansiyonu ekleyin. Sıvı kuruduktan sonra, karanlık alan filtreli bir optik mikroskop kullanarak yüzeydeki nanotellerin yoğunluğunu kontrol edin.

Tek nanotel cihazların yüksek verimini elde etmek için, bu damla döküm işlemi, yaklaşık 20 mikrometre minimum nanotel uzunluğu ile milimetre kare başına yaklaşık 100 nanotel yüzey yoğunlukları üretmelidir. Doping elde etmek için, nanotellere sahip substrat ve donörün temas etmesi gerekir. Hedef alt tabakayı hızlı termal anal odaya yerleştirin.

Donör substratı, ön tarafı hedef substrata bakacak şekilde hedef substratın üzerine yerleştirin. Anal işlemi başlatın. Bu numuneler altı saniyelik bir rampaya tabi tutulacaktır.

Oda sıcaklığından 1000 santigrat derece anal sıcaklığa kadar geçen süre 40 saniye boyunca tutulur. Tek katmanlı temas katkılı numune yapıldıktan sonra, direncini ölçmeye hazırlanın. % 1'lik bir hidroflorik asit çözeltisi elde edin ve numuneyi beş dakika boyunca içine yerleştirin.

Oksit tabakasını çıkarmak için iyonize su ile durulayın. Daha sonra izopropanol ve nitrojen ile kurutun. Dört noktalı bir prob tekniği kullanarak tabaka direncini ölçün.

Uygulanan tipik akım bir ila 10 mikroamperdir. Nanotel cihazları şematik olarak üretmek için yaygın fotolitografi teknikleri kullanılır. Nanoteller içeren numune ile başlayın.

Numuneyi ısıtın, ardından döndürün. Fotoğraf direnci ile kaplayın. Direnci ayarladıktan sonra, elektrot modelini ortaya çıkarmak ve numuneleri geliştirmek için bir maske hizalayıcı kullanın.

Numuneleri durulayın ve kurulayın. Ardından, nikeli yüzeylere buharlaştırmak için bir e-kirişli evaporatör kullanın. Son olarak, başarıyla oluşturulmuş nanotel alan etkili transistör cihazlarını bulmak ve konumlarını kaydetmek için cihazları ortaya çıkarmak için kalkış gerçekleştirin.

Karanlık alan filtreli bir optik mikroskop kullanın. Seçilen cihazlar için IV eğrilerini ölçmek için bir yarı iletken cihaz analizörü ve prob istasyonu kurulumu kullanılır. Analizöre geçit terminali olarak iletken bir aşama bağlayın.

Ardından numuneyi üzerine yerleştirin. Prob iğnelerini kaynak olarak bağlayın ve terminalleri analizöre boşaltın. Ardından, prob iğnelerini cihazın yanına getirmek için prob istasyonunun mikroskop kamerasını kullanın ve elektrotlara iğnelerle hafifçe dokunun.

Ölçümlere devam edin. İçsel silikon gofretlerin fosfor tek katmanlı temas dopingi ile muamele edilmesi, tabakada monotonik bir azalmaya neden olur Direnç değerleri, ane katlarının bir fonksiyonu olarak daha uzun ane süreleri, daha yüksek anel sıcaklıkları gibi daha yüksek doping seviyelerine yol açar. Daha düşük tabaka direnç değerleri, daha yüksek doping seviyelerini gösteren daha düşük tabaka direnci ile aktif doping konsantrasyonu ile ilişkilidir.

Yıllık sürenin daha da artması, doktor dozu sınırlı olduğu için tabaka direncinin daha da azalmasına neden olmayacaktır. Bu diyagram, nanotel alan etkili transistörlerin IV eğrilerini göstermektedir. Siyah eğri içsel bir cihaz içindir.

Bunu, orta derecede katkılı tek katman için mavi eğri ile karşılaştırın. Mavi renkte dope FET ile iletişime geçin. Saniyeler boyunca 900 santigrat derecede diz çöktü.

Kırmızı eğri, 10 saniye boyunca 1005 santigrat derecede diz çökmüş bir cihaz içindir. Bu prosedürü takiben, doping konsantrasyon profilleri gibi özellikleri daha fazla karakterize etmek için uçuş süresi, ikincil iyon kütle spektroskopisi gibi diğer yöntemler gerçekleştirilebilir. Bu videoyu izledikten sonra, gofretler ve nano teller üzerinde ultra sığ doping profilleri oluşturmak için mono temaslı doping prosedürünün nasıl kullanılacağını iyi anlamış olmalısınız.