Name: Organofosfor Bileşikleri Kullanma Silikon Yüzeyler ve Nanotellerin monolayer İletişim Doping (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-02T21:15:00.000+00:00
Duration: 9 min 45 s
Description: Keşfedin silikon yüzeyler ve nanoteller için ultra sığ katkılama yöntemini. Kendiliğinden oluşan monolayer ve hızlı termal tavlama ile kontrollü katkı atomları sağlanır. Bu teknik yarı iletken cihazların elektriksel özelliklerini geliştirir.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma kısmen Farkas ışık kaynaklı süreçler merkezi tarafından finanse edildi.

1. Yüzey Temizleme
<ol>
	<li>1: 3 hidrojen peroksit (% 30) ve konsantre sülfürik asidi karıştırarak asidik piranha çözeltisi hazırlayın. 
	Dikkat: Piranha çözeltileri son derece güçlü ve tehlikeli oksitleyici maddelerdir ve çok dikkatli kullanılmalıdır. Bu çözeltiler organik çözücülerle temas ettiğinde patlayabilir. Prosedürü yalnızca uygun eğitim ve güvenlik ekipmanına sahip kalifiye personel gerçekleştirebilir.</li>
	<li>Substratları (daha sonra donör ve hedef substratlar olarak kullanılır) uygun tutucuya yerleştirin ve 15 dakika boyunca piranha solüsyonuna yerleştirin.</li>
	<li>Numuneleri DI suda 3 kez durulayın.</li>
	<li>1: 1: 5 amonyum hidroksit (% 25), hidrojen peroksit (% 30) ve DI suyunu karıştırarak baz piranha çözeltisini hazırlayın.</li>
	<li>Substratları (daha sonra donör ve hedef substratlar olarak kullanılır) uygun tutucuya yerleştirin ve baz piranha çözeltisine yerleştirin ve 8 dakika boyunca 60 ° C'de ultrasonik banyoya yerleştirin.</li>
	<li>Numuneleri DI suda 3 kez durulayın.</li>
	<li>Numuneleri etanol içinde durulayın, ardından bir nitrojen akışı altında kurutun.</li>
	<li>Numuneleri 115 °C fırında 10 dakika kurutun.</li>
</ol>
2. Tek Tabaka Oluşumu
<ol>
	<li>Mesitylene'de %1 v/v'lik bir tetraetil metilendifosfonat çözeltisi hazırlayın.</li>
	<li>Donör substratlarını metilendifosfonat mezitilen çözeltisi içeren basınca dayanıklı bir şişeye yerleştirin, kapatın ve 100 ° C'de 2 saat ısıtın
	Önemli: Çözücüyü kapalı bir şişede ısıtmak basınç oluşturur. Kullanılan kabın uygun olduğuna ve oluşan basınca dayanacağına dikkat edilmelidir. Çözücü içeren kapalı şişe, çözücü kaynama noktasına yakın veya üzerinde ısıtılmamalıdır. Flakon sıcakken açılmayabilir.</li>
	<li>Şişeyi soğumaya bırakın, şişeyi açın ve numuneleri 3 kez mesitilen, 3 kez diklorometan içinde durulayın ve nitrojen akışı altında kurutun. 
	* Nanotellerin dopingi için adım 3'e devam edin, gofretlerin dopingi için adım 5'e geçin.</li>
</ol>
3. Nanotel Sentezi
<ol>
	<li>Oksijen plazmasında bir mikroskop cam slaytını 2 dakika boyunca temizleyin.</li>
	<li>Slaytın üzerini tamamen kaplayacak şekilde birkaç damla poli-L-lizin solüsyonu uygulayın, 5 dakika bekleyin, ardından DI su ile durulayın ve nitrojen ile kurutun.</li>
	<li>Slaytın üzerini tamamen kaplayacak şekilde birkaç damla altın kolloid solüsyonu uygulayın, 2 dakika bekleyin, ardından DI su ile durulayın ve nitrojen ile kurutun.</li>
	<li>30 saniye boyunca oksijen plazması kullanarak organik kirleticileri uzaklaştırın.</li>
	<li>Altın nanopartiküller içeren cam slaytı bir CVD odasına yerleştirin ve boşaltın.</li>
	<li>Odayı 440 °C, 35 torr ve 50 sccm H2 akışında önceden dengeleyin.</li>
	<li>SiH4 gazı, 2 sccm akışı ile biriktirme işlemine başlayın. Yaklaşık 50 μm uzunluğunda nanoteller elde etmek için CVD işlemini 30 dakika boyunca gerçekleştirin.</li>
	<li>Nanotellerin uzunluğunu ölçün (SEM veya karanlık alan filtresi kullanarak optik mikroskop ile). Optik bir mikroskop kullanarak, numune kenarlarında duran nanotellerin uzunluğunu ölçüyorsanız, orada yüzeye paralel olarak dışarı çıkan bir tel bulmak kolay olmalıdır.</li>
</ol>
4. Alt Tabaka Üzerine Nanotel Damla Döküm
<ol>
	<li>Nanotelleri etanol içinde askıya alın. Adım 3'te hazırlanan nanotel filmli slaytı bir şişeye yerleştirin ve slaytı ~ 1 cm'lik fazla sıvı seviyesiyle kaplamak için etanol ekleyin.</li>
	<li>Şişeyi 3 saniye boyunca sonikleştirin, çözelti hafifçe bulanık hale gelmelidir. 
	Önemli: Askıya alınmış nanoteller, süspansiyon stabil olmadığı için toplanma eğilimindedir; bu nedenle, hazırlandıktan kısa bir süre sonra, toplama gerçekleşmeden önce kullanılmalıdır.</li>
	<li>Si3N4 / SiO2 / Si alt tabakasını önceden 150 ° C'ye ısıtılmış bir sıcak plaka üzerine yerleştirin. Isıtılmış yüzeye birkaç damla nanotel süspansiyonu ekleyin. Sıvı kuruduktan sonra, karanlık alan filtreli bir optik mikroskop kullanarak damla döküm işlemini takiben yüzeydeki nanotellerin yoğunluğunu kontrol edin. Tek nanotel cihazların yüksek verimini elde etmek için, işlem 1 mm2 başına yaklaşık 100 nanotel yüzey yoğunluğu ve minimum ~ 20 μm nanotel uzunluğu ile sonuçlanmalıdır.</li>
</ol>
5. Hızlı Termal Tavlama
<ol>
	<li>Hedef substratı (önceki adımlardan bir substrata dökülen içsel Si gofret veya nanoteller), hedef donör substrata bakacak şekilde donör substrat üzerine yerleştirin.</li>
	<li>İki alt tabakayı RTA odasına yerleştirin ve oda kapısını kapatın.</li>
	<li>Odayı boşaltın, Argon ile temizleyin, ardından tekrar boşaltın. Bu adım, haznede oksijen veya diğer istenmeyen gaz kalıntılarının kalmamasını sağlar.</li>
	<li>Alt tabakaları istenen sıcaklık ve sürede tavlayın. Sac direnç değeri ile gösterilen doping seviyesi, tavlama süresine ve sıcaklığına bağlıdır (Şekil 1). 1.000 ºC tavlama sıcaklığı ve 40 sn tavlama süresi olan bir işlem gösterilmiştir. Tipik olarak, 5-120 sn tavlama süreleri uygulanır. Sıcaklık rampa süresi, tavlama sistemi özelliklerine bağlı olarak mümkün olduğunca kısa olmalıdır. Burada oda sıcaklığından proses sıcaklığına kadar 6 saniyelik bir rampa süresi kullanılır.</li>
</ol>
6. Sac Dayanım Ölçümleri
<ol>
	<li>Oksit tabakasının çıkarılması için MLCD katkılı numuneyi %1 hidroflorik asit çözeltisine 5 dakika batırın.</li>
	<li>DI su, izopropanol ile durulayın ve nitrojen akışı ile kurutun.</li>
	<li>Dört noktalı prob kurulumu kullanarak tabaka direncini ölçün. Bu örnek için, Jandel RM3-AR kullanılır ve özel bir otomatik sac direnci ölçüm sistemine sahiptir. Uygulanan tipik akım 1-10 μA aralığındadır.</li>
</ol>
7. Nanotel Cihaz İmalatı ve Karakterizasyonu
<ol>
	<li>Numuneyi sıcak bir plaka üzerinde 120 °C'de 5 dakika ısıtın.</li>
	<li>4.000 rpm'de sıkma kaplaması AZ nLOF2020 fotorezist.</li>
	<li>Numuneyi 110 °C'de 75 saniye boyunca vakumlu sıcak plaka kullanarak pişirin.</li>
	<li>Bir maske hizalayıcı ve elektrot desen maskesi kullanarak 365 nm ışık kaynağıyla 40 mJ/cm2'de pozlayın.</li>
	<li>110 °C'de 75 saniye maruz kaldıktan sonra numuneleri vakumlu bir sıcak plaka üzerinde tekrar pişirin.</li>
	<li>Numuneleri 70 saniye boyunca AZ726MIF solüsyonda geliştirin, DI suyunda durulayın ve nitrojen akışı ile kurutun.</li>
	<li>E-kirişli evaporatör ile 100 nm Nikel'i buharlaştırın.</li>
	<li>Sıcak (80 °C) N-Metil-2-pirolidon (NMP) çözücü ile kaldırma işlemini gerçekleştirin.</li>
	<li>Proseste başarıyla oluşturulan NW-FET cihazlarını bulmak için alt tabakayı inceleyin ve konumlarını kaydedin. Bu, adres işaretleyicileri oluşturulduğu sürece karanlık alan filtreli optik mikroskop kullanılarak kolayca yapılabilir.</li>
	<li>Yarı iletken cihaz analizörü ve prob istasyonu kurulumu kullanarak seçilen cihazlar için I-V eğrilerini ölçün. Numuneyi, analizöre kapı terminali olarak bağlı olan iletken aşamaya yerleştirin. Cihaz elektrotlarının yakınındaki prob iğnelerine yaklaşmak için prob istasyonunun mikroskop kamerasını kullanın ve elektrotlara iğnelerle hafifçe dokunun. İğneler, analizöre kaynak ve boşaltma terminalleri olarak bağlanmalıdır.</li>
</ol>

<ol><li>Hazut, O., Agarwala, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contact+doping+of+silicon+wafers+and+nanostructures+with+phosphine+oxide+monolayers%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Contact doping of silicon wafers and nanostructures with phosphine oxide monolayers.</a> ACS Nano. 6 (11), 10311-10318 (2012).</li>
<li>Hisamoto, D., Lee, W. -C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FinFET-+A+self-aligned+double-gate+MOSFET+scalable+to+20+nm%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Electron+Devices%22%5BJournal%5D)">FinFET- A self-aligned double-gate MOSFET scalable to 20 nm.</a> IEEE Trans. Electron Devices. 47, 2320-2325 (2000).</li>
<li>Leung, G., Chui, C. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variability+impact+of+random+dopant+fluctuation+on+nanoscale+junctionless+FinFETs%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Electron+Device+Lett%22%5BJournal%5D)">Variability impact of random dopant fluctuation on nanoscale junctionless FinFETs.</a> IEEE Electron Device Lett. 33, 767-769 (2012).</li>
<li>Ho, J. C., Yerushalmi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wafer-scale%2C+sub-5+nm+junction+formation+by+monolayer+doping+and+conventional+spike+annealing%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Wafer-scale, sub-5 nm junction formation by monolayer doping and conventional spike annealing.</a> Nano Lett. 9 (2), 725-730 (2009).</li>
<li>Peercy, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Drive+to+Miniaturization%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The Drive to Miniaturization.</a> Nature. 406, 1023-1026 (2000).</li>
<li>Lu, W., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semiconductor+Nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D%22%5BJournal%5D)">Semiconductor Nanowires.</a> J. Phys. D. 39, R387-R406 (2006).</li>
<li>Gunawan, O., Wang, K., Fallahazad, B., Zhang, Y., Tutuc, E., Guha, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+Performance+Wire-Array+Silicon+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Photovoltaics%22%5BJournal%5D)">High Performance Wire-Array Silicon Solar Cells.</a> Prog. Photovoltaics. 19, 307-312 (2011).</li>
<li>Ho, J. C., Yerushalmi, R., Jacobson, Z. A., Fan, Z., Alley, R. L., Javey, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+nanoscale+doping+of+semiconductors+via+molecular+monolayers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Controlled nanoscale doping of semiconductors via molecular monolayers.</a> Nat. Mater. 7, 62-67 (2008).</li>
<li>Koren, E., Rosenwaks, Y., Allen, J. E., Hemesath, E. R., Lauhon, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonuniform.+Doping+distribution+along+silicon+nanowires+measured+by+kelvin+probe+force+microscopy+and+scanning+photocurrent+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Nonuniform. Doping distribution along silicon nanowires measured by kelvin probe force microscopy and scanning photocurrent microscopy.</a> Appl. Phys. Lett. 95, 092105(2009).</li>
<li>Wagner, R. S., Ellis, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+vapor-liquid-solid+mechanism+of+crystal+growth+and+its+application+to+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Trans.+Metall.+Soc.+AIME%22%5BJournal%5D)">The vapor-liquid-solid mechanism of crystal growth and its application to silicon.</a> Trans. Metall. Soc. AIME. 233, 1053-1064 (1965).</li>
<li>Cui, Y., Lauhon, L. J., Gudiksen, M. S., Wang, J., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diameter-controlled+synthesis+of+single-crystal+silicon+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Diameter-controlled synthesis of single-crystal silicon nanowires.</a> Appl. Phys. Lett. 78 (15), 2214-2216 (2001).</li>
</ol>

Herhangi bir çıkar çatışması beyan edilmemiştir.

MLCD basit ve tekrarlanabilir bir yöntemdir. Ancak yüzey temizliğine ve tek tabaka oluşumuna dikkat edilmelidir. MLCD işleminden önce yüzeylerin Piranha temizliği, yalnızca olası safsızlıklardan kaçınmak amacıyla değil, aynı zamanda işlemler arasında tekrarlanabilir sonuçlar sağlayan tekrarlanabilir tek tabaka oluşumu için yüzeyin başlatılması için de önemlidir. Pirana işlemi, tek tabakanın oluşumu için öncü moleküllerin yüzeye bağlanması için gerekli olan yüzey gruplarının hidroksilasyonu ile sonuçlanır. Temizleme ve ak...

Yarı iletken yapıların makroskopik alanlarla ve nano ölçekte kontrollü yüzey katkısı, FinFet2,3 gibi gelişmiş yarı iletken cihaz mimarilerinin yanı sıra nanotel tabanlı sensörler ve fotovoltaik4-7 gibi nanoyapı tabanlı cihazlar için önemlidir. Yakın zamanda, dopant dozu ve difüzyon profili1 üzerinde kontrol ile makroskopik ve nanometrik boyutlara sahip silikon arayüzlerinin tekrarlanabilir, tek tip yüzey katkısı için tek katmanlı temas dopingini (MLCD) tanıttık. MLCD'nin önemli bir özelliği, tek tabaka oluşumunun "donör substrat" olarak adlandırılan bir substrat ile sınırlandırılmasıdır. MLCD, Tek Katmanlı Temas Dopingi (MLCD) için gerekli olan bazı işlem adımlarını basitleştirir ve tamamlayıcı yüzey doping yetenekleri sağlar8. Donör substrat, kendi kendini sınırlayan yüzey kimyası kullanılarak katkı maddesi içeren tek tabaka ile yüklendikten sonra, donör substrat, "hedef substrat" olarak adlandırılan doping amaçlı substrat ile temas ettirilir ve her iki substrat temas halindeyken tavlanır. Tavlama işlemi sırasında, katkı maddesi atomları hem donör hem de hedef substratlara yayılır ve yüksek sıcaklıkta aktive edilir. MLCD katkı maddesi atomlarının yüksek enerjili implantasyonunu gerektirmediğinden, işlem sırasında yarı iletken kafeste yapısal bir hasar meydana gelmez ve başka bir tavlama adımına gerek yoktur. Hızlı termal işlem parametrelerinin kontrol edilmesiyle katkı maddesi difüzyonu üzerinde iyi bir kontrol mümkündür. Birkaç nanometreye kadar ultra sığ ve düzgün katkı maddesi difüzyon uzunlukları kolayca elde edilir. Tek tabakanın proses sekansından ayrılması, prosesi basitleştirir, proses parametreleri üzerinde daha fazla kontrol sağlar ve diğer yöntemler kullanılarak mümkün olmayan doping şemaları için yeni olanaklar açar. Silikonda fosforun çözünürlük limiti kadar yüksek bir katkı maddesi seviyesine ulaşmak, art arda uygulanan çoklu MLCD doping işlemleri ile mümkündür. Özetle, geleneksel doping yöntemleri, ultra sığ doping profilleri üretmek için içsel sınırlamalardan muzdariptir. Bunun nedeni, ultra sığ implantasyon için gerekli olan düşük implantasyon enerjilerinin doğasında bulunan kaynak konsantrasyonlarının, toplam dozun ve enerji dağılımının doğal istatistiksel varyasyonlarıdır. MLCD yüzey katkılaması için basit bir yol sağlar, bu, yalnızca yarı iletken yüzeyde oluşturulan kendi kendini sınırlayan tek tabaka kimyası ile katkı maddesi kaynağını oluşturmak için sağlam yüzey kimyasını kullanarak atomik ölçekte katkı maddesi dozunun ve konumunun hassas kontrolüne dayanan MLCD benzersiz özelliklerinin sonucudur.

<table><tbody><tr><td>Yüksek saflıkta silikon gofretler</td><td></td> <td>Topsil-50</td><td></td></tr> <tr><td>nm Si3N4 / 50 nm SiO2 / Si gofretler</td><td>Silikon Vadisi Mikroelektronik-Sülfürik</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Asit %98</td> <td>BioLab</td><td>19550523</td><td></td></tr><tr><td>Hidrojen Peroksit %30</td> <td>JT Baker</td><td>2190-03</td><td></td></tr><tr><td>Amonyum Hidroksit %25</td><td>J.T. Baker</td><td>6051</td><td></td></tr><tr><td>Etanol</td><td>J.T. Baker</td><td>8025</td><td></td></tr><tr><td>Mesitilen</td><td>Sigma</td><td>M7200</td><td></td></tr><tr><td>Diklorometan</td><td>Macron</td><td>4881-06</td><td></td></tr><tr><td>Tetraetil metilendifosfonat</td><td>Aldrich</td><td>359181</td><td></td></tr><tr><td>Mineral Yağı</td><td>Sigma</td><td>M3516</td><td></td></tr><tr><td>Hidroflorik Asit %49</td> <td>JT Baker</td><td>9564-06</td><td></td></tr><tr><td>İzopropanol</td><td>J.T. Baker</td><td>9079-05</td><td></td></tr><tr><td> N-Metil-2-pirolidon </td><td>J.T. Baker</td><td>9397-05</td><td></td></tr><tr><td>AZ nLOF2020</td><td>AZ Elektronik Malzemeler</td><td>nLOF 2020</td><td></td></tr><tr><td>AZ 726 MIF</td><td>AZ Elektronik Malzemeler</td><td>726 MIF</td><td></td></tr><tr><td>Poli-L-Lizin çözeltisi</td><td>Sigma</td><td>P8920</td><td></td></tr><tr><td>Altın kolloid çözüm</td><td>Ted Pella</td><td>82160-80</td><td></td></tr><tr><td>RTA sistemi</td><td>TavSys</td><td>MicroAS</td><td></td></tr><tr><td>4 nokta prob levha direnci ölçüm sistemi</td><td>Jandel</td><td>RM3-AR</td><td></td></tr><tr><td>Maske hizalayıcı</td><td>Suss</td><td>MA06</td><td></td></tr><tr><td>e-Beam evaporatör</td><td>VST</td><td>TFDS-141E</td><td></td></tr><tr><td>Yarı iletken analizörü</td><td>Agilent</td><td>B1500A</td><td></td></tr><tr><td>CVD sistemi</td> <td>-</td><td></td> <td>Ev yapımı</td></tr></tbody></table>

organofosfor bileşikleri kullanma silikon yüzeyler ve nanotellerin monolayer İletişim doping

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Tek Katmanlı Temas Dopingi (MLCD), yüzeylerin ve nanoyapılarındopingi için basit bir yöntemdir 1. MLCD, nanometre ölçeğinde yüksek kontrollü, ultra sığ ve keskin doping profillerinin oluşmasına neden olur. MLCD işleminde katkı maddesi kaynağı, katkı maddesi atomları içeren bir tek tabakadır.
Bu makalede, silikon substratın yanı sıra silikon nanotellerin yüzey katkısı için ayrıntılı bir prosedür gösterilmiştir. Fosfor katkı maddesi kaynağı, bir silikon substrat üzerinde tetraetil metilendifosfonat tek tabakası kullanılarak oluşturulmuştur. Bu tek tabaka içeren substrat, bozulmamış bir içsel silikon hedef substrat ile temas ettirildi ve temas halindeyken tavlandı. Hedef substratın tabaka direnci 4 noktalı prob kullanılarak ölçüldü. İçsel silikon nanoteller, bir buhar-sıvı-katı (VLS) mekanizması kullanılarak kimyasal buhar biriktirme (CVD) işlemi ile sentezlendi; Altın nanopartiküller, nanotel büyümesi için katalizör olarak kullanıldı. Nanoteller, hafif sonikasyon ile etanol içinde süspanse edildi. Bu süspansiyon, nanotelleri bir silikon nitrür dielektrik üst tabaka ile silikon substrat üzerine düşürmek için kullanıldı. Bu nanoteller, içsel silikon gofret için kullanılana benzer şekilde fosfor ile katkılandı. Nanotel bazlı alan etkili transistörün (NW-FET) oluşumu için metal elektrotları imal etmek için standart fotolitografi işlemi kullanıldı. Temsili bir nanotel cihazının elektriksel özellikleri, bir yarı iletken cihaz analizörü ve bir prob istasyonu ile ölçüldü.

Fosfor-MLCD yüzey katkılama işlemi için temsili sonuçlar Şekil 1'de gösterilmiştir. İntrinsik silikon gofretlere fosfor-MLCD uygulanmış ve bu durum tabaka direnci değerlerinde monotonik bir azalma ile sonuçlanmıştır. Şekil 1'deki üç izde görüldüğü üzere, tabaka direnci değerleri daha uzun tavlama süreleri ve daha yüksek tavlama sıcaklıkları için azalmaktadır. Tabaka direnci değerleri, aktive edilmiş katkı konsantrasyonu ile ilişkilendirilebilir. Daha düşük tabaka direnci değerleri, daha ...

Silikon arayüzlerinin yüzey katkılaması için ayrıntılı bir prosedür sağlanmıştır. Ultra sığ yüzey katkısı, fosfor içeren tek tabakalar ve hızlı tavlama işlemi kullanılarak gösterilmiştir. Yöntem, makroskopik alan yüzeylerinin yanı sıra nanoyapıların dopingi için de kullanılabilir.

Organofosfor Bileşikleri Kullanma Silikon Yüzeyler ve Nanotellerin monolayer İletişim Doping

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Aşağıdaki deneyin genel amacı, tek tabakalı kontak katkılama yöntemini kullanarak silikon gofretlerin ve nanotellerin sığ katkılama işlemini göstermektir. Bu, donör bir substratın, kendi kendine organize olan bir tek tabakanın oluşumu için öncül bir çözelti ile reaksiyona sokulmasıyla gerçekleştirilir. Tek tabaka, potansiyel katkılayıcı atomlar içerir ve iyi tanımlanmış ve sınırlı bir katkılayıcı kaynağı görevi görür.İkinci adım olarak, donör altlık hedef altlık ile temas ettirilir ve her ikisi de hızlı termal tavlama sistemine yerleştirilir. Tavlama işlemi sırasında, tek tabaka moleküller ayrışır ve donör atomlar hem donör hem de hedef altlıklar üzerine difüze edilerek aktive edilir. Ardından, iki altlık birbirinden ayrılır ve tabaka direncinin ölçülmesi için dört nokta prob düzeneği kullanılır.Sonuçlar, çeşitli tavlama süreleri ve sıcaklıklarda hedef altlıklar için ölçülen tabaka direnci değerlerinde tipik bir azalma olduğunu göstermektedir. Bu tekniğin iyon implantasyonu gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, çok sığ katkılama profillerinin basit ancak güvenilir bir şekilde oluşturulmasına olanak tanımasıdır. Bu yöntem, tüm gofretlerin yanı sıra nanoyapıların yüzey katkılaması için de kullanışlıdır.Ayrıca 3D cihaz mimarileri ve daha fazlası gibi diğer sistemler için de kullanılabilir. Hedef ve donör olarak kullanılacak olan silikonu ve dielektrik alt tabakalı silikonu belirleyin ve piranha çözeltileriyle çalışmak için hazırlık yapın. Alt tabakaları kaplamaya yetecek miktarda, yaklaşık 120 mililitre hidrojen peroksit ve sülfürik asit içeren asidik piranha çözeltisi temin edin.Piranha çözeltisi ile çalışırken aşırı dikkatli olun. Substratları uygun bir tutucuya yerleştirin. Tutucuyu 15 dakika boyunca piranha çözeltisinin içine daldırın.15 dakika sonra, numunelerin bulunduğu tutucuyu geri alın ve her şeyi üç kez deiyonize su ile durulayın. Ardından, tutucuyu ve alt tabakaları amonyum hidroksit, hidrojen peroksit ve deiyonize sudan oluşan yaklaşık 140 mililitre bazik perha çözeltisine daldırın. Bunu 60 °C sıcaklıktaki bir ultrasonik banyoda sekiz dakika bekletin. Banyodan sonra numuneleri üç kez deiyonize su ile, ardından etanol ile durulayın.Ardından nitrojen akımı altında kurutun. Numuneleri bir fırında 115 °C'de 10 dakika boyunca kurutun. Monotabaka oluşumu için, basınç güvenli bir şişede melin içinde %1 hacim konsantrasyonunda tetraetil metilen difosfat hazırlayın.Donör substratları kaplamak için yaklaşık 20 mililitre yeterli olacaktır. Bu durumda, donör substratları viyale aktarmak için cımbız kullanın ve tamamen kaplandıklarından emin olun. Ardından viyali kapatın.Viyali iki saat boyunca ısıtmak için 100 °C'ye ısıtılmış bir mineral yağ banyosu kullanın. Ardından viyalin üç dakika boyunca soğumasını bekleyin. Viyali açın ve örnekleri üç kez metilen klorürde ve üç kez diklorometanda durulayın.Ardından bunları bir nitrojen akımı altında kurutun. Nanotel sentezi, bir mikroskop lamının temizlenmesiyle başlar. Lamı iki dakika boyunca oksijen plazmasına tabi tutun.Lamı tamamen kaplayacak şekilde üzerine birkaç damla poli L lisin çözeltisi uygulayın. Beş dakika bekleyin, ardından iyonize su ile durulayın ve azotla kurutun. Şimdi lamı tamamen kaplayacak şekilde üzerine birkaç damla altın kolloid çözeltisi uygulayın.İki dakika bekleyin. İyonize su ile durulayın ve azot ile kurutun. 30 saniye boyunca oksijen plazması kullanarak organik kontaminantları giderin.Altın nanoparçacıklar içeren cam lamı bir kimyasal buhar biriktirme odasına yerleştirin ve ortamı vakumlayarak tahliye edin. Odayı 440 °C sıcaklıkta, 35 tor basınçta ve saniyede 50 standart santimetreküp moleküler hidrojen akışı ile ön dengelemeye tabi tutun. Ardından, yaklaşık 50 µm kalınlığında nanoteller elde etmek için saniyede 2 standart santimetreküp salin akıtarak biriktirme işlemini başlatın.Biriktirme işlemini 30 dakika boyunca gerçekleştirin. İşlem tamamlandığında, nanotelleri mikroskopi ile ölçün. Telleri ölçtükten sonra, Nanotel filminin bulunduğu lamı yerleştirin.Bir viyale, lamı yaklaşık bir santimetre boyunca örtecek kadar etanol ekleyin. Çözeltinin hafifçe bulanıklaşacağı üç saniye boyunca viyali sonikasyon işlemine tabi tutun. Bir ısıtıcıyı 150 °C'ye önceden ısıtın.Ardından, üzerine bir silikon nitrür silikon dioksit silikon altlık yerleştirin. Isıtılmış yüzeye birkaç damla nanotel süspansiyonu ekleyin. Sıvı kuruduktan sonra, karanlık alan filtresine sahip bir optik mikroskop kullanarak yüzeydeki nanotellerin yoğunluğunu kontrol edin.Tekli nanotel cihazlarında yüksek verim elde etmek için, bu damla döküm işlemi, yaklaşık 20 mikrometre minimum nanotel uzunluğu ile milimetrekare başına yaklaşık 100 nanotel yüzey yoğunluğu üretmelidir. Katkılama işleminin gerçekleşmesi için nanotel içeren substrat ile donörün temas etmesi gerekir. Hedef substratı hızlı termal tavlama (rapid thermal anneal) odasına yerleştirin.Donör substratı, ön yüzü hedef substrata bakacak şekilde hedef substratın üzerine yerleştirin. Analiz işlemini başlatın. Bu örnekler altı saniyelik bir rampaya tabi tutulacaktır.Oda sıcaklığından, 40 saniye boyunca korunan 1000 °C anal sıcaklığa ulaşma süresi. Monotabaka temas katkılamalı örnek hazırlandıktan sonra, direncini ölçmek için hazırlık yapın. %1'lik hidroflorik asit çözeltisi temin edin ve örneği beş dakika boyunca bu çözeltinin içinde bekletin.Oksit tabakasını temizlemek için iyonize su ile durulayın. Ardından izopropanol ile yıkayın ve azot ile kurutun. Dört nokta prob tekniğini kullanarak tabaka direncini ölçün.Uygulanan tipik akım 1 ila 10 µA arasındadır. Nanotel cihazlarını şematik olarak üretmek için yaygın fotolitografi teknikleri kullanılır. Nanotelleri içeren numune ile başlayın.Numuneyi ısıtın, ardından döndürün. Üzerini fotoresist ile kaplayın. Resist sabitlendikten sonra, elektrot desenini pozlamak için bir maske hizalayıcı kullanın ve numuneleri geliştirin.Numuneleri durulayın ve kurutun. Ardından, yüzeylere nikel buharlaştırmak için bir e-beam evaporatör kullanın. Son olarak, başarıyla oluşturulmuş nanotel alan etkili transistör cihazlarını belirlemek ve konumlarını kaydetmek için cihazları açığa çıkarmak amacıyla liftoff işlemini gerçekleştirin.Karanlık alan filtresine sahip bir optik mikroskop kullanın. Seçilen cihazlar için IV eğrilerini ölçmek amacıyla bir yarı iletken cihaz analizörü ve prob istasyonu düzeneği kullanılır. İletken bir tablasını, analizöre geçit terminali olarak bağlayın.Ardından numuneyi üzerine yerleştirin. Prob iğnelerini kaynak ve drenaj terminalleri olarak analizöre bağlayın. Sonra, prob istasyonunun mikroskop kamerasını kullanarak prob iğnelerini cihaza yaklaştırın ve iğnelerle elektrotlara nazikçe dokunun.Ölçümlere devam edin. İntrinsik silikon gofretlerin fosfor tek tabaka kontak katkılama işlemiyle işlenmesi, tabaka direnci değerlerinin bir fonksiyonu olarak monotonik bir azalma ile sonuçlanır; daha uzun süreler ve daha yüksek katkılama sıcaklıkları daha yüksek katkılama seviyelerine yol açar. Daha düşük tabaka direnci değerleri, aktif katkılama konsantrasyonu ile ilişkilidir ve daha düşük tabaka direnci, daha yüksek katkılama seviyelerini gösterir.Doping dozu sınırlı olduğu için tavlama süresinin daha fazla artırılması, tabaka direncinde daha fazla azalmaya yol açmayacaktır. Bu diyagram, nanotel alan etkili transistörlerin IV eğrilerini göstermektedir. Siyah eğri, intrinsik bir cihaza aittir.Bunu, orta derecede katkılandırılmış tek tabaka için mavi eğri ile karşılaştırın. Kontak katkılı FET mavi renktedir. Bu örnek, 900 °C'de birkaç saniye boyunca tavlanmıştır.Kırmızı eğri, 1005 °C'de 10 saniye boyunca tavlanmış yüksek katkılı bir cihaza aittir. Bu prosedürün ardından, katkılama konsantrasyon profilleri gibi özellikleri daha ayrıntılı karakterize etmek amacıyla uçuş süresi spektrometrisi ve ikincil iyon kütle spektroskopisi gibi diğer yöntemler uygulanabilir. Bu videoyu izledikten sonra, gofretler ve nanoteller üzerinde ultra sığ katkılama profilleri oluşturmak için tek kontak katkılama prosedürünün nasıl kullanılacağı konusunda iyi bir anlayış kazanmış olmalısınız.

monolayer-contact-doping-silicon-surfaces-nanowires-using

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Burada, küçük moleküller ve proteinlerin desenli yüzeylerin desenlendirme oksit-silisyum ve germanyum ve reaktif organik mono tabakaları göstermek işlevsellik için basit bir yöntem açıklanmaktadır. Bu yaklaşım tamamen kimyasal oksidasyon yüzeyleri korur özelliği morfolojisi üzerinde hassas kontrol sağlar, ve kimyasal ayrımcılık desenleri hazır erişim sağlar.

Yumuşak Litografik işlevsellik ve Desenlendirme Oksit Silisyum ve germanyum

Biyosensörler karmaşık, biyolojik ortamlar ile arayüz ve yüzey modifikasyonu ile sensör takılı derece spesifik problar ile çok hassas sensörler birleştirerek hedeflenen algılaması gerçekleştirmek. Burada, sensör ve biyolojik çevre köprü silan ajanlar kullanılarak biotin ile silika optik sensör yüzeyi fonksiyonlandırmalar göstermektedir.

Silan Kaplin Ajanlar kullanarak Silika Optik Biyosensörler için Biyolojik Probları takılması

Kaynak: Rosenberg, M., et al. Sinir büyüme faktörünün taşıyıcıları olarak gözenekli silikon filmlerin tasarlanması. J. Vis. Uzm. (2019).Bu video, PC12 hücre farklılaşmasını desteklemek için sinir büyüme faktörünün (NGF) sürekli salınımı için parçalanabilir bir nanoyapılı gözenekli silikon (PSi) filmin kullanımını göstermektedir. NGF, elektrostatik etkileşimler yoluyla filmin gözeneklerine adsorbe edilir ve difüzyon ve iskele bozulması yoluyla yavaş yavaş ortama salınır. Bu kontrollü uygulama,...

Sıçan Feokromasitoma 12 Hücrelerinde Gözenekli Bir Silikon Film Kullanılarak Sinir Büyüme Faktörünün Sürekli Verilmesi

Biz HF yerinde değişiklik 2 O 2 / H2O çözeltisi (% 0.01% -0.5) ya da metanol solüsyonları H dolu mikroakışkan odaları örnekleri ışınlanması ile hidrofilik veya hidrofobik duruma Si (001) yüzeyi ile tedavi edilmiş bir süreci rapor göreceli düşük nabız akıcılığa darbeli UV lazer kullanarak.

Sıvı Ortamda Darbeli UV Lazer Radyasyonla Silikon Yüzey Islanabilirliği Seçici Alan Değişikliği

Silikon metal oksit yarı iletken kuantum noktalarına dayalı tek elektronlu pompalarla ilgili üretim süreci ve deneysel karakterizasyon teknikleri tartışılmaktadır.

Tek elektron pompalayabilme için Silikon Metal-oksit-yarıiletken Kuantum Noktaları

Farklı kalınlıklara sahip molibden diselenid (MoSe2) katmanlı yarı iletken nanoyapıların cihaz üretimi ve elektriksel karakterizasyonu için yaklaşımları açıklıyoruz. Ek olarak, bir temas metali olarak platin (Pt) kullanılarak odaklanmış iyon ışını biriktirme yöntemi ile MoSe2 katmanlı nanokristaller için omik kontakların imalatı açıklanmaktadır.

Ohmik İletişim Fabrikasyon bir Odaklı iyon Işın Tekniği ve Elektriksel Karakterizasyonu Katmanı Yarıiletken Nanoyapıların için kullanma

Toplu silikon kusurları rekombinasyon aktivitesini araştırmak için bir RT sıvı yüzey pasivasyon tekniği tarif edilmiştir. 1 dakika boyunca% 15 hidroflorik asit ve (iii) aydınlatma, (i) kimyasal temizlik ve silikon aşındırma, silisyum, (ii) daldırma: tekniği başarılı olması için, üç kritik adımları gereklidir.

Işık Geliştirilmiş Hidroflorik Asit Pasifleme: Dökme Silikon Kusurları Tespit için Hassas Tekniği

Cihazın hazırlanması ve nanotel yüzeyinde bir DNA moleküler probunun immobilizasyonu ve doğrulanmasının yanı sıra DNA algılama koşulları da dahil olmak üzere polisilikon nanotel alan etkili transistörler kullanarak biyoalgılama için temel adımları açıklıyoruz.

Kimya ve Biyoalgılayıcı Uygulamaları için Silikon Nanotel Alan etkili Transistör hazırlanması

Biz bir deforme yanal NIPIN phototransistor dizi kavisli görüntü sensörleri için imal etmek detaylı bir yöntem mevcut. Phototransistor dizi ince silikon Adaları ve gerilebilir metal interconnectors oluşur, bir açık kafes formu ile esneklik ve esnekliği sağlar. Parametre analyzer fabrikasyon phototransistor elektrik özelliğini belirtir.

Esnek görüntü sensörü imalatı Lateral NIPIN Phototransistors dayalı.

Yüzey imalat yöntemleri nanometre kalın fırçalar veya mikron kalınlığında desenli birikimi, bir azlactone blok kopolimer çapraz filmler için raporlanır. Kritik deneysel adımlar, temsilcisi sonuçları ve her yöntemi sınırlamaları ele alınmıştır. Bu yöntemleri özel fiziksel özellikleri ve akort yüzey reaktivitesi ile fonksiyonel arayüzleri yaratmak için yararlıdır.

Fırça benzeri ile reaktif yüzeyler imalatı ve Azlactone Functionalized blok ortak polimerler çapraz filmleri

Fusogenic gözenekli Silisyum nano tanecikleri etkili tüp bebek ve içinde vivo Oligonükleotid tesliminde sentezi göstermektedir. Gözenekli Silisyum nano tanecikleri tarafından fusogenic lipidler kabuk oluşturmak için ekstrüzyon ile kaplı çekirdek oluşturmak üzere siRNA ile yüklenir. Hedefleme yan functionalization ve parçacık karakterizasyonu yer almaktadır.

Functionalization, malzemelerin ve Fusogenic gözenekli Silisyum nano tanecikleri'Oligonükleotid dır

Keşfedin silikon yüzeyler ve nanoteller için ultra sığ katkılama yöntemini. Kendiliğinden oluşan monolayer ve hızlı termal tavlama ile kontrollü katkı atomları sağlanır. Bu teknik yarı iletken cihazların elektriksel özelliklerini geliştirir.

Organofosfor Bileşikleri Kullanma Silikon Yüzeyler ve Nanotellerin monolayer İletişim Doping

Daha fazla video keşfet