Техника упрощает изготовление двумерных схем - МИКРОН-ДИЛЕР-СЕРВИС

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ:

тел.: +7(812) 701-02-32 факс: +7(812) 701-02-82 email: [email protected], [email protected] адрес: ул. Курчатова д.10, лит. М

ИЖЕВСК:

тел.: +7(3412) 467-100 факс: +7(3412) 933-163 email: [email protected], [email protected] адрес: ул. Автозаводская, д. 7
Курс валют ЦБРФ: 62.8666 RUB. 1 USD | 70.7941 RUB. 1 EUR на: 20.07.2019
{"effect":"slide-v","fontstyle":"normal","autoplay":"true","timer":"4000"}

ЭЛЕКТРОННЫЕ

КОМПОНЕНТЫ

ДЛЯ ВАШЕГО УСПЕХА

ПОСТАВЩИК ЭКБ РЕГИСТР ИСО 9001 ПОСТАВЩИК ЭКБ ВВТ

МИКРОН-ДИЛЕР-СЕРВИС

ISO 9001

ПОСТАВКА ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ

С ПРИЁМКОЙ ОТК,ВП,ОС,ОСМ

РАБОТАЕМ СОГЛАСНО

275-ФЗ*, 44-ФЗ и 223-ФЗ

*с изменениями согласно 159-ФЗ

МИКРОН-ДИЛЕР-СЕРВИС

Техника упрощает изготовление двумерных схем

Техника упрощает изготовление двумерных схем

Техника упрощает изготовление двумерных схем

Экзотические двумерные материалы имеют большие перспективы для создания тонких атомных схем, которые могли бы питать гибкую электронику, оптоэлектронику и другие устройства следующего поколения. Но изготовление сложных 2-D схем требует много затратных и дорогостоящих этапов.

В статье, опубликованной в PNAS, исследователи из Массачусетского технологического института и других стран описывают методику, которая упрощает процесс изготовления путем выращивания двумерного материала непосредственно на узорной подложке и повторного использования схем.

Исследователи тщательно выращивают один слой дисульфида молибдена (MoS2) толщиной всего три атома на подложке для выращивания по выбранной схеме. Этот подход отличается от традиционных методов, которые многократно увеличивают и вытравливают материал на нескольких уровнях. Эти процессы занимают некоторое время и увеличивают вероятность возникновения поверхностных дефектов, которые могут ухудшить характеристики материала.

С помощью нового метода, использующего только воду, исследователи могут перенести материал с субстрата для выращивания на субстрат назначения так аккуратно, что исходный узорчатый субстрат может быть повторно использован в качестве формы «мастер-реплика», что означает многоразовый шаблон для производства. , При традиционном изготовлении ростовые субстраты бросают после каждого переноса материала, и контур должен быть снова нанесен на новую подложку, чтобы вырастить больше материала.

«Когда мы увеличиваем масштаб и делаем более сложные электронные устройства, люди должны интегрировать многочисленные двумерные материалы в несколько слоев и определенных форм. Если мы будем следовать традиционным методам, шаг за шагом, это будет очень трудоемким и неэффективным », – говорит первый автор Yunfan Guo, постдок из Департамента электротехники и компьютерных наук (EECS) и Исследовательской лаборатории электроники. «Наш метод демонстрирует возможность сделать весь процесс изготовления более простым, более дешевым и более эффективным».

В своей работе исследователи изготовили произвольные модели и рабочий транзистор из MoS2, который является одним из самых тонких известных полупроводников. В своем исследовании исследователи переработали один и тот же узорчатый субстрат четыре раза, не видя признаков износа.

Го присоединяется к статье профессора EECS Цзин Конга; Профессор Си Лин из Бостонского университета; Профессор EECS Томас Паласиос; Джу Ли, профессор Массачусетского технологического института в области ядерной науки и техники и материаловедения и инженерии; Профессор Дэвид Муллар из Корнельского университета; Профессор Летиан Доу из Университета Пердью; и семью другими аспирантами MIT и докторантами; и два других соавтора из Университета Корнелла и Университета Пердью.

Контролируемый рост

Чтобы создать рисунок на растущем субстрате, исследователи использовали технику, которая использует кислородную плазму для вырезания узоров на поверхности субстрата. Некоторая версия этой техники использовалась экспериментально, прежде чем выращивать двухмерные материальные структуры. Но пространственное разрешение – то есть размер точных структур, которые могут быть изготовлены – относительно низкое (100 микрон), и электрические характеристики были намного ниже, чем у материалов, выращенных с использованием других методов.

Чтобы исправить это, исследователи провели углубленные исследования того, как атомы MoS2 располагаются на поверхности подложки и как определенные химические предшественники могут помочь контролировать рост материала. При этом они смогли использовать эту технику, чтобы вырастить один слой высококачественного MoS2 в точных образцах.

Исследователи использовали традиционные фотолитографические маски на подложке из оксида кремния, где желаемый рисунок находится в областях, не подверженных воздействию света. Эти области впоследствии подвергаются воздействию плазмы на основе кислорода. Плазма вытравливает около 1-2 нанометров субстрата в шаблоне.

Этот процесс также создает более высокую поверхностную энергию и повышенное сродство к водолюбивым («гидрофильным») молекулам в этих обработанных плазмой областях. Затем исследователи используют органическую соль, называемую PTAS, которая стимулирует рост MoS2. Соль привлекает недавно созданные области гидрофильного травления. Кроме того, исследователи использовали серу, существенный предшественник роста MoS2, при точном количестве и температуре, чтобы точно регулировать, сколько атомов материала будет образовываться на подложке.

Когда исследователи впоследствии измерили рост MoS2, они обнаружили, что он заполнил около 0,7 нанометров вытравленного рисунка. Это эквивалентно ровно одному слою MoS2.

Переработанные образцы

Затем исследователи разработали метод переработки узорного субстрата. Традиционно, для переноса двумерных материалов из ростовой подложки на целевой субстрат, такой как гибкая поверхность, требуется заключить весь выращенный материал в полимер, химически травить его и отделить от его ростовой подложки. Но это неизбежно приводит к загрязнению материала. Когда материал высвобождается, он также оставляет после себя остатки, поэтому исходные материалы нельзя использовать повторно.

Однако из-за слабого взаимодействия между MoS2 и ростовым субстратом исследователи обнаружили, что они могут аккуратно отделить MoS2 от исходного субстрата, погрузив его в воду. Этот процесс, называемый «расслаиванием», устраняет необходимость использования любого поддерживающего слоя и обеспечивает чистый разрыв материала с подложкой.

«Вот почему мы можем переработать его», – говорит Го. «После того, как он перенесен, потому что он чисто чистый, наш узорчатый субстрат восстанавливается, и мы можем использовать его для многократного роста».

Инновации исследователей привносят гораздо меньше поверхностных дефектов, которые ограничивают производительность, измеряемую в подвижности электронов – как быстро электроны движутся через полупроводник.

В своей статье исследователи изготовили 2-D транзистор, который называется полевым транзистором. Результаты показывают, что подвижность электронов и «отношение включения / выключения» – насколько эффективно транзистор переключается между вычислительными состояниями 1 и 0 – сопоставимы с зарегистрированными значениями традиционно выращенных высококачественных, высокопроизводительных материалов.

Полевой транзистор в настоящее время имеет пространственное разрешение около 2 микрон, которое ограничено только лазерными инструментами, используемыми исследователями. Затем исследователи надеются уменьшить размер рисунка и напрямую интегрировать сложные схемы в двухмерные материалы, используя свою технологию изготовления.

ПОДЕЛИТЬСЯ:
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Вступайте в группу ВКОНТАКТЕ

Виртуальный помощник Эмдис
Scroll Up