Part of the work has been performed in the project JEMSiP_3D, which is funded by the Public Authorities in France, Germany, Hungary, The Netherlands, Norway and Sweden, as well as by the ENIAC Joint Undertaking. The authors would like to thank the Dimes Technology Centre staff for processing support.

تنبيه: يرجى التشاور مع جميع بيانات سلامة المواد ذات الصلة (MSDS) قبل الاستخدام. العديد من المواد الكيميائية المستخدمة في تصنيع هذه العملية هي شديدة السمية ومسرطنة. قد يكون النانوية مخاطر إضافية مقارنة مع نظرائهم الأكبر. الرجاء استخدام جميع ممارسات السلامة المناسبة عند التعامل مع المعدات والمواد الكيميائية أو المواد متناهية الصغر، بما في ذلك استخدام ضوابط هندسية (هود الدخان)، ومعدات الوقاية الشخصية (النظارات الواقية والقفازات والملابس غرف الأبحاث). 1. محاذاة علامة تعريف للالطباعة الحجرية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تبدأ مع الصف الصناعية مصقول من جانب واحد سي (100) الرقائق إما ن أو ف نوع المنشطات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معطف الرقاقة مع 1،4 ميكرون من مقاومة للضوء إيجابي. إجراء hexamethyldisilazane 90 ثانية (HMDS) العلاج في 130 ° C لتعزيز التصاق مقاومة للضوء، تليها تبريد الرقاقة على لوحة الباردة، وتدور طلاء في سرعة مناسبة (3500 دورة في الدقيقة)، و90 ثانية خبز لينةر 95 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام قناع الصور الحجرية وأداة التعرض تعرض علامات المحاذاة، جرعة التعرض 120 ميغا جول / سم 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إجراء عملية التنمية عجن واحدة. إجراء 90 ثانية 115 ° C خبز بعد التعرض، تليها 60 ثانية باستخدام تطوير مطور و 90 ثانية خبز الثابت عند 100 درجة مئوية لعلاج مقاومة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام المجهر لفحص إذا كانت فتحات في مقاومة ذات الأبعاد الصحيحة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حفر 120 نيوتن متر من سي باستخدام الحفر الكلور البلازما. هذا السمك يعطي تناقض جيد لأنظمة المحاذاة التلقائية من أداة التعرض المستخدمة في هذا العمل. على سبيل المثال باستخدام البلازما الاستقرائي إلى جانب (ICP): 20/40 SCCM O 2 / CF 4، 5 mTorr، 60/500 W الصوانى / السلطة ICP RF، 10 ثانية أكسيد اختراق الحفر، تليها 80/40 SCCM الكلورين 2 / دورية هارفارد ، 60 mTorr، 20/500 W الصوانى / السلطة ICP RF، 35 ثانية سي حفر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام متجرد البلازما الأكسجين لإزالة مقاومة للضوء (1 كيلوواط، 400 SCCM O 2 مع endpoكشف الباحث و 2 دقيقة overetch). كما يتم الشفاء مقاومة للضوء عن طريق البلازما العادي المذيبات مثل الأسيتون لا يمكن استخدامها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف الرقائق. طرحت لأول مرة لهم لمدة 10 دقيقة في 99٪ HNO 3، تليها الشطف في المياه DI حتى المقاومة من المياه تقدر ب 5 MΩ (نظيف العضوي). بعد هذا نظيفة رقائق لمدة 10 دقيقة في HNO 3 65٪ في 110 ° C، تليها الشطف بالماء DI حتى المقاومة من المياه تقدر ب 5 MΩ (معدن نظيف). استخدام مجفف الشطاف لتجفيف الرقائق. </li></ol> 2. معدن أسفل والبينية عازل ترسب <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام المغنطرون الاخرق لإيداع طبقة معدنية السفلية للاختبار عبر. وتستخدم مجموعة من ثلاث طبقات معدنية يحتاج إلى تودع: 500 نيوتن متر من منظمة الشفافية الدولية، 50 نانومتر من القصدير، و 100 نانومتر تي. الطبقة الأولى هي منظمة الشفافية الدولية للحد من المقاومة من المكدس، والقصدير هي طبقة الدعم الفعلي للنمو CNT، وأعلى تي هو لحماية القصدير ضد الضرر البلازما عند الحفر طبقة 12 شافي 2 </suP&gt;. أداء تي الاخرق باستخدام الهدف النقي تي مع سورة البلازما عند درجة حرارة الركيزة 350 ° C. للقصدير الاخرق رد الفعل استخدام مزيج من الرياض وN 2، ومرة أخرى في 350 درجة مئوية درجة حرارة الركيزة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عن طريق ترسيب الأبخرة الكيميائية محسنة البلازما (PECVD)، إيداع 1 ميكرون طبقة سميكة من شافي 2. هنا يستخدم orthosilicate رابع إيثيل (TEOS) السلائف عند درجة حرارة اسطوانة الطباعة 350 ° C. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحقق سمك طبقة شافي 2 باستخدام أداة مناسبة، على سبيل المثال في الإنعكاس أو ellipsometer. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معطف الرقاقة مع 1،4 ميكرون من مقاومة للضوء إيجابي، بدءا من معالجة 90 ثانية HMDS في 130 ° C، تليها تبريد الرقاقة على لوحة الباردة، وتدور طلاء في سرعة مناسبة (3500 دورة في الدقيقة)، و90 ثانية لينة تخبز في 95 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام قناع الصور الحجرية وأداة التعرض، وفضح النمط المطلوب من الفتحات، والتي سوف يكون محفورا في وقت لاحق إلى شافي 2 رس تشكيل فيا، الانحياز إلى علامات المحاذاة، جرعة التعرض 140 ميغا جول / سم 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إجراء عملية التنمية بركة واحدة بدءا من 90 ثانية 115 ° C بعد التعرض خبز، تليها 60 ثانية باستخدام تطوير مطور و 90 ثانية خبز الثابت في 100 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام المجهر لفحص إذا كانت فتحات في مقاومة ذات أبعاد صحيحة وإذا كان التراكب إلى علامات المحاذاة هو الصحيح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> البلازما حفر فتحات الاتصال في شافي 2. على سبيل المثال، استخدم مطبوع الصمام الثلاثي البلازما مع C 2 F 6 / CHF 3 36/144 SCCM في 180 mTorr و 300 قوة W RF. إذا لزم الأمر، إجراء اختبارات معدل حفر على رقاقة اختبار من أجل تقليل خلال الحفر إلى 5٪ -10٪ في الوقت المناسب. ملاحظة: على الرغم من أن منظمة الشفافية الدولية هي مقاومة للالنقش على رد الفعل في هذه الكيمياء الفلور، والتعرض لفترات طويلة للالبلازما يؤدي إلى النقش المادي للطبقة تي. إذا تعرضت طبقة القصدير إلى البلازما هذا سيكون له influen سلبيCE على نمو CNT 12. لا تستخدم الحفر الرطب لأن هذا سيؤدي في الكثير من اتساع فتحات، مما يجعل من معدنة أعلى في الجزء 4 إشكالية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة طبقة تي التضحيات النقش الرطب في 0.55٪ HF لمدة 60 ثانية. بعد الحفر شطف رقائق بالماء DI حتى المقاومة الماء 5 MΩ واستخدام مجفف الشطاف لتجفيف الرقائق. ملاحظة: استخدام المجهر ويمكن فحص إذا كان محفورا طبقة تي، فإن طبقة القصدير يكون لون الذهب البني في حين أن منظمة الشفافية الدولية هي الرمادي المعدني. </li></ol> 3. محفز ترسب وCNT النمو <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تتبخر 5 نانومتر لشركة باستخدام المبخر شعاع ه. ضخ أسفل حتى 2x10 على الأقل -6 عربة، وتسخين رقائق إلى 60 درجة مئوية باستخدام مصابيح تحت فراغ قبل إيداع لإزالة أي فيلم المياه. يتم الاحتفاظ المستخدمة لتحديد فتحات اتصال مقاومة الصور على رقاقة لتوفير التوافق الذاتي للمحفز لفتحات الاتصال في شافي 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالةالرئيسان خارج فتحات الاتصال عن طريق انطلاقه. للشركة وجدنا أن رباعي هيدرو الفوران (THF) يعطي أفضل النتائج انطلاقه والنمو في درجات حرارة منخفضة. N -methyl-2-pyrrolidone (NMP)، الذي كان يستخدم في السابق لانطلاقه بعد الحديد التبخر، وقد وجد أن الضرر الرئيسان هذا أيضا حد لمنع أي نمو CNT الانحياز. وضع رقاقة لمدة 15 دقيقة في حمام بالموجات فوق الصوتية مع THF في 35 ° C. يشطف بالماء DI لمدة 5 دقائق وتجفيف باستخدام الدوار أو النيتروجين بندقية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفقد الرقاقة تحت المجهر والتحقق من وجود مقاومة المخلفات. إذا ظلت بقايا إجراء العلاج يعد بالموجات فوق الصوتية في THF، واختياريا استخدام ممسحة قطنية ناعمة خاصة لأغراض انطلاقه للقضاء يدويا بعيدا المخلفات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أداء النمو CNT باستخدام ترسيب الأبخرة الكيميائية الضغط المنخفض (LPCVD). استخدام الوصفة التالية: 8 دقيقة قبل يصلب في 350 ° C مع 700 SCCM H 2 في 80 م بار، يليه نمو CNT بإضافة 50 SCCM C 2 H 2. في 350 ° C، +60دقيقة من النمو يعطي ما يقرب من 1 ميكرون من CNT. إذا لزم الأمر إجراء نمو اختبار لضبط الارتفاع، الذي يجب أن يكون بنفس سمك طبقة شافي 2. تبريد المفاعل وتطهير باستخدام N 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام المجهر الإلكتروني الماسح للتحقق من ذروة CNT داخل فتحات تحت 45 درجة الميل، أو عن طريق إعداد المقطع العرضي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفقد العينات باستخدام رامان الطيفي لتحديد التبلور من CNT 18. </li></ol> 4. ظهر المركب معدنة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام المغنطرون الاخرق لإيداع المعدن العلوي. كما تي هو معدن جيد للاتصال CNT 19، تفل أول 100 نيوتن متر من منظمة الشفافية الدولية، تليها 2 ميكرون من آل (1٪ سي) دون كسر فراغ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معطف الرقاقة مع 3،1 ميكرون من مقاومة للضوء إيجابي مع ارتفاع اللزوجة، بدءا من معالجة 90 ثانية HMDS في 130 ° C، تليها تبريد الرقاقة على لوحة الباردة، وتدور طلاء في 3000 دورة في الدقيقة، وتخبز لينة 90 ثانية في 95° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام قناع الصور الحجرية وأداة التعرض فضح نمط معدن كبار الانحياز إلى علامات المحاذاة، جرعة التعرض 420 ميغا جول / سم 2، محور -1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إجراء عملية التنمية عجن واحدة. هذا يبدأ مع 90 ثانية 115 ° C بعد التعرض خبز، تليها 60 ثانية باستخدام تطوير مطور و 90 ثانية خبز الثابت في 100 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام المجهر لفحص اذا كانت الخطوط في مقاومة ذات أبعاد صحيحة وإذا كان التراكب إلى علامات هو الصحيح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حفر كومة تي / شركة الحفر باستخدام الكلور البلازما. على سبيل المثال باستخدام البلازما بالإضافة الاستقرائي: 30/40 SCCM الكلورين 2 / دورية هارفارد، 5 mTorr، 40/500 السلطة W الصوانى / ICP RF مع الكشف عن نقطة النهاية و 80٪ يستخدمون overetch 15/30 SCCM الكلورين 2 / دورية هارفارد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام متجرد البلازما الأكسجين لإزالة مقاومة للضوء (1 كيلوواط، 400 SCCM O 2 مع الكشف عن نقطة النهاية و 2 دقيقة overetch). إذا كانت التغطية المعدنية ليست كاملة (أي هناك الثقوب حولCNT) استخدام المذيبات العضوية (على سبيل المثال، NMP) لإزالة مقاومة للضوء وذلك لمنع الضرر البلازما إلى CNT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف الرقائق. وضعها لمدة 10 دقيقة في 99٪ HNO 3، تليها الشطف بالماء DI حتى المقاومة من المياه تقدر ب 5 MΩ (نظيف العضوي). استخدام مجفف الشطاف لتجفيف الرقائق. </li></ol> 5. القياسات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام المجهر الإلكتروني الماسح وفقا لتعليمات الشركة الصانعة للتحقق من معدنة العليا للرقائق. ملاحظة: إذا لزم الأمر الرقاقة يمكن المشقوق ميكانيكيا وذلك للتحقق من CNT كاملة عن طريق استخدام الميل عينة من 90 درجة مئوية، مما أسفر عن الصور كما هو موضح في الشكل (3) والعينات كهربائيا الموصلة والتي ستستخدم أي خطوات معالجة إضافية و العينات يمكن تركيبه مباشرة في SEM. عموما، الفولتية تسارع عال من 15 أو 20 كيلو فولت يمكن استخدامها، ولكن إذا كانت طبقة شافي 2 يتم شحن ما يصل أكثر من اللازم وهذا يمكن أن تخفض رس 5 كيلو فولت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أداء 4 نقاط القياسات التحقيق IV باستخدام محطة التحقيق في توليفة مع أشباه الموصلات المعلمة محلل كما هو موضح في الشكل رقم 1 وVollebregt وآخرون. 16. ملاحظة: عادة اكتساح التيار الكهربائي من -0.5 إلى 0.5 V غير كافية، حيث أن انخفاض محتمل عبر ربط بموقع مميز صغير. باستخدام الإعداد التحقيق 4 نقاط يتم حذف المقاومة اتصال من الإبر التحقيق ومقاومة سلك من الإعداد. </li></ol>

<ol>
	<li>Sun, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Process+technologies+for+advanced+metallization+and+interconnect+systems.">Process technologies for advanced metallization and interconnect systems.</a> Technical digest of the IEEE International Electron Devices Meeting. , 765-768 (1997).</li><li>Robertson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+nanotubes+for+electronics.">Growth of nanotubes for electronics.</a> Mater. Today. 10 (1-2), 36-43 (2007).</li><li>Wei, B. Q., Vajtai, R., Ajayan, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliability+and+current+carrying+capacity+of+carbon+nanotubes.">Reliability and current carrying capacity of carbon nanotubes.</a> Appl. Phys. Lett. 79 (8), 1172-1174 (2001).</li><li>Rossnagel, S. M., Wisnieff, R., Edelstein, D., Kuan, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interconnect+issues+post+45nm.">Interconnect issues post 45nm.</a> Technical digest of the IEEE International Electron Devices Meeting. , 89-91 (2005).</li><li>Pop, E., Mann, D., Wang, Q., Goodson, K., Dai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+Conductance+of+an+Individual+Single-Wall+Carbon+Nanotube+above+Room+Temperature.">Thermal Conductance of an Individual Single-Wall Carbon Nanotube above Room Temperature.</a> Nano Lett. 6 (1), 96-100 (2006).</li><li>Chiodarelli, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+the+electrical+resistivity+and+contact+resistance+of+vertical+carbon+nanotube+bundles+for+application+as+interconnects.">Measuring the electrical resistivity and contact resistance of vertical carbon nanotube bundles for application as interconnects.</a> Nanotechnology. 22 (8), 085302 (2011).</li><li>Choi, Y. -. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integration+and+Electrical+Properties+of+Carbon+Nanotube+Array+for+Interconnect+Applications.">Integration and Electrical Properties of Carbon Nanotube Array for Interconnect Applications.</a> Proceedings of the Sixth IEEE Conference on Nanotechnology. , 262-265 (2006).</li><li>Dijon, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-high+density+Carbon+Nanotubes+on+Al-Cu+for+advanced+Vias.">Ultra-high density Carbon Nanotubes on Al-Cu for advanced Vias.</a> Technical digest of the IEEE International Electron Devices Meeting. , 33-34 (2010).</li><li>Kreupl, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanotubes+in+interconnect+applications.">Carbon nanotubes in interconnect applications.</a> Microelectron. Eng. 64 (1-4), 399-408 (2002).</li><li>Vereecke, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+carbon+nanotube+based+vertical+interconnects.">Characterization of carbon nanotube based vertical interconnects.</a> Extended Abstracts of the 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials. , 648-649 (2012).</li><li>Vollebregt, S., Ishihara, R., Derakhshandeh, J., vander Cingel, J., Schellevis, H., Beenakker, C. I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrating+low+temperature+aligned+carbon+nanotubes+as+vertical+interconnects+in+Si+technology.">Integrating low temperature aligned carbon nanotubes as vertical interconnects in Si technology.</a> Proceedings of the 11th IEEE Conference on Nanotechnology. , 985-990 (2011).</li><li>Yokoyama, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+Properties+of+Carbon+Nanotubes+Grown+at+a+Low+Temperature+for+Use+as+Interconnects.">Electrical Properties of Carbon Nanotubes Grown at a Low Temperature for Use as Interconnects.</a> Jpn J. App. Phys. 47 (4), 1985-1990 (2008).</li><li>Van der Veen, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+Improvement+of+CNT+Contacts+with+Cu+Damascene+Top+Metallization.">Electrical Improvement of CNT Contacts with Cu Damascene Top Metallization.</a> Proceedings of the IEEE International Interconnect Technology Conference. , 193-195 (2013).</li><li>Istratov, A. A., Hieslmair, H., Weber, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iron+contamination+in+silicon+technology.">Iron contamination in silicon technology.</a> Appl. Phys. A. 70, 489-534 (2000).</li><li>Vollebregt, S., Tichelaar, F. D., Schellevis, H., Beenakker, C. I. M., Ishihara, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanotube+vertical+interconnects+fabricated+at+temperatures+as+low+as+350+&#176;C.">Carbon nanotube vertical interconnects fabricated at temperatures as low as 350 &#176;C.</a> 71, 249-256 (2014).</li><li>Kikkawa, T., Inoue, K., Imai, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cobalt+silicide+technology.">Cobalt silicide technology.</a> Silicide Technology for Integrated Circuits. , 77-94 (2004).</li><li>Vollebregt, S., Ishihara, R., Tichelaar, F. D., Hou, Y., Beenakker, C. I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+the+growth+temperature+on+the+first+and+second-order+Raman+band+ratios+and+widths+of+carbon+nanotubes+and+fibers.">Influence of the growth temperature on the first and second-order Raman band ratios and widths of carbon nanotubes and fibers.</a> Carbon. 50 (10), 3542-3554 (2012).</li><li>Lim, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contact+resistance+between+metal+and+carbon+nanotube+interconnects:+Effect+of+work+function+and+wettability.">Contact resistance between metal and carbon nanotube interconnects: Effect of work function and wettability.</a> Appl. Phys. Lett. 95 (26), 264103 (2009).</li><li>Awano, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanotube+via+interconnect+technologies:+size-classified+catalyst+nanoparticles+and+low-resistance+ohmic+contact+formation.">Carbon nanotube via interconnect technologies: size-classified catalyst nanoparticles and low-resistance ohmic contact formation.</a> Phys. Status Solidi (a). 203 (14), 3611-3616 (2006).</li><li>Van der Veen, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+characterization+of+CNT+contacts+with+Cu+Damascene+top+contact.">Electrical characterization of CNT contacts with Cu Damascene top contact.</a> Microelectron. Eng. 106, 106-111 (2012).</li><li>Horibe, M., Nihei, M., Kondo, D., Kawabata, A., Awano, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+Polishing+Technique+for+Carbon+Nanotube+Interconnects+in+ULSIs.">Mechanical Polishing Technique for Carbon Nanotube Interconnects in ULSIs.</a> Jpn J. App. Phys. 43 (9A), 6499-6502 (2004).</li><li>Vollebregt, S., Chiaramonti, A. N., Ishihara, R., Schellevis, H., Beenakker, C. I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contact+resistance+of+low-temperature+carbon+nanotube+vertical+interconnects.">Contact resistance of low-temperature carbon nanotube vertical interconnects.</a> Proceedings of the 12th IEEE Conference on Nanotechnology. , 424-428 (2012).</li><li>Fiorentino, G., Vollebregt, S., Tichelaar, F. D., Ishihara, R., Sarro, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+the+atomic+layer+deposition+precursors+diffusion+on+solid-state+carbon+nanotube+based+supercapacitors+performances.">Impact of the atomic layer deposition precursors diffusion on solid-state carbon nanotube based supercapacitors performances.</a> Nanotechnology. 26 (6), 064002 (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

يعرض الشكل 1 عرضا عاما للهيكل ملفقة في هذا العمل، والذي كان يستخدم لقياسات المسبار 4 نقاط. كما يتم قياس القدرة من خلال تحقيقات تحمل أي تيار، ويمكن قياس انخفاض محتمل المحدد (V H-V L) على حزمة CNT المركزية واتصالاتها لهذا المعدن. وتستخدم أكبر قطرها حزم CNT في الا...

النحاس والتنغستن والمعادن التي تستخدم حاليا ليربط في نطاق واسع جدا الاندماج (VLSI) التكنولوجيا للدولة من بين الفن، تقترب حدودها المادية من حيث الموثوقية والتوصيل الكهربائي 1. في حين الترانزستورات أسفل القشور يحسن عموما أدائها، فإنه في الواقع يزيد من المقاومة والكثافة الحالية من الوصلات. وأدى ذلك إلى الوصلات التي تسيطر على الدوائر المتكاملة (IC) الأداء من حيث تأخير واستهلاك الطاقة 2. وقد اقترحت أنابيب الكربون النانوية (CNT) كبديل للنحاس وW معدنة، وخاصة بالنسبة الوصلات الرأسية (فيا)، والمركز الوطني للاستشعار يمكن بسهولة قد نمت الرأسي 3. وقد ثبت CNT أن يكون الموثوقية الكهربائية ممتازة، مما يسمح ما يصل إلى 1000 مرة أعلى كثافة التيار من النحاس 4. وعلاوة على ذلك، CNT لا تعاني من السطحية والحبوب تشتت الحدود، الذي يزيد من صesistivity من النحاس على مقياس متناهي الصغر 5. وأخيرا، وقد ثبت CNT أن تكون الموصلات الحرارية ممتازة 6، والتي يمكن أن تساعد في إدارة الحرارية في رقائق VLSI. للاندماج الناجح لCNT في تكنولوجيا VLSI من المهم أن عمليات النمو لCNT يتم متوافق مع تصنيع أشباه الموصلات. وهذا يتطلب النمو في درجة الحرارة من CNT (&lt;400 ° C) باستخدام المواد والمعدات التي تعتبر متوافقة وقابلة للتصنيع على نطاق واسع. في حين أثبتت العديد من الأمثلة على CNT اختبار فيا في الأدب 7،8،9،10،11،12،13،14، ومعظم هذه استخدام الحديد كمحفز التي تعتبر من الملوثات في IC تصنيع 15. الى جانب ذلك، درجة حرارة النمو المستخدمة في العديد من هذه الأعمال هو أعلى بكثير من الحد الأعلى من 400 درجة مئوية. ويفضل CNT يجب حتى يمكن زراعتها تحت 350 ° C، وذلك للسماح للتكامل مع العوازل الحديثة المنخفض κ أو مرنةركائز. نحن هنا نقدم وسيلة قابلة لزراعة CNT في درجات حرارة منخفضة تصل إلى 350 درجة مئوية باستخدام المشارك كمحفز 16. هذا الأسلوب هو من مصلحة لافتعال الهياكل والمعدات الكهربائية المختلفة التي تتكون من محاذاة عموديا CNT في الدوائر المتكاملة، بدءا من ربط والأقطاب الكهربائية لالمكثفات الفائقة وأجهزة انبعاث المجال. وكثيرا ما يستخدم المحفز المعدنية المحدودة في صناعة IC لتصنيع السيليسيد في 17، في حين القصدير هو مادة الحاجز غالبا ما تستخدم 7. وعلاوة على ذلك، علينا أن نظهر عملية لافتعال CNT اختبار فيا بينما فقط باستخدام تقنيات من تصنيع أشباه الموصلات القياسية. مع ذلك، هي ملفقة فيا CNT الاختبار، للتفتيش من قبل المجهر الإلكتروني (SEM) ورامان الطيفي، ودراسة خصائصها الكهربائية.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="905">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Materials</td>
			<td style="width:188px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:291px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Si (100) wafer 4&#34;</td>
			<td style="width:188px;">International Wafer Service</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Resisitivity: 2-5 m&#937;-cm, thickness: 525 &#181;m&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Ti-sputtertarget (99.995 % purity)</td>
			<td style="width:188px;">Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Al (1% Si)-sputtertarget (99.999 % purity)</td>
			<td style="width:188px;">Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Co (99.95 % purity)</td>
			<td style="width:188px;">Kurt J. Lesker</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Chemicals</td>
			<td style="width:188px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">SPR3012 positive photoresist</td>
			<td style="width:188px;">Dow Electronic Materials</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">MF-322 developer</td>
			<td style="width:188px;">Dow Electronic Materials</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">HNO3 (99.9 %)</td>
			<td style="width:188px;">KMG Ultra Pure Chemicals</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">HNO3 (69.5%)</td>
			<td style="width:188px;">KMG Ultra Pure Chemicals</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">HF 0.55%</td>
			<td style="width:188px;">Honeywell</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Tetrahydrofuran</td>
			<td style="width:188px;">JT Baker</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Acetone</td>
			<td style="width:188px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">ECI3027 positive photoresist</td>
			<td style="width:188px;">AZ</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Tetraethyl orthosilicate (TEOS)</td>
			<td style="width:188px;">Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Gasses</td>
			<td style="width:188px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">N2 (99.9990%)</td>
			<td style="width:188px;">Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">O2 (99.9999%)</td>
			<td style="width:188px;">Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">CF4 (99.9970%)</td>
			<td style="width:188px;">Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">CL2 (99.9900%)</td>
			<td style="width:188px;">Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">HBr (99.9950%)</td>
			<td style="width:188px;">Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Ar (99.9990%)</td>
			<td style="width:188px;">Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">C2F6 (99.9990%)</td>
			<td style="width:188px;">Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">CHF3 (99.9950%)</td>
			<td style="width:188px;">Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">H2 (99.9950%)</td>
			<td style="width:188px;">Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">C2H2 (99.6000%)</td>
			<td style="width:188px;">Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Equipment</td>
			<td style="width:188px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">EVG 120 coater/developer</td>
			<td style="width:188px;">EVG</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">ASML PAS5500/80 waferstepper</td>
			<td style="width:188px;">ASML</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">SPTS &#937;mega 201 plasma etcher</td>
			<td style="width:188px;">SPTS</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Used for Si and metal etching</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">SPTS &#931;igma sputter coater</td>
			<td style="width:188px;">SPTS</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Novellus Concept One PECVD</td>
			<td style="width:188px;">LAM</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Drytek 384T plasma etcher</td>
			<td style="width:188px;">LAM</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Used for oxide etching</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">CHA Solution e-beam evaporator</td>
			<td style="width:188px;">CHA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">AIXTRON BlackMagic Pro CVD tool</td>
			<td style="width:188px;">AIXTRON</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Carbon nanotube growth</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Philips XL50 scanning electron microscope</td>
			<td style="width:188px;">FEI</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Tepla 300</td>
			<td style="width:188px;">PVA TePla</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Resist plasma stripper</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Avenger rinser dryer</td>
			<td style="width:188px;">Microporcess Technologies</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Leitz MPV-SP reflecometer</td>
			<td style="width:188px;">Leitz</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Renishaw inVia Raman spectroscope</td>
			<td style="width:188px;">Renishaw</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Agilent 4156C parameter spectrum analyzer</td>
			<td style="width:188px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Cascade Microtech probe station</td>
			<td style="width:188px;">Cascade Microtech</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of low temperature carbon nanotube vertical interconnects compatible with semiconductor technology

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive thin-films. Due to the low growth temperature, the process allows integration with modern low-&#954; dielectrics and some flexible substrates. The process is compatible with standard semiconductor fabrication, and a method for the fabrication of electrical 4-point probe test structures for vertical interconnect test structures is presented. Using scanning electron microscopy the morphology of the CNT bundles is investigated, which demonstrates vertical alignment of the CNT and can be used to tune the CNT growth time. With Raman spectroscopy the crystallinity of the CNT is investigated. It was found that the CNT have many defects, due to the low growth temperature. The electrical current-voltage measurements of the test vertical interconnects displays a linear response, indicating good ohmic contact was achieved between the CNT bundle and the top and bottom metal electrodes. The obtained resistivities of the CNT bundle are among the average values in the literature, while a record-low CNT growth temperature was used.

تصميم هيكل القياس المستخدمة في هذا العمل يمكن العثور عليها في الشكل 1. من خلال توظيف مثل هذه البنية يمكن تحديد قياس CNT المقاومة حزمة والمقاومة الاتصال المعدنية CNT بدقة، كما يتم التحايل التحقيق وسلك المقاومة. المقاومة من حزمة هي مقياس لجودة وكثافة حزمة CNT. من أ?...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Low Temperature Carbon Nanotube Vertical Interconnects Compatible with Semiconductor Technology at JoVE.com

Fabrication of Low Temperature Carbon Nanotube Vertical Interconnects Compatible with Semiconductor Technology

A method for the growth of low temperature vertically-aligned carbon nanotubes, and the subsequent fabrication of vertical interconnect electrical test structures using semiconductor fabrication is presented.

تلفيق درجة الحرارة منخفضة الكربون الأنابيب الجزيئية عمودي روابط متوافق مع تكنولوجيا أشباه الموصلات

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive ...

fabrication-low-temperature-carbon-nanotube-vertical-interconnects

Research

JoVE Journal

Engineering

7.6K Views.  Delft University of Technology. A method for the growth of low temperature vertically-aligned carbon nanotubes, and the subsequent fabrication of vertical interconnect electrical test structures using semiconductor fabrication is presented.

Video: Fabrication of Low Temperature Carbon Nanotube Vertical Interconnects Compatible with Semiconductor Technology

Fabrication, Densification, and Replica Molding of 3D Carbon Nanotube Microstructures

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip devices, and their applications. In particular, capabilities for cost-effective fabrication of polymer microstructures were transformed by the advent of soft lithography and other micromolding techniques 1, 2, and this led a revolution in applications of microfabrication to biomedical engineering and biology. Nevertheless, it remains challenging to fabricate microstructures with well-defined nanoscale surface textures, and to fabricate arbitrary 3D shapes at the micro-scale. Robustness of master molds and maintenance of shape integrity is especially important to achieve high fidelity replication of complex structures and preserving their nanoscale surface texture. The combination of hierarchical textures, and heterogeneous shapes, is a profound challenge to existing microfabrication methods that largely rely upon top-down etching using fixed mask templates. On the other hand, the bottom-up synthesis of nanostructures such as nanotubes and nanowires can offer new capabilities to microfabrication, in particular by taking advantage of the collective self-organization of nanostructures, and local control of their growth behavior with respect to microfabricated patterns. 
Our goal is to introduce vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), which we refer to as CNT "forests", as a new microfabrication material. We present details of a suite of related methods recently developed by our group: fabrication of CNT forest microstructures by thermal CVD from lithographically patterned catalyst thin films; self-directed elastocapillary densification of CNT microstructures; and replica molding of polymer microstructures using CNT composite master molds. In particular, our work shows that self-directed capillary densification ("capillary forming"), which is performed by condensation of a solvent onto the substrate with CNT microstructures, significantly increases the packing density of CNTs. This process enables directed transformation of vertical CNT microstructures into straight, inclined, and twisted shapes, which have robust mechanical properties exceeding those of typical microfabrication polymers. This in turn enables formation of nanocomposite CNT master molds by capillary-driven infiltration of polymers. The replica structures exhibit the anisotropic nanoscale texture of the aligned CNTs, and can have walls with sub-micron thickness and aspect ratios exceeding 50:1. Integration of CNT microstructures in fabrication offers further opportunity to exploit the electrical and thermal properties of CNTs, and diverse capabilities for chemical and biochemical functionalization 3.

We present methods for fabrication of patterned microstructures of vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), and their use as master molds for production of polymer microstructures with organized nanoscale surface texture. The CNT forests are densified by condensation of solvent onto the substrate, which significantly increases their packing density and enables self-directed formation of 3D shapes.

تلفيق، التكثيف، وطبق الأصل من صب 3D المجهرية الأنابيب الجزيئية الكربونية

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip ...

Dry Oxidation and Vacuum Annealing Treatments for Tuning the Wetting Properties of Carbon Nanotube Arrays

In this article, we describe a simple method to reversibly tune the wetting properties of vertically aligned carbon nanotube (CNT) arrays. Here, CNT arrays are defined as densely packed multi-walled carbon nanotubes oriented perpendicular to the growth substrate as a result of a growth process by the standard thermal chemical vapor deposition (CVD) technique.1,2 These CNT arrays are then exposed to vacuum annealing treatment to make them more hydrophobic or to dry oxidation treatment to render them more hydrophilic. The hydrophobic CNT arrays can be turned hydrophilic by exposing them to dry oxidation treatment, while the hydrophilic CNT arrays can be turned hydrophobic by exposing them to vacuum annealing treatment. Using a combination of both treatments, CNT arrays can be repeatedly switched between hydrophilic and hydrophobic.2 Therefore, such combination show a very high potential in many industrial and consumer applications, including drug delivery system and high power density supercapacitors.3-5
The key to vary the wettability of CNT arrays is to control the surface concentration of oxygen adsorbates. Basically oxygen adsorbates can be introduced by exposing the CNT arrays to any oxidation treatment. Here we use dry oxidation treatments, such as oxygen plasma and UV/ozone, to functionalize the surface of CNT with oxygenated functional groups. These oxygenated functional groups allow hydrogen bond between the surface of CNT and water molecules to form, rendering the CNT hydrophilic. To turn them hydrophobic, adsorbed oxygen must be removed from the surface of CNT. Here we employ vacuum annealing treatment to induce oxygen desorption process. CNT arrays with extremely low surface concentration of oxygen adsorbates exhibit a superhydrophobic behavior.

This article describes a simple method to fabricate vertically aligned carbon nanotube arrays by CVD and to subsequently tune their wetting properties by exposing them to vacuum annealing or dry oxidation treatment.

الجاف للملابس الأكسدة وفراغ التليين العلاجات للموالفة على خصائص ترطيب من صفائف الأنابيب الجزيئية الكربون

In this article, we describe a simple method to reversibly  tune the wetting properties of vertically aligned carbon nanotube (CNT) arrays.  Here, CNT ...

Synthesis and Functionalization of Nitrogen-doped Carbon Nanotube Cups with Gold Nanoparticles as Cork Stoppers

Nitrogen-doped carbon nanotubes consist of many cup-shaped graphitic compartments termed as nitrogen-doped carbon nanotube cups (NCNCs). These as-synthesized graphitic nanocups from chemical vapor deposition (CVD) method were stacked in a head-to-tail fashion held only through noncovalent interactions. Individual NCNCs can be isolated out of their stacking structure through a series of chemical and physical separation processes. First, as-synthesized NCNCs were oxidized in a mixture of strong acids to introduce oxygen-containing defects on the graphitic walls. The oxidized NCNCs were then processed using high-intensity probe-tip sonication which effectively separated the stacked NCNCs into individual graphitic nanocups. Owing to their abundant oxygen and nitrogen surface functionalities, the resulted individual NCNCs are highly hydrophilic and can be effectively functionalized with gold nanoparticles (GNPs), which preferentially fit in the opening of the cups as cork stoppers. These graphitic nanocups corked with GNPs may find promising applications as nanoscale containers and drug carriers.

We discussed the synthesis of individual graphitic nanocups using a series of techniques including chemical vapor deposition, acid oxidation and probe-tip sonication. By citrate reduction of HAuCl4, the graphitic nanocups were effectively corked with gold nanoparticles due to the chemically reactive edges of the cups.

التوليف وFunctionalization من النيتروجين مخدر الكؤوس الأنابيب الجزيئية الكربونية مع جزيئات الذهب كما سدادات الفلين

Nitrogen-doped carbon  nanotubes consist of many cup-shaped graphitic compartments termed as  nitrogen-doped carbon nanotube cups (NCNCs).  These ...

Writing and Low-Temperature Characterization of Oxide Nanostructures

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions. Oxide interfaces exhibit a wide range of properties that can be controlled include conduction, piezoelectric behavior, ferromagnetism, superconductivity and nonlinear optical properties. Recently, methods for controlling these properties at extreme nanoscale dimensions have been discovered and developed. Here are described explicit step-by-step procedures for creating LaAlO3/SrTiO3 nanostructures using a reversible conductive atomic force microscopy technique. The processing steps for creating electrical contacts to the LaAlO3/SrTiO3 interface are first described. Conductive nanostructures are created by applying voltages to a conductive atomic force microscope tip and locally switching the LaAlO3/SrTiO3 interface to a conductive state. A versatile nanolithography toolkit has been developed expressly for the purpose of controlling the atomic force microscope (AFM) tip path and voltage. Then, these nanostructures are placed in a cryostat and transport measurements are performed. The procedures described here should be useful to others wishing to conduct research in oxide nanoelectronics.

Oxide nanostructures provide new opportunities for science and technology. The interfacial conductivity between LaAlO3 and SrTiO3 can be controlled with near-atomic precision using a conductive atomic force microscopy technique. The protocol for creating and measuring conductive nanostructures at LaAlO3/SrTiO3 interfaces is demonstrated.

الكتابة وانخفاض درجة الحرارة توصيف أكسيد النانو

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions.  Oxide ...

Ohmic Contact Fabrication Using a Focused-ion Beam Technique and Electrical Characterization for Layer Semiconductor Nanostructures

Layer semiconductors with easily processed two-dimensional (2D) structures exhibit indirect-to-direct bandgap transitions and superior transistor performance, which suggest a new direction for the development of next-generation ultrathin and flexible photonic and electronic devices. Enhanced luminescence quantum efficiency has been widely observed in these atomically thin 2D crystals. However, dimension effects beyond quantum confinement thicknesses or even at the micrometer scale are not expected and have rarely been observed. In this study, molybdenum diselenide (MoSe2) layer crystals with a thickness range of 6-2,700 nm were fabricated as two- or four-terminal devices. Ohmic contact formation was successfully achieved by the focused-ion beam (FIB) deposition method using platinum (Pt) as a contact metal. Layer crystals with various thicknesses were prepared through simple mechanical exfoliation by using dicing tape. Current-voltage curve measurements were performed to determine the conductivity value of the layer nanocrystals. In addition, high-resolution transmission electron microscopy, selected-area electron diffractometry, and energy-dispersive X-ray spectroscopy were used to characterize the interface of the metal&#8211;semiconductor contact of the FIB-fabricated MoSe2 devices. After applying the approaches, the substantial thickness-dependent electrical conductivity in a wide thickness range for the MoSe2-layer semiconductor was observed. The conductivity increased by over two orders of magnitude from 4.6 to 1,500 &#937;&#8722;1 cm&#8722;1, with a decrease in the thickness from 2,700 to 6 nm. In addition, the temperature-dependent conductivity indicated that the thin MoSe2 multilayers exhibited considerably weak semiconducting behavior with activation energies of 3.5-8.5 meV, which are considerably smaller than those (36-38 meV) of the bulk. Probable surface-dominant transport properties and the presence of a high surface electron concentration in MoSe2 are proposed. Similar results can be obtained for other layer semiconductor materials such as MoS2 and WS2.

We describe the approaches for the device fabrication and electrical characterization of molybdenum diselenide (MoSe2) layer semiconductor nanostructures with different thicknesses. In addition, the fabrication of ohmic contacts for MoSe2-layer nanocrystals by the focused-ion beam deposition method using platinum (Pt) as a contact metal is described.

أومية الاتصال التصنيع باستخدام تقنية تركز أيون شعاع وتوصيف الكهربائية للطبقة أشباه الموصلات النانوية

Layer semiconductors with easily processed two-dimensional (2D) structures exhibit indirect-to-direct bandgap transitions and superior transistor ...

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film synthesis) for the purpose of exploratory materials research. Certain materials pose a challenge wherein the traditional bulk Hall bar device fabrication method is insufficient to produce a measureable device for sample transport measurement, principally because the single crystal size is too small to attach wire leads to the sample in a Hall bar configuration. This can be, for example, because the first batch of a new material synthesized yields very small single crystals or because flakes of samples of one to very few monolayers are desired. In order to enable rapid characterization of materials that may be carried out in parallel with improvements to their growth methodology, a method of device fabrication for very small samples has been devised to permit the characterization of novel materials as soon as a preliminary batch has been produced. A slight variation of this methodology is applicable to producing devices using exfoliated samples of two-dimensional materials such as graphene, hexagonal boron nitride (hBN), and transition metal dichalcogenides (TMDs), as well as multilayer heterostructures of such materials. Here we present detailed protocols for the experimental device fabrication of fragments and flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate and subsequent measurement in a commercial superconducting magnet, dry helium close-cycle cryostat magnetotransport system at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

We describe the methodology of mechanical exfoliation and deposition of flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate, fabrication of experimental device structures for transport experimentation, and the magnetotransport measurement in a dry helium close-cycle cryostat at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

طرق التجريبية المتقدمة لدرجات الحرارة المنخفضة Magnetotransport قياس المواد الجديدة

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

Precision Milling of Carbon Nanotube Forests Using Low Pressure Scanning Electron Microscopy

A nanoscale fabrication technique appropriate for milling carbon nanotube (CNT) forests is described. The technique utilizes an environmental scanning electron microscope (ESEM) operating with a low pressure water vapor ambient. In this technique, a portion of the electron beam interacts with the water vapor in the vicinity of the CNT sample, dissociating the water molecules into hydroxyl radicals and other species by radiolysis. The remainder of the electron beam interacts with the CNT forest sample, making it susceptible to oxidation from the chemical products of radiolysis. This technique may be used to trim a selected region of an individual CNT, or it may be used to remove hundreds of cubic microns of material by adjusting ESEM parameters. The machining resolution is similar to the imaging resolution of the ESEM itself. The technique produces only small quantities of carbon residue along the boundaries of the cutting zone, with minimal effect on the native structural morphology of the CNT forest.

Low pressure scanning electron microscopy in a water vapor ambient is used to machine nanoscale to microscale features in carbon nanotube forests.

الدقة طحن الأنابيب الجزيئية الكربونية الغابات عن طريق انخفاض الضغط الضوئي المجهر الإلكتروني

A nanoscale fabrication technique appropriate for milling carbon nanotube (CNT) forests is described. The technique utilizes an environmental scanning ...

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia (YSZ) Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

We demonstrate a method for the high temperature fabrication of porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ, 8 mol% yttria - 92 mol% zirconia) scaffolds with tunable specific surface areas up to 80 m2&#183;g-1. An aqueous solution of a zirconium salt, yttrium salt, and glucose is mixed with propylene oxide (PO) to form a gel. The gel is dried under ambient conditions to form a xerogel. The xerogel is pressed into pellets and then sintered in an argon atmosphere. During sintering, a YSZ ceramic phase forms and the organic components decompose, leaving behind amorphous carbon. The carbon formed in situ serves as a hard template, preserving a high surface area YSZ nanomorphology at sintering temperature. The carbon is subsequently removed by oxidation in air at low temperature, resulting in a porous, nanostructured YSZ scaffold. The concentration of the carbon template and the final scaffold surface area can be systematically tuned by varying the glucose concentration in the gel synthesis. The carbon template concentration was quantified using thermogravimetric analysis (TGA), the surface area and pore size distribution was determined by physical adsorption measurements, and the morphology was characterized using scanning electron microscopy (SEM). Phase purity and crystallite size was determined using X-ray diffraction (XRD). This fabrication approach provides a novel, flexible platform for realizing unprecedented scaffold surface areas and nanomorphologies for ceramic-based electrochemical energy conversion applications, e.g. solid oxide fuel cell (SOFC) electrodes.

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia YSZ Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

A protocol for fabricating porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ) scaffolds at temperatures between 1,000 &#176;C and 1,400 &#176;C is presented.

تصنيع درجة الحرارة عالية من ذات البنية النانومترية اليتريا-استقرت-زركونيا (YSZ) السقالات من قبل<em&gt; في الموقع</em&gt; الكربون النموذجيه Xerogels

We demonstrate a method for the high temperature fabrication of porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ, 8 mol% yttria - 92 mol% zirconia) ...

Fabrication of 3D Carbon Microelectromechanical Systems (C-MEMS)

A wide range of carbon sources are available in nature, with a variety of micro-/nanostructure configurations. Here, a novel technique to fabricate long and hollow glassy carbon microfibers derived from human hairs is introduced. The long and hollow carbon structures were made by the pyrolysis of human hair at 900 &#176;C in a N2 atmosphere. The morphology and chemical composition of natural and pyrolyzed human hairs were investigated using scanning electron microscopy (SEM) and electron-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), respectively, to estimate the physical and chemical changes due to pyrolysis. Raman spectroscopy was used to confirm the glassy nature of the carbon microstructures. Pyrolyzed hair carbon was introduced to modify screen-printed carbon electrodes ; the modified electrodes were then applied to the electrochemical sensing of dopamine and ascorbic acid. Sensing performance of the modified sensors was improved as compared to the unmodified sensors. To obtain the desired carbon structure design, carbon micro-/nanoelectromechanical system (C-MEMS/C-NEMS) technology was developed. The most common C-MEMS/C-NEMS fabrication process consists of two steps: (i) the patterning of a carbon-rich base material, such as a photosensitive polymer, using photolithography; and (ii) carbonization through the pyrolysis of the patterned polymer in an oxygen-free environment. The C-MEMS/NEMS process has been widely used to develop microelectronic devices for various applications, including in micro-batteries, supercapacitors, glucose sensors, gas sensors, fuel cells, and triboelectric nanogenerators. Here, recent developments of a high-aspect ratio solid and hollow carbon microstructures with SU8 photoresists are discussed. The structural shrinkage during pyrolysis was investigated using confocal microscopy and SEM. Raman spectroscopy was used to confirm the crystallinity of the structure, and the atomic percentage of the elements present in the material before and after pyrolysis was measured using EDX.

Fabrication of 3D Carbon Microelectromechanical Systems C-MEMS

Long and hollow glassy carbon microfibers were fabricated based on the pyrolysis of a natural product, human hair. The two fabrication steps of carbon microelectromechanical and carbon nanoelectromechanical systems, or C-MEMS and C-NEMS, are: (i) photolithography of a carbon-rich polymer precursor and (ii) pyrolysis of the patterned polymer precursor.

تصنيع أنظمة الكربون الكهروميكانيكية الدقيقة ثلاثية الأبعاد (C-ميمس)

A wide range of carbon sources are available in nature, with a variety of micro-/nanostructure configurations. Here, a novel technique to fabricate long ...

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of nanowires. DEP is used for nanowire analysis, characterization, and for solution-based fabrication of semiconducting devices. The method works by applying an alternating electric field between metallic electrodes. The nanowire formulation is then dropped onto the electrodes which are on an inclined surface to create a flow of the formulation using gravity. The nanowires then align along the gradient of the electric field and in the direction of the liquid flow. The frequency of the field can be adjusted to select nanowires with superior conductivity and lower trap density. 
In this work, flow-assisted DEP is used to create nanowire field effect transistors. Flow-assisted DEP has several advantages: it allows selection of nanowire electrical properties; control of nanowire length; placement of nanowires in specific areas; control of orientation of nanowires; and control of nanowire density in the device. 
The technique can be expanded to many other applications such as gas sensors and microwave switches. The technique is efficient, quick, reproducible, and it uses a minimal amount of dilute solution making it ideal for the testing of novel nanomaterials. Wafer scale assembly of nanowire devices can also be achieved using this technique, allowing large numbers of samples for testing and large-area electronic applications.

In this paper, flow assisted dielectrophoresis is demonstrated for the self-assembly of nanowire devices. The fabrication of a silicon nanowire field effect transistor is shown as an example.

ديليكتروفوريسيس ساعد تدفق: طريقة منخفضة تكلفة لتصنيع الأجهزة عالية الأداء الحل مفهرسة أسلاك متناهية الصغر

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...