Die Autoren möchten die Menschen in der Quantenelektronik und Photonik-Division der National Institute of Standards and Technology in Boulder, CO für ihre Unterstützung zu bestätigen.

Die GaN-Nanodrähte in diesen Experimenten verwendet wurden katalysatorfreie Molekularstrahl-Epitaxie (MBE) auf Si (111)-Substraten aufgewachsen 9. Das allgemeine Verfahren zur Herstellung der NW-Suspension aus dem Substrat mit dem aufgewachsenen Nanodrähte ist in Abbildung 1 dargestellt. 1. Nanodraht Hänge Vorbereitung <ol><li> Spaltet ein kleines (&lt;5 mm x 5 mm) Stück der aufgewachsenen Nanodrähte auf dem Substrat. </li><li> Füllen Sie eine kleine verschlossenen Röhrchens mit ca. 1 ml Isopropanol (IPA). </li><li> Legen Sie das Stück gespalten in das Fläschchen, schließen Sie den Deckel und beschallen für etwa 30 Sekunden, um die Nanodrähte aus dem Substrat zu entfernen. Einmal hergestellt, bleibt das NW Suspension lebensfähig für einen längeren Zeitraum. </li></ol> 2. Untergrundvorbereitung Die verwendeten Substrate sind stark dotierte (ρ ~ 0,001 bis 0,005 Ω-cm) 3-Zoll-Si-Wafer mit 200 nm von thermisch gewachsenem SiO 2 auf beiden Seiten. <ol><li> Wenn electrical Kontakt mit dem Siliziumsubstrat gewünscht wird, wegzuätzen das Oxid von der Rückseite des Wafers unter Verwendung eines RIE-Ätzer mit den folgenden Bedingungen, O 2-Strömung = 20 sccm CHF 3 Strom = 50 sccm, -240 V Vorspannung 120 W für 20 min. Dieser Schritt hilft auch, Aufladen der Probe während Elektronenmikroskopie. </li><li> Nach Oxidätzung, sauber Wafer durch Eintauchen es dem Gesicht nach unten, mit einem Stativ-Halter in ein 1000-ml-Becher mit ~ 100 ml Aceton für 5 min. </li><li> Entfernen Wafer aus Aceton und sofort abspülen beide Seiten des Wafers mit Spritzflasche von IPA über einem leeren 1.000 ml-Becherglas, die für die Lösungsmittelabfälle verwendet werden. </li><li> Wiederholen Sie Schritt 2 unter Verwendung von IPA. </li><li> Wiederholen Sie Schritt 3 Spülen der Wafer mit deionisiertem H 2 O über die Lösungsmittelabfälle Becher. </li><li> Wiederholen Sie Schritt 2 mit deionisiertem H 2 O. </li><li> Schlag Wafer trocken mit Druck trockenen N 2. </li></ol> 3. Nanowire Dispersal <ol><li> Spalten die saubere wnach der in 4 gleiche Viertel. Jedes Quartal wird 3 Kontaktmuster auf sie in den allgemeinen Bereichen in den 2A und B gezeigt, abgeschieden. </li><li> Beschallen die Flasche mit der NW-Suspension vor der Abgabe, um eine gleichmäßige NW-Konzentration in der Suspension zu erhalten. </li><li> Stellen Sie die Mikropipette auf die gewünschte Tropfengröße (3-30 ul) und zeichnen Sie die NW-Suspension aus dem Fläschchen. </li><li> Nehmen Substratstück (¼ Wafer), das zur Dispersion verwendet wird und dass es eben ist, so daß die NW Suspension nicht weg wandern zu den Kanten. </li><li> Abgeben der NW Suspension auf die (oxidiert) vorderen Oberfläche des Si-Substrats in dem allgemeinen Bereich, wo die Kontaktmuster aufgebracht werden. Wenn gewünscht, hat Einzahlung zusätzliche Tropfen der NW Suspension in der gleichen Gegend, nach der Lösemittel aus der vorherigen Tropfen vollständig verdampft ist. </li><li> Wiederholen Sie Schritt 3.4 für die anderen zwei Bereiche, in denen ein Kontakt-Muster sein. Sie die NW-Suspension aus mehr verzichten nichtWachstum als 1 laufen auf einem einzigen Substrat Stück (¼-Wafer), um eine Kreuzkontamination zu vermeiden. Die Verteilung des NW Suspension auf das Substrat ist in den Fig. 2C und D dargestellt. </li><li> Nach dem letzten Tropfen NW Suspension verdampft ist, legen Sie das Probenseite nach unten in eine Stativhalterung und sanft eintauchen in aufeinanderfolgenden Bädern Aceton und Isopropanol, um unerwünschte Verunreinigungen zu entfernen. Spülen in deionisiertem H 2 O, und trocken blasen in N 2. Verwenden Sie keine Spritzflaschen oder beschallen das Lösungsmittel während dieser Reinigungsprozess, überschüssige Entfernung der Nanodrähte von der Oberfläche zu vermeiden. </li></ol> 4. Die Photolithographie von Kontakt Muster Verwenden Sie Standard-Photolithographie-Techniken, um die Kontaktmuster in einem Reinraum mit Umgebungsbedingungen von ~ 20 ° C und ~ 40% relative Luftfeuchtigkeit zu schaffen. Mask Aligner Intensität (Schritt 4.6), Belichtungszeit (Schritt 4.8) und zu entwickeln, Zeit (Schritt 4.9) wird eine Geräte-abhängige seinnd sollten angepasst werden, um maximale Musterdefinition mit einem Lift-off-Resist (LOR) Unterschnitt von etwa 0,5 um zu produzieren. <ol><li> Spin Abheben Resist auf die Probe unter Verwendung eines Zwei-Schritt-Rezept (1) 300 min 10 sec (2) 2.000 Upm für 45 Sekunden. </li><li> Platzieren Probe auf einer heißen Platte für 5 Minuten bei 150-170 ° C backen </li><li> Probe zu entfernen und zu ermöglichen, für 30 Sekunden abkühlen und Spin auf Photoresist unter Verwendung eines Zwei-Schritt-Rezept (1) 1.000 Upm für 3 sec (2) bei 5000 Upm für 45 sec, dann. </li><li> Platzieren Probe auf einer heißen Platte für 1 min bei 115 ° C backen </li><li> Lassen Probe für 1 min abkühlen. </li><li> Kalibrieren Mask Aligner einer Lichtintensität von ~ 1,90 mW / cm 2. </li><li> Legen Probe in Mask Aligner, mit der richtigen Maske für den Kontaktmuster installiert. </li><li> Bringen Probe mit Maske und setzen die Probe für 24 sec. </li><li> Photoresist zu entwickeln durch Verwirbelung Probe in ein Becherglas von Entwickler für 21 Sekunden. </li><li> Spülen mit VE-H 2 O und trocken blasen wit N 2. </li></ol> 5. Probenvorbehandlung Vor der Metallabscheidung Vor dem Laden der Proben auf den Elektronenstrahlverdampfer zur Metallabscheidung, geben dem gemusterten Wafer ein UV-Ozonbehandlung und eine HCl: H 2 O-Bad. <ol><li> Last Proben in UV-Ozon-Generator für 10 min mit einem ultra-hochreinem O 2-Flussrate von 80 sccm. </li><li> Nach der UV-Ozonbehandlung statt Proben in einer HCl: H 2 O (1:10)-Lösung für 1 min bei Raumtemperatur. </li><li> Proben mit deionisiertem H 2 O spülen und trocken blasen vorsichtig mit N 2. </li></ol> 6. Elektronenstrahlverdampfung des Kontaktmetalle <ol><li> Unmittelbar nach der Vorbehandlung, montieren Sie die Proben auf die Platte mit Schrauben und Clips und sichere Platte in der E-Beam-Verdampfer. Stellen Sie sicher, dass ausreichend Ni und Au sind für die Abscheidung zur Verfügung. </li><li> Abpumpen Kammer, bis der Druck unter 1,3 x 10 -3 Pa (1 μTorr) (kann verlangen, über Nacht zu pumpen). </li><li> Stellen Sie Hochspannung bis 10 kV und beginnen Drehung von Proben bei 5 Upm. Stellen Sie sicher, Shutter geschlossen. </li><li> Wählen Sie das Ni-Tiegel und geben Sie Parameter für Ni in die Kristallfrequenz-Monitor. Ablagerung 50 nm (500 Å) aus Ni mit einer Abscheidungsgeschwindigkeit von etwa 0,1 nm / s ist. </li><li> Sobald Ni Quelle ausreichend abgekühlt ist (~ 15 min), um als Au-Tiegel zu wechseln, ändern Sie die Parameter mit denen für Au und Kaution 100 nm (1.000 Å) aus Au mit einer Abscheidungsrate von ~ 0,1 nm / sec. </li><li> Sobald Au-Tiegel abgekühlt hat (~ 10 min), Entlüftungskammer und entladen Probenauflageplatte. Wenn Sie unsicher sind aus Metall Dicke, mit einem Profilometer, das Ni / Au Dicke zu bestimmen. </li></ol> 7. Kontakt Metall Lift-off <ol><li> Proben von der Platte entfernen und legen Sie in einem Photoresist Stripper Bad bei Raumtemperatur für ein paar Stunden zum Abheben des Metalls auf dem Fotolack aufgebracht. Falls gewünscht, erhöhen die Temperatur des Bades auf etwa 50-60 ° C bis AcceleLift-off-Rate. </li><li> Wenn das Metall nicht komplett kommen, verwenden Sie eine Spritzflasche von PG Remover gewaltsam entfernen Sie die restlichen unerwünschten Metall von der Oberfläche. Die Probe beschallen nicht, weil dies dazu führen, die Nanodrähte aus dem Metall zu befreien. </li><li> Spülen Sie die PG-Entferner von der Probe mit IPA in ein Lösungsmittel Abfallbecherglas und legen Probe in ein Becherglas von sauberen IPA. </li><li> Wiederholen Sie Schritt 7.3 mit deionisiertem H 2 O und dann blasen die Probe trocken mit N 2. </li></ol> 8. Kontakt Glühen Testgeräte vor dem Kontakt Glühen, um diese mit geglüht Geräte zu vergleichen. Führen des Kontaktglühen der Ni / Au-Schichten unter Verwendung eines schnellen thermischen Wärmebehandlungsanlage (RTA) mit ultrahochreinem N 2 / O 2 (3:1) als Prozessgas. <ol><li> Warten Sie mindestens 24 Stunden nach dem Entfernen des Kontaktmetall vor dem Tempern Proben, um zu gewährleisten, dass die Metallkontakte haben Gleichgewicht nach der Abscheidung erreicht. </li><li&gt; Spülen Sie die RTA durch Ausführen der N 2 / O 2 bei einer Temperatur von 650 ° C für 5 min ohne Proben. </li><li> Last Proben und stellen Durchflussrate von N 2 / O 2 bis 1,4 SLPM. </li><li> Glühen Proben bei 550 ° C für 10 min. Die Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit betrug ~ 500 ° C / min. </li></ol> 9. Ni / Au-Film-Entfernung Da die Entfernung der Ni / Au-Film ist ein destruktiver Prozess werden typischerweise Vorrichtungen abgebildet und vor diesem Schritt geprüft. Das Verfahren für die Ni / Au-Film Entfernung ist in Fig. 3 dargestellt. <ol><li> Warten Sie mindestens 24 Stunden nach dem Kontakt Glühen vor dem Entfernen des Ni / Au-Film. </li><li> Spalten ein Stück der Probe aus dem Gebiet von Interesse. Stellen Sie sicher, Umfang der Stichprobe ist, um die Kanten mit einer Pinzette, ohne den Bereich von Interesse groß genug greifen. </li><li> Sichern Sie eine SEM-Stiftstummel Montage in einer Halterung, so dass die Halterung kann leicht verschoben oder herausgenommen werden. </li><li> Legen Sie ein Stück conductive Kohlenstoffband flach auf der Montagefläche. Das Stück Kohlebandes größer sein als die Fläche des Films, der entfernt werden soll. Eine leitfähige Kohlen Registerkarte, die genaue Größe der Montagefläche ist sehr gut für diese Anwendung. Tragen Sie die C-Band oder Register, um der Montagefläche langsam und vorsichtig, um sicherzustellen, dass die Oberfläche möglichst glatt ist. </li><li> Vor dem Entfernen der Unterstützung der Band, mit einem Finger drücken schwer auf dem Band, so dass sie fest mit der Montagefläche haften. Dies ist sehr wichtig, damit das Band löst sich nicht mit der Probe. </li><li> Nehmen Sie ein Probestück gespalten und sanft lag das Gebiet von Interesse direkt auf die Kohlenstoffband entlang der Kante der Halterung, so dass der Bereich der Probe, die für den Umgang mit einer Pinzette verwendet wurde, hängt von der Kante (Abbildung 3A). Einmal Probe aufs Band gelegt wurde, entfernen Sie es nicht für die Neupositionierung um zu vermeiden, die Zerstörung der Ni / Au-Film. </li><li> Drücken Sie fest aufauf die Rückseite der Probe mit einer Pinzette (Abbildung 3B). Achten Sie darauf, nicht zu hart auf die Probe um die Halterung drücken Kanten, da dies dazu führen, die Probe zu brechen. </li><li> Um das Substrat zu entfernen, einen sauberen Rasierklinge oder Skalpell vorsichtig anzustossen und es zwischen dem Substrat und dem Band an den Rändern der Probe (Fig. 3C). Diesen Prozess sorgfältig zu wiederholen, stieß der Rasierklinge ein wenig weiter jedes Mal, bis das Substrat kann leicht durch packte sie mit einer Pinzette abgezogen werden. Mit zu viel Kraft kann die Probe brechen. Um das Band zu kommen mit Substrat zu halten, stellen eine Zange oder eine Sonde auf die Fläche des Bandes, die angrenzend an das Substrat, wenn das Substrat vor neugierigen aus (3C). Das geglühte Ni / Au-Film sollte auf das Band (3D) haften bleiben. Im Durchschnitt wird dieser Schritt über 1 min dauern. </li><li> Bild der neu entfernt Ni / Au-Film unter Verwendung von SEM, sobald wie möglich, damit eins, um die neu freigelegten Schnittstelle des Films zu beobachten, bevor es kontaminiert wurde. </li></ol>

<ol>
	<li>Lu, W., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semiconductor+nanowires.">Semiconductor nanowires.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 39, R387-R406 (2006).</li><li>Mater Res, A. n. n. u. R. e. v. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 34, 83-122 (2004).</li><li>Pettersen, S. V., Grande, A. P., 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=Formation+and+electronic+properties+of+oxygen+annealed+Au/Ni+and+Pt/Ni+contacts+to+p-type.">Formation and electronic properties of oxygen annealed Au/Ni and Pt/Ni contacts to p-type.</a> 22, 186-193 (2007).</li><li>Chen, L. C., Ho, J. K., 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=The+Effect+of+Heat+Treatment+on+Ni/Au+Ohmic+Contacts+to+p-Type.">The Effect of Heat Treatment on Ni/Au Ohmic Contacts to p-Type.</a> 176, 773-777 (1999).</li><li>Liday, 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=Investigation+of+NiOx-based+contacts+on+p-GaN.">Investigation of NiOx-based contacts on p-GaN.</a> J. Mater. Sci. Mater. Electron. 19, 855-862 (2008).</li><li>Narayan, J., Wang, H., Oh, T. H., Choi, H. K., Fan, J. C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+epitaxial+Au/Ni/Au+ohmic+contacts+to+p-GaN.">Formation of epitaxial Au/Ni/Au ohmic contacts to p-GaN.</a> Appl. Phys. Lett. 81 (21), 3978-3980 (2002).</li><li>Ho, J. K., Jong, C. S., 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=Low-resistance+ohmic+contacts+to+p-type+GaN+achieved+by+the+oxidation+of+Ni/Au+films.">Low-resistance ohmic contacts to p-type GaN achieved by the oxidation of Ni/Au films.</a> J. Appl. Phys. Lett. 86 (8), 4491-4497 (1999).</li><li>Herrero, A. M., Blanchard, P., 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=Microstructure+evolution+and+development+of+annealed+Ni/Au+contacts+to+GaN+nanowires.">Microstructure evolution and development of annealed Ni/Au contacts to GaN nanowires.</a> Nanotechnology. 23 (36), 5203.1-5203.10 (2012).</li><li>Bertness, K. A., Roshko, A., Sanford, N. A., Barker, J. M., Davydov, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneously+grown+GaN+and+AlGaN+nanowires.">Spontaneously grown GaN and AlGaN nanowires.</a> J. Crystal Growth. 287, 522-527 (2006).</li><li>Herrero, A. M., Bertness, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+Dispersion+and+Surface+Pretreatment+for+Single+GaN+Nanowire+Devices.">Optimization of Dispersion and Surface Pretreatment for Single GaN Nanowire Devices.</a> J. Vac. Sci. Tech. B. 30 (6), 2201.1-2201.5 (2012).</li></ol>

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Das vorgestellte Verfahren erlaubt die Analyse des Kontakt / Substrat-und Kontakt / NW Mikrostruktur der einzelnen NW Geräte. Die Hauptvorteile dieses Verfahrens sind die geringen Kosten und die Einfachheit. Es ermöglicht die qualitative und quantitative Analyse der Kontaktschnittstelle in großem Umfang mit dem Substrat als auch auf einem Submikrometer-Maßstab mit individuellen Nanodrähte. Die Verwendung von Kohlenstoffband für den Film Entfernung und SEM Stift Stubs für Probenmontage machen es möglich, Analyse ...

Single-NW Vorrichtungen durch Dispergieren eines NW Suspension auf einem isolierenden Substrat und Ausbilden von Kontaktflecken auf dem Substrat durch herkömmliche Photolithographie-und Metallabscheidung, die in dem Zufallsprinzip gebildet zwei Endgeräten Ergebnisse gemacht. Eine dicke SiO 2-Schicht auf einem Si-Wafer wird in der Regel als ein isolierendes Substrat 1,2 verwendet. Für Metalle auf einem SiO 2-Oberfläche abgeschieden wird, ist ein häufiges Problem, eine Wärmebehandlung das Auftreten von Hohlraumbildung an der Metall / SiO 2-Grenzfläche. Zusätzlich zu Rissbildung und Delamination der Metallfolie kann diese Hohlraumbildung negativ auf die Leistung der Vorrichtung von einer Zunahme im Widerstand durch eine Verringerung der Kontaktfläche verursacht wird. Ni / Au-Kontakte in N 2 / O 2-Atmosphäre oxidiert wird, die vorherrschende Kontaktschema p-GaN 3-7 aufgebracht. Während der Wärmebehandlung in einer N 2 / O 2, die Ni diffundiert an die Oberfläche zu NiO und die Au diffundiert bis zu der FormSubstratoberfläche. In dieser Arbeit wurde überschüssiges Hohlraumbildung an den Kontakt / NW und Kontakt / SiO &amp;sub2;-Schnittstellen gezeigt, während des Anlassens des Ni / Au-Kontakte auf Nanodrähte auf SiO 2 8 liegen. Die Oberflächenmorphologie des geglühten Ni / Au-Schicht, aber nicht auf die Existenz von Lücken oder den Grad der Hohlraumbildung stattgefunden hat. Um dieses Problem zu lösen, haben wir eine Technik zur Entfernung von Ni / Au-Kontakte und GaN Nanodrähte aus SiO 2 / Si-Substrate, um die Schnittstelle der Kontakt mit dem Substrat und Nanodrähte zu analysieren. Diese Technik kann für die Entfernung von jeder Kontaktstruktur, die eine schlechte Haftung auf dem Substrat verwendet werden. Die Ni / Au-Filmen mit GaN Nanodrähte in diese eingebettet werden aus dem SiO 2-Substrat mit Kohlenstoffband entfernt wird. Das Kohlenstoffband auf eine Standardstifthalterung geklebt zur Charakterisierung unter Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie (SEM), zusammen mit einigen anderen Werkzeugen. Das Verfahren für die Fabrication einzelner GaN NW Geräte und Analyse ihrer Morphologie Kontaktschnittstelle beschrieben.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>REAGENTS and MATERIALS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lift-off resist</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>LOR 5A</td>
			<td>Varies according to application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist</td>
			<td>Shipley</td>
			<td>1813</td>
			<td>Varies according to application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer</td>
			<td>Rohm and Haas Electronic Materials</td>
			<td>MF CD-26</td>
			<td>Varies according to application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist stripper</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>Nano Remover PG</td>
			<td>Varies according to application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ni source</td>
			<td>International Advanced Materials</td>
			<td>99.999% purity</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Au source</td>
			<td>International Advanced Materials</td>
			<td>99.999% purity</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SiO2/Si wafers</td>
			<td>Silicon Valley Microelectronics</td>
			<td>3-inch &#60;100&#62; N/As 0.001-0.005 Ohm-cm, 200 nm thermal oxide</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon tape</td>
			<td>SPI Supplies</td>
			<td>5072, 8 mm wide</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Solvents are standard semiconductor or research grade. Vendor is not important for the experimental outcome.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reactive ion etch gases and thermal annealing gases are high purity grade. Vendor is not important for the experimental outcome.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>EQUIPMENT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic cleaner</td>
			<td>Cole-Palmer</td>
			<td>EW-08849-00</td>
			<td>Low power</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette</td>
			<td>Rainin</td>
			<td>PR-200</td>
			<td>Metered, disposal tips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reactive ion etcher</td>
			<td>SemiGroup</td>
			<td>RIE 1000 TP</td>
			<td>Other vendors also used with different process parameters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mask aligner</td>
			<td>Karl Suss</td>
			<td>MJB3</td>
			<td>Other vendors also used with different process parameters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV ozone cleaner</td>
			<td>Jelight</td>
			<td>Model 42</td>
			<td>Other vendors also used with different process parameters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E-beam evaporator</td>
			<td>CVC</td>
			<td>SC-6000</td>
			<td>Other vendors also used with different process parameters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>* Manufacturers and product names are given solely for completeness. These specific citations neither constitute an endorsement of the product by NIST nor imply that similar products from other companies would be less suitable.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analysis of contact interfaces for single gan nanowire devices

Einzel GaN Nanodraht (NW)-Geräte auf SiO 2 hergestellt werden kann, eine starke Verschlechterung nach dem Glühen auf das Auftreten von Hohlraumbildung an der Kontakt / SiO 2-Grenzfläche aufweisen. Dieses Hohlraumbildung kann zu Rissen und Delamination des Metallfilms, die den Widerstand zu erhöhen oder zu einem vollständigen Ausfall der NW Gerät. Um Probleme mit Hohlraumbildung verbunden begegnen, wurde eine Technik entwickelt, die Ni / Au Kontaktmetallschichten entfernt von den Substraten für die Untersuchung und Charakterisierung der Kontakt / Substrat-und Kontakt / NW-Schnittstellen der einzelnen GaN NW Geräten zu ermöglichen. Dieses Verfahren bestimmt den Grad der Haftung der Kontaktschichten auf dem Substrat und Nanodrähte und ermöglicht die Charakterisierung der Morphologie und Zusammensetzung der Kontaktgrenzfläche mit dem Substrat und Nanodrähten. Diese Technik ist auch nützlich für die Bewertung der Menge des Restverunreinigung, die aus der Suspension eine NW bleibtnd von Photolithographie-Prozesse auf der NW-SiO 2-Oberfläche vor der Metallabscheidung. Die einzelnen Schritte dieses Verfahrens sind für die Entfernung von geglühten Ni / Au-Kontakte auf Mg-dotierten GaN Nanodrähte auf einem SiO 2-Substrat dargestellt.

Ein Beispiel für die SEM-Analyse auf geglüht Ni / Au-Schichten aus dem SiO 2-Substrat mit Kohlenstoffband entfernt wird, in Fig. 4 gezeigt. Die Oberfläche einer Ni / Au-Kontakt vor der Entfernung ist in Fig. 4A gezeigt. Die Unterseite der Umgebung des jeweiligen Ni / Au-Schicht nach dem Entfernen ist in 4B gezeigt. Vergleich der Oberflächen-und Unterseite Morphologie zu bestimmen, ob es eine Beziehung zwischen den beiden. Zum Beispiel, wenn die beiden Bil...

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Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

Eine Technik entwickelt, die Ni / Au Kontaktmetallschichten entfernt von ihrem Substrat für die Untersuchung und Charakterisierung der Kontakt / Substrat-und Kontakt / NW-Schnittstellen der einzelnen GaN-Nanodraht-Geräten zu ermöglichen.

Die Analyse der Kontaktschnittstellen für Einzel GaN-Nanodraht-Geräte

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit  a strong degradation after annealing due to the  occurrence of void formation at the ...

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Research

JoVE Journal

Engineering

9.3K Aufrufe.  National Institute of Standards and Technology.  Eine Technik entwickelt, die Ni / Au Kontaktmetallschichten entfernt von ihrem Substrat für die Untersuchung und Charakterisierung der Kontakt / Substrat-und Kontakt / NW-Schnittstellen der einzelnen GaN-Nanodraht-Geräten zu ermöglichen. 

Serie: Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra shallow and sharp doping profiles at the nanometer scale. In MLCD process the dopant source is a monolayer containing dopant atoms.
In this article a detailed procedure for surface doping of silicon substrate as well as silicon nanowires is demonstrated. Phosphorus dopant source was formed using tetraethyl methylenediphosphonate monolayer on a silicon substrate. This monolayer containing substrate was brought to contact with a pristine intrinsic silicon target substrate and annealed while in contact. Sheet resistance of the target substrate was measured using 4 point probe. Intrinsic silicon nanowires were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) process using a vapor-liquid-solid (VLS) mechanism; gold nanoparticles were used as catalyst for nanowire growth. The nanowires were suspended in ethanol by mild sonication. This suspension was used to dropcast the nanowires on silicon substrate with a silicon nitride dielectric top layer. These nanowires were doped with phosphorus in similar manner as used for the intrinsic silicon wafer. Standard photolithography process was used to fabricate metal electrodes for the formation of nanowire based field effect transistor (NW-FET). The electrical properties of a representative nanowire device were measured by a semiconductor device analyzer and a probe station.

A detailed procedure for surface doping of Silicon interfaces is provided. The ultra-shallow surface doping is demonstrated by using phosphorus containing monolayers and rapid annealing process. The method can be used for doping of macroscopic area surfaces as well as nanostructures.

Monolayer Kontakt Dotierung von Silizium-Oberflächen und Nanodrähte Mit Phosphororganische Verbindungen

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

Forschung

Ingenieurwesen

Thermal Measurement Techniques in Analytical Microfluidic Devices

Thermal measurement techniques have been used for many applications such as thermal characterization of materials and chemical reaction detection. Micromachining techniques allow reduction of the thermal mass of fabricated structures and introduce the possibility to perform high sensitivity thermal measurements in the micro-scale and nano-scale devices. Combining thermal measurement techniques with microfluidic devices allows performing different analytical measurements with low sample consumption and reduced measurement time by integrating the miniaturized system on a single chip. The procedures of thermal measurement techniques for particle detection, material characterization, and chemical detection are introduced in this paper.

Here, we present three protocols for thermal measurements in microfluidic devices.

Thermal-Messtechnik in Analytical Mikrofluidiksysteme

Thermal measurement techniques have been used for many applications such as thermal characterization of materials and chemical reaction detection. ...

Seedless Growth of Bismuth Nanowire Array via Vacuum Thermal Evaporation

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. Conventionally reserved for the fabrication of metal thin films, thermal evaporation deposits bismuth into an array of vertical single crystalline nanowires over a flat thin film of vanadium held at RT, which is freshly deposited by magnetron sputtering or thermal evaporation. By controlling the temperature of the growth substrate the length and width of the nanowires can be tuned over a wide range. Responsible for this novel technique is a previously unknown nanowire growth mechanism that roots in the mild porosity of the vanadium thin film. Infiltrated into the vanadium pores, the bismuth domains (~ 1 nm) carry excessive surface energy that suppresses their melting point and continuously expels them out of the vanadium matrix to form nanowires. This discovery demonstrates the feasibility of scalable vapor phase synthesis of high purity nanomaterials without using any catalysts.

A protocol for seedless and high yield growth of bismuth nanowire arrays through vacuum thermal evaporation technique is presented.

Seedless Wachstum von Wismut Nanodraht-Array über Vacuum Thermal Evaporation

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. ...

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each thermoplastic of interest. Solvent bonding is a simple and versatile method that can be used to fabricate devices from a variety of plastics. An appropriate solvent is added between two device layers to be bonded, and heat and pressure are applied to the device to facilitate the bonding. By using an appropriate combination of solvent, plastic, heat, and pressure, the device can be sealed with a high quality bond, characterized as having high bond coverage, bond strength, optical clarity, durability over time, and low deformation or damage to microfeature geometry. We describe the procedure for bonding devices made from two popular thermoplastics, poly(methyl-methacrylate) (PMMA), and cyclo-olefin polymer (COP), as well as a variety of methods to characterize the quality of the resulting bonds, and strategies to troubleshoot low quality bonds. These methods can be used to develop new solvent bonding protocols for other plastic-solvent systems.

Solvent bonding is a simple and versatile method for fabricating thermoplastic microfluidic devices with high quality bonds. We describe a protocol to achieve strong, optically clear bonds in PMMA and COP microfluidic devices that preserve microfeature details, by a judicious combination of pressure, temperature, an appropriate solvent, and device geometry.

Lösungsmittelbindung für die Herstellung von PMMA und COP Mikrofluidiksysteme

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light scattering from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles. This protocol describes the SLSP platform and how it employs a 360&#176; rotational photodetector sensor that is scanned around an IOL sample while recording the intensity and location of scattered light as it passes through the IOL medium. The SLSP platform can be used to predict, non-clinically, the propensity for current and novel IOL designs and materials to induce light scatter. Non-clinical evaluation of light scattering properties of IOLs can significantly reduce the number of patient complaints related to unwanted glare, glistening, optical defects, poor image quality, and other phenomena associated with the unintended light scattering. Future studies should be conducted to correlate SLSP data with clinical results to help identify which measured light scatter is most problematic for patients that have undergone cataract surgery subsequent to IOL implantation.

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

This protocol describes the scanning light scattering profiler (SLSP) that enables the full-angle quantitative evaluation of forward and backward scattering of light from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles.

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) basierte Methodik zur quantitativen Bewertung von Vorwärts- und Rücklichtlichtstreuung aus Intraokularlinsen

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...

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.

Flow-gestützte Dielektrophorese: Eine kostengünstige Methode für die Herstellung von Hochleistungs-Lösung-verarbeitbare Nanodraht-Geräte

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

Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for applications in two-dimensional nanoelectronics devices. Although many methods to synthesize SnSe nanocrystals have been developed, a simple way to fabricate large-sized single-layer SnSe flakes remains a great challenge. Herein, we show the experimental method to directly grow large-sized single-layer rectangular SnSe flakes on commonly used SiO2/Si insulating substrates using a straightforward two-step fabrication method in an atmospheric pressure quartz tube furnace system. The single-layer rectangular SnSe flakes with an average thickness of ~6.8 &#197; and lateral dimensions of about 30 &#181;m &#215; 50 &#181;m were fabricated by a combination of vapor transport deposition technique and nitrogen etching route. We characterized the morphology, microstructure, and electrical properties of the rectangular SnSe flakes and obtained excellent crystallinity and good electronic properties. This article about the two-step fabrication method can help researchers grow other similar two-dimensional, large-sized, single-layer materials using an atmospheric pressure system.

A protocol is presented demonstrating a two-step fabrication technique to grow large-sized single-layer rectangular shaped SnSe flakes on low-cost SiO2/Si dielectrics wafers in an atmospheric pressure quartz tube furnace system.

Atmosphärendruck-Herstellung von großformatigen Einzellagen-rechteckige SnSe Flocken

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

Fabrication of Refractive-index-matched Devices for Biomedical Microfluidics

The use of microfluidic devices has emerged as a defining tool for biomedical applications. When combined with modern microscopy techniques, these devices can be implemented as part of a robust platform capable of making simultaneous complementary measurements. The primary challenge created by the combination of these two techniques is the mismatch in refractive index between the materials traditionally used to make microfluidic devices and the aqueous solutions typically used in biomedicine. This mismatch can create optical artifacts near the channel or device edges. One solution is to reduce the refractive index of the material used to fabricate the device by using a fluorinated polymer such as MY133-V2000 whose refractive index is similar to that of water (n = 1.33). Here, the construction of a microfluidic device made out of MY133-V2000 using soft lithography techniques is demonstrated, using O2 plasma in conjunction with an acrylic holder to increase the adhesion between the MY133-V2000 fabricated device and the polydimethylsiloxane (PDMS) substrate. The device is then tested by incubating it filled with cell culture media for 24 h to demonstrate the ability of the device to maintain cell culture conditions during the course of a typical imaging experiment. Finally, quantitative phase microscopy (QPM) is used to measure the distribution of mass within the live adherent cells in the microchannel. This way, the increased precision, enabled by fabricating the device from a low index of refraction polymer such as MY133-V2000 in lieu of traditional soft lithography materials such as PDMS, is demonstrated. Overall, this approach for fabricating microfluidic devices can be readily integrated into existing soft lithography workflows in order to reduce optical artifacts and increase measurement precision.

This protocol describes the fabrication of microfluidic devices from MY133-V2000 to eliminate artifacts that often arise in microchannels due to the mismatching refractive indices between microchannel structures and an aqueous solution. This protocol uses an acrylic holder to compress the encapsulated device, improving adhesion both chemically and mechanically.

Herstellung von refraktiven Index passende Geräte für biomedizinische Mikrofluidik

The use of microfluidic devices has emerged as a defining tool for biomedical applications. When combined with modern microscopy techniques, these devices ...

Fabrication of Robust Nanoscale Contact between a Silver Nanowire Electrode and CdS Buffer Layer in Cu(In,Ga)Se2 Thin-film Solar Cells

Silver nanowire transparent electrodes have been employed as window layers for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. Bare silver nanowire electrodes normally result in very poor cell performance. Embedding or sandwiching silver nanowires using moderately conductive transparent materials, such as indium tin oxide or zinc oxide, can improve cell performance. However, the solution-processed matrix layers can cause a significant number of interfacial defects between transparent electrodes and the CdS buffer, which can eventually result in low cell performance. This manuscript describes how to fabricate robust electrical contact between a silver nanowire electrode and the underlying CdS buffer layer in a Cu(In,Ga)Se2 solar cell, enabling high cell performance using matrix-free silver nanowire transparent electrodes. The matrix-free silver nanowire electrode fabricated by our method proves that the charge-carrier collection capability of silver nanowire electrode-based cells is as good as that of standard cells with sputtered ZnO:Al/i-ZnO as long as the silver nanowires and CdS have high-quality electrical contact. The high-quality electrical contact was achieved by depositing an additional CdS layer as thin as 10 nm onto the silver nanowire surface.

Fabrication of Robust Nanoscale Contact between a Silver Nanowire Electrode and CdS Buffer Layer in CuIn,GaSe2 Thin-film Solar Cells

In this protocol, we describe the detailed experimental procedure for the fabrication of a robust nanoscale contact between a silver nanowire network and CdS buffer layer in a CIGS thin-film solar cell.

Herstellung eines robusten Nano-Kontakts zwischen einer Silber-Nanodrahtelektrode und einer CdS-Pufferschicht in Cu(In,Ga)Se2 Dünnschicht-Solarzellen

Silver nanowire transparent electrodes have been employed as window layers for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. Bare silver nanowire electrodes ...

Crack Monitoring in Resonance Fatigue Testing of Welded Specimens Using Digital Image Correlation

A procedure using digital image correlation (DIC) to detect cracks on welded specimens during fatigue tests on resonance testing machines is presented. It is intended as a practical and reproducible procedure to identify macroscopic cracks at an early stage and monitor crack propagation during fatigue tests. It consists of strain field measurements at the weld using DIC. Images are taken at fixed load cycle intervals. Cracks become visible in the computed strain field as elevated strains. This way, the whole width of a small-scale specimen can be monitored to detect where and when a crack initiates. Subsequently, it is possible to monitor the development of the crack length. Because the resulting images are saved, the results are verifiable and comparable. The procedure is limited to cracks initiating at the surface and is intended for fatigue tests under laboratory conditions. By visualizing the crack, the presented procedure allows direct observation of macrocracks from their formation until rupture of the specimen.

Digital image correlation is used in fatigue tests on a resonance testing machine to detect macroscopic cracks and monitor crack propagation in welded specimens. Cracks on the specimen surface become visible as increased strains.

Rissüberwachung bei Derresonanceermüdungstests von geschweißten Proben mit Digital Bildkorrelation

A procedure using digital image correlation (DIC) to detect cracks on welded specimens during fatigue tests on resonance testing machines is presented. It ...