JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

המאמר שואפת להציג את הליך ייצור סטנדרטי ואמין לפיתוח עתידי נמוך nanoelectronics תלת-ממדי.

Abstract

חומרים (2D) דו מימדי משכו תשומת לב אדירה בשל תכונותיו הייחודיות שלהם יישומים פוטנציאליים. מאחר וופל סולם סינתזה של חומרים 2D עדיין בשלבי המתהווה, מדענים לא יכול להסתמך באופן מלא על טכניקות מסורתיות מוליכים למחצה עבור מחקרים בנושא. תהליכים עדינים החל מאיתור החומרים להגדרת אלקטרודה צריך להיות נשלט היטב. במאמר זה, פרוטוקול פבריקציה נוספת אוניברסלי נדרש ייצור ננו אלקטרוניקה, כגון 2D קוואזי-heterojunction דו קוטבית טרנזיסטורים (Q-ואירוקוי), ו- 2D טרנזיסטורים ממותגת הגב מודגמות. פרוטוקול זה כולל קביעת מיקום גשמי, ליתוגרפיה קרן אלקטרונים (EBL), הגדרה אלקטרודת מתכת, ואח. נרטיב שלב אחר שלב של ההליכים פבריקציה נוספת עבור התקנים אלה מוצגים. יתר על כן, התוצאות מראות כי כל אחד מההתקנים מפוברק השיגה ביצועים גבוהים עם הדיר גבוהה. עבודה זו מגלה תיאור מקיף של זרימת תהליך להכנת ננו-אלקטרוניקה 2D, מאפשרת לקבוצות המחקר לגשת למידע זה, לסלול את הדרך לקראת עתיד אלקטרוניקה.

Introduction

מאז עברו עשורים, המין האנושי חווה rapid downscale בגודל של טרנזיסטורים, וכתוצאה מכך גידול מעריכי מספר הטרנזיסטורים במעגלים משולבים (ICs). זה שומר על התקדמות רציפה של טכנולוגיה מבוססי סיליקון משלימים תחמוצת מתכת מוליכים למחצה (CMOS)1. יתר על כן, הטרנד הנוכחי גודל ובביצועים של התקנים מפוברק הם עדיין במסלול עם חוק מור, אשר קובע כי מספר הטרנזיסטורים על שבבים אלקטרוניים, כמו גם את הביצועים שלהם, מוכפל בערך כל שנתיים2. טרנזיסטורים CMOS נוכחים ברוב, אם לא כל, של מכשירים אלקטרוניים הזמינים בשוק, ובכך חלק בלתי נפרד של חיי אדם. בגלל זה, ישנם דרישות מתמדת לשיפורים גודל השבב ובביצועים אשר דחפתם היצרנים אמשיך לעקוב במסלול משפטים של מור.

למרבה הצער, חוק מור מופיעה כדי להיות לסופו עקב כמות החום שנוצר כפי יותר המעגלים הסיליקון נדחקת שטח קטן2. . זה דורש סוגים חדשים של חומרים אשר יכולים לספק אותו, אם לא יותר טוב, ביצועים כמו סיליקון, באותו הזמן, יכול להיות מיושם ב בקנה מידה קטן יחסית. לאחרונה, חומרים חדשים המבטיחים כבר נושאים של מחקרים רבים של חומר מדעי. חומרים כאלה כמו חד-ממדי (1 ד) פחמן צינורות3,4,5,6,7, דו-מימדית גרפן8,9,10, 11 , 12, מתכות מעבר dichalcogenides (TMDs)13,14,15,16,17,18, הם מועמדים טובים זה יכול לשמש תחליף CMOS מבוססי סיליקון והמשך מסלול משפטים של מור.

ייצור של התקנים בקנה מידה קטן דורש זהירות קביעת המיקום של החומר להמשיך בהצלחה טכניקות ייצור אחרות כגון ליתוגרפיה בחדות אלקטרודת מתכת. אז השיטה המובאת בעיתון הזה נועד לטפל צורך זה. בהשוואה של טכניקות ייצור מוליכים למחצה מסורתי19, הגישה שהוצגו במאמר זה היא מובנית חייט להתפתחות של התקנים בקנה מידה קטן אשר צריך יותר תשומת לב מבחינת מציאת המיקום של החומר. מטרת שיטה זו היא אמינה לפברק 2D nanomaterial התקנים, כגון טרנזיסטורים ממותגת הגב 2D ו- Q-HBTs, באמצעות תהליכי ייצור רגיל. זה יכול לשמש כפלטפורמה התפתחויות עתידיות nanodevice היא סוללת את הדרך לעבר הייצור של מכשירי עתידית מתקדמים בקנה מידה ננו.

במקטע שתמשיך, תהליכי ייצור עבור מכשירים מבוססי-חומרים דו-מימדית. כלומר, Q-ואירוקוי וטרנזיסטור ממותגת הגב 2D נדונים בפירוט. אלקטרון קרן המתבנת בשילוב עם מיקום גשמי נחישות, אלקטרודת מתכת הגדרה כוללת את הפרוטוקול מאז הם נדרשים שני התהליכים שהוזכרו. חלק 1 דן התהליך שלב אחר שלב ייצור של Q-HBTs20; חלק 2 מדגים גישה אוניברסלית כדי להשיג אדים כימיים התצהיר (CVD) ומוליבדן דיסולפידי (MoS2) טרנזיסטורים ממותגת הגב של העברה עד ההמראה21, אשר הוכח לחלוטין במאמר. זרימת התהליך מפורט מודגם (איור 1).

Protocol

1. תהליך ייצור טרנזיסטורים 2D קוואזי-heterojunction

  1. להכין ספיר c-מטוס מסחרי.
    1. רחץ הספיר מלוטש כל יחיד הפונה (2 אינץ ') עם אצטון.
    2. יש לשטוף את המצע ספיר אלכוהול איזופרופילי.
  2. לגדול MoS2 בספיר המצע באמצעות CVD תנור חם-קיר.
    1. המקום 0.6 גר' מוליבדן אבקת trioxide (MoO3) בסירה קוורץ הממוקמת החימום אזור מרכז החימום. לשים את המצע ספיר במורד הנהר ליד הסירה קוורץ המכיל את האבקה3 MoO.
    2. להכין אבקת גופרית (S) בסירה קוורץ נפרדים בצד במעלה הזרם של הכבשן. לשמור את הטמפרטורה שלו ב 190 מעלות צלזיוס במהלך התגובה.
    3. השתמש ארגון (Ar = 70 sccm, טנדר של גוה של 40) גז זרימה כדי להביא האדים3 S ו- MoO המצע ספיר תוך חימום אזור המרכז עד 750 מעלות צלזיוס.
    4. לשמור על אזור חימום, כשמגיעים הטמפרטורה הרצויה צמיחה של 750 מעלות צלזיוס, למשך 15 דקות, ואז באופן טבעי להתקרר הכבשן לטמפרטורת החדר.
  3. לבצע EBL.
    הערה: Au דק בערך 5 nm נמצא על התזה על מתרוקנת במהלך כל התהליכים EBL על המצע ספיר
    1. לזהות, שימוש במיקרוסקופ אופטי, אזור שבו MoS2 חד שכבתי פתיתי שנצפו, ולאחר מכן לעצב את מיתאר תבנית פסים באותו אזור ספציפי באמצעות תוכנת העיצוב (AutoCAD).
    2. ספין-מעיל photoresist (PR), לדוגמה polymethyl methacrylate (PMMA) או P015, על גבי הדגימה ב 2000 סל ד 60 s (טמפרטורת החדר). ודא כי ליחסי ציבור כיסה את הדגימה כולה לאחר ציפוי ספין.
    3. מחממים את המדגם (אופים רך) ב 100 מעלות צלזיוס במשך 90 s להתאדות ממסים ליחסי ציבור ולטייב את הידבקות.
    4. להמיר את פריסת תבנית בשלב 1.3.1 קובץ מסוים (לדוגמה: קובץ GDS), והעלו אותו התוכנה EBL.
    5. לקבוע את המינון האידיאלי של קרן אלקטרונים המבוססים על רוחב הקווים בפריסה.
      הערה: עבור קו רוחב צר יותר 1 מיקרומטר, המינון האידיאלי של קרן אלקטרונים הוא 110 µC/cm2; עבור 1 ל 5 מיקרומטר קו רוחב, המינון הוא 100 µC/cm2; עבור רוחב קו רחב יותר 5 מיקרומטר, המינון הוא µC/ס מ 802.
    6. להתחיל לחשוף את הדגימה כדי קרן אלקטרונים.
    7. החל לאפות לאחר חשיפה (PEB) על המדגם לאחר חשיפת כדי להפחית את תופעות גלים עומדים. מחממים את הדגימה ב 120 ° C עבור 90 s.
    8. השתמש tetramethylammonium הידרוקסיד (TMAH) 2.38% כמפתח. לטבול את הדגימה כדי TMAH עבור 80 ס' לשטוף החוצה TMAH עם 200 מ של מים יונים עבור 10 s.
    9. בדוק אם התבנית היא התפתחה גם על ידי מיקרוסקופ אופטי.
    10. התנהגות קשה לאפות כדי להיפטר עודף מים בחום PR. המדגם ב 110 מעלות צלזיוס במשך 90 s.
  4. להגדיר את המבנים פס באמצעות W 50 חמצן (O2) איכול פלזמה (התחריטסנט 1) עבור 30 s כדי 2 min ו- PR הסרה באמצעות 50 מ של אצטון.
  5. לגדול טונגסטן diselenide (WSe2) באמצעות CVD למיקום היעד, אשר יובילו לצמיחה המועדפת של שכבה2 WSe בין הפסים2 MoS קיים כבר על המצע ספיר.
    1. המקום 0.6 גר' אבקת טונגסטן trioxide (WO3) בסירה קוורץ הממוקמת החימום אזור מרכז החימום. לשים את המצע ספיר במורד הנהר ליד הסירה קוורץ המכיל את האבקה3 WO.
    2. להכין סלניום (Se) אבקת בסירה קוורץ נפרדים בצד במעלה הזרם של הכבשן. לשמור את הטמפרטורה שלו ב 260 מעלות צלזיוס במהלך התגובה.
    3. להשתמש Ar/H2 (Ar = 90 sccm, H2 = 6 sccm, טנדר של גוה של 20) גז זרימה כדי להביא האדים3 Se לעבו המצע ספיר תוך חימום לאזור מרכז כדי 925 מעלות צלזיוס.
    4. לשמור על אזור חימום, כשמגיעים הטמפרטורה הרצויה צמיחה של 925 מעלות צלזיוס, למשך 15 דקות, ואז באופן טבעי להתקרר הכבשן לטמפרטורת החדר.
  6. לפברק את משטח מתכת מערכים וסימני יישור.
    1. מכסים את הדפוסים של משטח מתכת מערכים ויישור הסימנים באמצעות פוטוליתוגרפיה תכנים טכניקה.
    2. הפקדה 20 ננומטר/60 ננומטר Ti/Au באמצעות תותח אלקטרונים המאייד.
      הערה: בזהב משתמשים כדי למנוע את oxidization של הידיות מתכת.
    3. להכין ויציפו את הדגימה עד 100 מ"ל של אצטון להמיס יחסי ציבור ולבצע ההמראה. לנער ולפוצץ אצטון תוך מעקב אחר התהליך כולו באמצעות מיקרוסקופ אופטי עד הידיות מתכת ומצביעים.
  7. לבצע תהליך אחר EBL לערוך בשכבות דפוס הצורה רצועת הכלים מעל heterojunction2 MoS - WSe2.
    1. למדוד את העקירה לתאם בין את מיקומי היעד heterojunction2 - WSe2MoS הסימנים יישור באמצעות מיקרוסקופ אופטי ולעצב את הפריסה של רצועת הכלים-צורה על סמך מדידות אלה באמצעות תוכנה (AutoCAD).
    2. יחסי ציבור ספין-קואט, לדוגמה PMMA או P015, על גבי הדגימה ב 2000 סל ד 60 s (טמפרטורת החדר). ודא כי ליחסי ציבור כיסה את הדגימה כולה לאחר ציפוי ספין.
    3. מחממים את המדגם (אופים רך) ב 100 מעלות צלזיוס במשך 90 s להתאדות ממסים ליחסי ציבור ולטייב את הידבקות.
    4. להמיר את פריסת תבנית בשלב 1.7.1 לתוך קובץ מסוים (לדוגמה: קובץ GDS), והעלו אותו התוכנה EBL.
    5. לקבוע את המינון האידיאלי של קרן אלקטרונים המבוססים על רוחב הקווים בפריסה.
      הערה: עבור קו רוחב צר יותר 1 מיקרומטר, המינון האידיאלי של קרן אלקטרונים הוא 110 µC/cm2; עבור 1 ל 5 מיקרומטר קו רוחב, המינון הוא 100 µC/cm2; עבור רוחב קו רחב יותר 5 מיקרומטר, המינון הוא µC/ס מ 802.
    6. להגדיר את המכונה EBL כך העמדה של הסימנים יישור המצע ספיר תואמת את ההתכתבות שלו בפריסה.
    7. להתחיל לחשוף את הדגימה כדי קרן אלקטרונים.
    8. החל PEB על המדגם לאחר חשיפה כדי להפחית את תופעות גלים עומדים. מחממים את הדגימה ב 120 ° C עבור 90 s.
    9. השתמש TMAH 2.38% כמו היזם. לטבול את הדגימה כדי TMAH עבור 80 ס' לשטוף החוצה TMAH עם יונים 200 מ"ל מים 10 s.
    10. בדוק אם התבנית היא התפתחה גם על ידי מיקרוסקופ אופטי.
    11. התנהגות קשה לאפות כדי להיפטר עודף מים בחום PR. המדגם ב 110 מעלות צלזיוס במשך 90 s.
  8. השתמש איכול פלזמה2 O (2nd תחריט) כדי להגדיר heterojunction הלטראלי בצורת רצועת הכלים, להסיר את יחסי ציבור על ידי אצטון.
  9. לבצע את התהליך EBL לערוך בשכבות הדפוס של Ti/Au מתכת האלקטרודות.
    1. למדוד את העקירה לתאם בין את מיקומי היעד heterojunction2 - WSe2MoS הסימנים יישור באמצעות מיקרוסקופ אופטי ולעצב את הפריסה אלקטרודת מתכת על סמך מדידות אלה באמצעות תוכנה (AutoCAD).
    2. יחסי ציבור ספין-קואט, לדוגמה PMMA או P015, על גבי הדגימה ב 2000 סל ד 60 s (טמפרטורת החדר). ודא כי ליחסי ציבור כיסה את הדגימה כולה לאחר ציפוי ספין.
    3. מחממים את המדגם (אופים רך) ב 100 מעלות צלזיוס במשך 90 s להתאדות ממסים ליחסי ציבור ולטייב את הידבקות.
    4. להמיר את פריסת תבנית בשלב 1.9.1 לתוך קובץ מסוים (לדוגמה: קובץ GDS), והעלו אותו התוכנה EBL.
    5. לקבוע את המינון האידיאלי של קרן אלקטרונים המבוססים על הרוחב של קווי מתכת בפריסה.
      הערה: עבור רוחב הקו מתכת צר יותר 1 מיקרומטר, המינון האידיאלי של קרן אלקטרונים הוא 110 µC/cm2; עבור 1 ל 5 מיקרומטר קו רוחב, המינון הוא 100 µC/cm2; עבור רוחב קו רחב יותר 5 מיקרומטר, המינון הוא µC/ס מ 802.
    6. להגדיר את המכונה EBL כך העמדות של הסימנים יישור המצע ספיר תואמת את ההתכתבות שלו בפריסה.
    7. להתחיל לחשוף את הדגימה כדי קרן אלקטרונים.
    8. החל PEB על המדגם לאחר חשיפה כדי להפחית את תופעות גלים עומדים. מחממים את הדגימה ב 120 ° C עבור 90 s.
    9. השתמש TMAH 2.38% כמו היזם. לטבול את הדגימה כדי TMAH עבור 80 ס' לשטוף החוצה TMAH עם יונים 200 מ"ל מים 10 s.
    10. בדוק אם התבנית היא התפתחה גם על ידי מיקרוסקופ אופטי.
    11. התנהגות קשה לאפות כדי להיפטר עודף מים בחום PR. המדגם ב 110 מעלות צלזיוס במשך 90 s.
  10. לבצע את התצהיר מתכת Ti/Au ההמראה
    1. להפקיד Ti/Au מתכת באמצעות תותח אלקטרונים המאייד עם העובי של פחות מ 100 ננומטר, אחרת יהיה קשה להסיר את יחסי ציבור, המתכת לא רצויים על-ידי המראה.
    2. להכין ויציפו את הדגימה עד 100 מ"ל של אצטון להמיס יחסי ציבור ולבצע ההמראה. לנער ולפוצץ אצטון תוך מעקב אחר התהליך כולו באמצעות מיקרוסקופ אופטי עד ישנם רק קווי מתכת, רפידות עזב.
  11. לבצע את התהליך EBL בשלב 1.9 אבל כיסוי דוגמת מילוי של האלקטרודה Pd/Au מתכת במקום Ti/Au.
  12. לבצע תהליך התצהיר ואת המראה מתכת בשלב 1.10 אך להפקיד Pd/Au במקום Ti/Au.

2. תהליך ייצור טרנזיסטורים ממותגת על חזרה 2D

  1. הכינו מצעים2 סי/SiO ממותגת בחזרה עם סימני יישור.
    1. להכין את ביתי או מסחרי של המצע /Si של SiO2.
    2. השתמש פוטוליתוגרפיה או EBL המתבנת טכניקות להגדרת הסימן יישור.
    3. לבצע יון תגובתי תצריב (RIE) על המצע /Si2SiO עד העומק הכולל של אזור היעד מגיע 1000 nm ולהסיר ליחסי ציבור על ידי O פלזמה2 לחשוף את סימני יישור בנוי.
    4. מכסים את הדפוסים של משטח מתכת מערכים באמצעות פוטוליתוגרפיה תכנים טכניקה.
    5. הפקדה 20 ננומטר/60 ננומטר Ti/Au באמצעות תותח אלקטרונים המאייד.
      הערה: בזהב משתמשים כדי להימנע oxidization של הידיות מתכת.
    6. להכין ויציפו את הדגימה עד 100 מ"ל של אצטון להמיס יחסי ציבור ולבצע ההמראה. לנער ולפוצץ אצטון תוך מעקב אחר התהליך כולו על ידי מיקרוסקופ אופטי עד הידיות מתכת ומצביעים.
  2. מבצע CVD של מוס2 המצע ספיר תנור חם-קיר.
    1. המקום 0.6 גר' אבקה3 MoO בסירה קוורץ הממוקמת החימום אזור מרכז החימום. לשים את המצע ספיר במורד הנהר ליד הסירה קוורץ המכיל את האבקה3 MoO.
    2. להכין S אבקת בסירה קוורץ נפרדים בצד במעלה הזרם של הכבשן. לשמור את הטמפרטורה שלו ב 190 מעלות צלזיוס במהלך התגובה.
    3. השתמש ארגון (Ar = 70 sccm, טנדר של גוה של 40) גז זרימה כדי להביא האדים3 S ו- MoO המצע ספיר תוך חימום אזור המרכז עד 750 מעלות צלזיוס.
    4. לשמור על אזור חימום, כשמגיעים הטמפרטורה הרצויה צמיחה של 750 מעלות צלזיוס, למשך 15 דקות, ואז באופן טבעי להתקרר הכבשן לטמפרטורת החדר.
  3. להעביר MoS2 הספיר המצע /Si ממותגת הגב ' של2SiO.
    1. ספין המעיל PMMA עם מהירות סיבוב 3500 סל ד ל 30 s על גבי הסרט2 MoS.
    2. אופים את /sapphire2מוס דוגמה ב 120 מעלות צלזיוס למשך 3 דקות על מנת לחזק את ציפוי PMMA.
    3. טבלו את מוס2מדגם /Sapphire 50 מ של אמוניה פתרון (14.5%) במשך כ 30 דקות כדי 2 h כדי להפריד את הסרט2 MoS המצע ספיר.
    4. לאסוף את הסרט, להעביר אותו המצע /Si2SiO.
    5. אופים MoS2/SiO2/Si לדוגמה כדי לשפר את הידבקות בין מוס2 SiO2 שכבות. מחממים את המדגם ב 120 מעלות צלזיוס במשך כ 30 דקות כדי 1 h.
    6. הסר את PMMA על ידי שטיפה עם 30 מ של אצטון עבור בסביבות 30 דקות ל- 2 h.
    7. לשטוף את הדגימה עם אלכוהול איזופרופיל ולהשתמש חנקן לפוצץ את זה יבש.
  4. לבצע EBL.
    הערה: יש אין Au דק שהופקדו על המצע /Si2SiO בתהליך EBL מאז סי איכשהו הוא מוליך.
    1. למדוד העקירה לתאם בין המיקומים היעד ואת היישור מסמן באמצעות מיקרוסקופ אופטי, על סמך מדידות אלה, עיצוב פריסת תבנית מתכת האלקטרודות באמצעות תוכנת עיצוב.
      הערה: אלקטרודות מתכת לחבר את הנקודות היעד במדגם2 MoS הידיות מתכת במצע /Si2SiO.
    2. יחסי ציבור ספין-קואט, לדוגמה PMMA או P015, על גבי הדגימה ב 2000 סל ד 60 s (טמפרטורת החדר). ודא כי ליחסי ציבור כיסה המדגם כולו.
    3. מחממים את המדגם (אופים רך) ב 100 מעלות צלזיוס במשך 90 s להתאדות ממסים ליחסי ציבור ולטייב את הידבקות.
    4. להמיר את פריסת תבנית בשלב 2.4.1 לתוך קובץ מסוים (לדוגמה: קובץ GDS), והעלו אותו התוכנה EBL.
    5. לקבוע את המינון האידיאלי של קרן אלקטרונים המבוססים על הרוחב של קווי מתכת בפריסה.
      הערה: עבור רוחב הקו מתכת צר יותר 1 מיקרומטר, המינון האידיאלי של קרן אלקטרונים הוא 110 µC/cm2; עבור 1 ל 5 מיקרומטר קו רוחב, המינון הוא 100 µC/cm2; עבור רוחב קו רחב יותר 5 מיקרומטר, המינון הוא µC/ס מ 802.
    6. להגדיר את המכונה EBL כך העמדה של הסימנים יישור המצע2 סי/SiO תואם את ההתכתבות שלו בפריסה.
    7. להתחיל לחשוף את הדגימה כדי קרן אלקטרונים.
    8. החל PEB על המדגם לאחר חשיפת כדי להפחית את תופעות גלים עומדים. מחממים את הדגימה ב 120 ° C עבור 90 s.
    9. השתמש TMAH 2.38% כמו היזם. לטבול את הדגימה כדי TMAH עבור 80 ס' לשטוף החוצה TMAH עם 200 מ של מים יונים עבור 10 s.
    10. בדוק אם התבנית היא התפתחה גם על ידי מיקרוסקופ אופטי.
    11. התנהגות קשה לאפות כדי להיפטר עודף מים בחום PR. המדגם ב 110 מעלות צלזיוס במשך 90 s.
  5. לבצע את התצהיר Au מתכת ההמראה
    1. להפקיד Au מתכת באמצעות תותח אלקטרונים המאייד עם העובי של פחות מ 100 ננומטר, אחרת יהיה קשה להסיר את יחסי ציבור, המתכת לא רצויים על-ידי המראה.
    2. להכין ויציפו את הדגימה עד 100 מ"ל של אצטון להמיס יחסי ציבור ולבצע ההמראה. לנער ולפוצץ אצטון תוך מעקב אחר התהליך באמצעות מיקרוסקופ אופטי עד ישנם רק קווי מתכת, רפידות עזב.

תוצאות

תהליכי ייצור בהתקן הוחלו על מספר מחקרים של המחבר המקביל הכוללים פיתוח חומרים 2D. בחלק זה, התוצאות של מחקרים אלה מוצגים כדי להדגים את ולייעל של פרוטוקול שנדונו לעיל. טפט של WSe הלטראלי2-MoS2 Q-ואירוקוי20 נבחר להיות הדוגמה הראשונה. בעזרת התהליכים ייצור המ?...

Discussion

במאמר זה, מודגמות ההליכים מפורט של בדיית אלקטרוניקה חדשניים המבוססים על חומרים 2D בקנה מידה ננומטר. מאז ההליכים הכנה מדגם של כל יישום יש הבדלים אחד עם השני, התהליכים חופף טופלו כמו הפרוטוקול. אלקטרון קרן המתבנת בשילוב עם מיקום גשמי נחישות, אלקטרודת מתכת הגדרת ובכך משמשת הפרוטוקול פה. בין שנ?...

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכה על ידי המועצה הלאומית למדע, טייוואן תחת חוזה לא. רוב 105-2112-M-003-016-MY3. עבודה זו גם נתמך בחלקה על ידי מעבדות הלאומית של המכשיר ננו ו e-קרן מעבדה בהנדסת חשמל של האוניברסיטה הלאומית של טייוואן.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
E-gun EvaporatorASTPEVA 600I
Au slug, 99.99%Well-Being Enterprise CoN/A
Ti slug, 99.99%Well-Being Enterprise CoN/A
E-beam Lithography SystemElionixELS7500-EX
Cold Wall CVD SystemSulfur ScienceSCW600S
C-plane Sapphire substrateSummit-TechX171999(0001) ± 0.2 ° one side polished
100 nm SiO2/SiFabricated in NDL
Ammonia SolutionBASFAmmonia Solution 28% Selectipur
Molybdenum (Mo), 99.95%Summit-TechN/A
Tungsten (W), 99.95%Summit-TechN/A
Sulfur (S), 99.5%Sigma-Aldrich13803
Polymethyl Methacrylate (PMMA)Microchem8110788Use for transfer process
Spin CoaterLaurellWS 400B 6NPP LITE
AcetoneBASFAcetone EL Selectipur
Isopropanol (IPA)BASF2-Propanol UPS
Photo Resist for EBLTOKTDUR-P-015
Plasma CleanerHarrick PlasmaPDC-32GOxygen plasma

References

  1. Kim, Y. B. Challenges for Nanoscale MOSFETs and Emerging Nanoelectronics. Transactions on Electrical and Electronic Materials. 11 (3), 93-105 (2010).
  2. Waldrop, M. M. The chips are down for Moore's law. Nature. 530 (7589), 144-147 (2016).
  3. Lan, Y. W., Chang, W. H., et al. Effects of oxygen bonding on defective semiconducting and metallic single-walled carbon nanotube bundles. Carbon. 50 (12), 4619-4627 (2012).
  4. Lan, Y. W., Aravind, K., Wu, C. S., Kuan, C. H., Chang-Liao, K. S., Chen, C. D. Interplay of spin-orbit coupling and Zeeman effect probed by Kondo resonance in a carbon nanotube quantum dot. Carbon. 50 (10), 3748-3752 (2012).
  5. Lan, Y. W., Nguyen, L. N., Lai, S. J., Lin, M. C., Kuan, C. H., Chen, C. D. Identification of embedded charge defects in suspended silicon nanowires using a carbon-nanotube cantilever gate. Applied Physics Letters. 99 (5), (2011).
  6. De Volder, M. F. L., Tawfick, S. H., Baughman, R. H., Hart, A. J. Carbon nanotubes: present and future commercial applications. Science (New York, N.Y.). 339 (6119), 535-539 (2013).
  7. Eatemadi, A., Daraee, H., et al. Carbon nanotubes: Properties, synthesis, purification, and medical applications. Nanoscale Research Letters. 9 (1), 1-13 (2014).
  8. Lan, Y. W., Chang, W. H., et al. Polymer-free patterning of graphene at sub-10-nm scale by low-energy repetitive electron beam. Small. 10 (22), 4778-4784 (2014).
  9. Romero, M. F., Bosca, A., et al. Impact of 2D-Graphene on SiN Passivated AlGaN/GaN MIS-HEMTs Under Mist Exposure. IEEE Electron Device Letters. 38 (10), 1441-1444 (2017).
  10. Blaschke, B. M., Tort-Colet, N., et al. Mapping brain activity with flexible graphene micro-transistors. 2D Materials. 4 (2), 25040 (2017).
  11. Zhu, Z., Murtaza, I., Meng, H., Huang, W. Thin film transistors based on two dimensional graphene and graphene/semiconductor heterojunctions. RSC Advances. 7 (28), 17387-17397 (2017).
  12. Kim, S. J., Choi, K., Lee, B., Kim, Y., Hong, B. H. Materials for Flexible, Stretchable Electronics: Graphene and 2D Materials. Annual Review of Materials Research. 45 (1), 63-84 (2015).
  13. Manzeli, S., Ovchinnikov, D., Pasquier, D., Yazyev, O. V., Kis, A. 2D transition metal dichalcogenides. Nature Reviews Materials. 2, (2017).
  14. Kolobov, A. V., Tominaga, J. . Emerging Applications of 2D TMDCs. 239, 473-512 (2016).
  15. Nguyen, L. N., Lan, Y. W., et al. Resonant tunneling through discrete quantum states in stacked atomic-layered MoS2. Nano Letters. 14 (5), 2381-2386 (2014).
  16. Torres, C. M., Lan, Y. W., et al. High-Current Gain Two-Dimensional MoS2-Base Hot-Electron Transistors. Nano Letters. 15 (12), 7905-7912 (2015).
  17. Jariwala, D., Sangwan, V. K., Lauhon, L. J., Marks, T. J., Hersam, M. C. Emerging Device Applications for Semiconducting Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides. ACS Nano. 8 (2), 1102-1120 (2014).
  18. Choi, W., Choudhary, N., Han, G. H., Park, J., Akinwande, D., Lee, Y. H. Recent development of two-dimensional transition metal dichalcogenides and their applications. Materials Today. 20 (3), 116-130 (2017).
  19. Xiao, H. . Introduction to Semiconductor Manufacturing Technology, Second Edition. , (2012).
  20. Lin, C. Y., Zhu, X., et al. Atomic-Monolayer Two-Dimensional Lateral Quasi-Heterojunction Bipolar Transistors with Resonant Tunneling Phenomenon. ACS Nano. 11 (11), 11015-11023 (2017).
  21. Qi, J., Lan, Y. W., et al. Piezoelectric effect in chemical vapour deposition-grown atomic-monolayer triangular molybdenum disulfide piezotronics. Nature Communications. 6, (2015).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

138Nanoelectronicsdichalcogenides

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved