ניתוח של ממשקי מגע עבור יחיד התקני Nanowire גן
Summary
טכניקה פותחה שמסירה סרטי מגע מתכת ניקל / Au מהמצע שלהם, כדי לאפשר בדיקה ואפיון של הקשר / מצע וממשקי המגע / NW של מכשירי nanowire גן אחד.
Abstract
מכשירי nanowire גן יחיד (NW) מפוברקים על SiO 2 יכולים תערוכת השפלה חזקה לאחר חישול עקב ההתרחשות של היווצרות חלל במגע / SiO 2 ממשק. היווצרות חלל זה יכול לגרום לפיצוח וdelamination של סרט המתכת, אשר יכול להגביר את ההתנגדות או להוביל לכישלון של מכשיר NW מלא. על מנת לטפל בבעיות הקשורות להיווצרות חלל, טכניקה פותחה שמסירה סרטי מגע מתכת ניקל / Au מהמצעים, כדי לאפשר בדיקה ואפיון של הקשר / מצע וממשקי המגע / NW של התקני גן NW אחת. הליך זה קובע את מידת ההידבקות של קשר הסרטים למצע וNWS ומאפשר האפיון של המורפולוגיה וההרכב של קשר הממשק עם המצע וnanowires. טכניקה זו שימושית גם להערכת כמות הזיהום שיורית שנותרה מהשעית NWnd מתהליכי photolithographic על פני השטח NW-SiO 2 לפני בתצהיר מתכת. הצעדים מפורטים של הליך זה מוצגים להסרת אנשי קשר ניקל / Au annealed לNWS גן מסומם-Mg במצע SiO 2.
Introduction
מכשירים היחיד NW נעשים על ידי פיזור השעיה NW על גבי מצע מבודד ויוצרים קשר כריות על המצע באמצעות photolithography הקונבנציונלי ותצהיר מתכת, מה שגורם מכשירי שני מסוף נוצרו באופן אקראי. SiO 2 סרט עבה על פרוסות סיליקון Si משמש בדרך כלל כמצע בידוד 1,2. למתכות שהופקדו על פני השטח SiO 2, בעיה נפוצה הנובעת מטיפול בחום היא התופעה של היווצרות חלל ב/ SiO 2 ממשק המתכת. בנוסף לפיצוח וdelamination של סרט המתכת, היווצרות חלל זה יכול להשפיע לרעה על ביצועי מכשיר מגידול בהתנגדות שנגרם על ידי הפחתה של שטח המגע. קשר ניקל / Au מתחמצן בN 2 / O 2 אטמוספרות הוא תכנית הקשר הדומיננטית תחול על p-גן 3-7. במהלך טיפול בחום בN 2 / O 2, Ni מפזר על פני השטח כדי ליצור NIO וAu מתמוסס אלפני מצע.
בעבודה זו, היווצרות חלל מוגזמת ב2 ממשקי המגע / NW וקשר / SiO הוצגה להתרחש במהלך חישול של אנשי קשר של ניקל / Au לNWS על SiO 2 8. המורפולוגיה של סרט ניקל / Au annealed פני השטח, לעומת זאת, אינה מצביעה על קיומם של חללים או המידה שבה להיווצרות החלל התרחשה. כדי לטפל בבעיה זו, פיתחנו טכניקה להסרת של אנשי קשר של ניקל / Au וגן NWS מSiO 2 / Si מצעים על מנת לנתח את הממשק של המגע עם המצע וNWS. טכניקה זו יכולה לשמש להסרת כל מבנה קשר שיש הידבקות עניות למצע. סרטי ניקל / Au עם NWS גן שגלום בו יוסרו מן המצע SiO 2 עם קלטת פחמן. קלטת פחמן דבקה סיכה סטנדרטית לעלות לאפיון על ידי שימוש במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM), יחד עם כמה כלים אחרים. הנוהל מפורט לfabrication של התקני גן NW אחת וניתוח של מורפולוגיה ממשק אנשי הקשר שלהם מתוארים.
Protocol
Representative Results
Discussion
הטכניקה שהוצגה מאפשרת ניתוח של קשר / המצע ומייקרו קשר / NW של מכשירי NW אחת. היתרונות העיקריים של שיטה זו הם העלות הנמוכה שלה ופשטות. היא מאפשרת ניתוח איכותי וכמותי של קשר הממשק בקנה מידה גדול עם המצע כמו גם בקנה מידת submicrometer עם NWS הבודד. השימוש בקלטת פחמן להסרת הסרט וספחי ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים רוצים להכיר אנשים בחטיבת Quantum האלקטרוניקה ופוטוניקה של המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בבולדר, קולורדו לסיוע שלהם.
Materials
| REAGENTS and MATERIALS | |||
| Lift-off resist | MicroChem | LOR 5A | Varies according to application |
| Photoresist | Shipley | 1813 | Varies according to application |
| Developer | Rohm and Haas Electronic Materials | MF CD-26 | Varies according to application |
| Photoresist stripper | MicroChem | Nano Remover PG | Varies according to application |
| Ni source | International Advanced Materials | 99.999% purity | |
| Au source | International Advanced Materials | 99.999% purity | |
| SiO2/Si wafers | Silicon Valley Microelectronics | 3-inch <100> N/As 0.001-0.005 Ohm-cm, 200 nm thermal oxide | |
| Carbon tape | SPI Supplies | 5072, 8 mm wide | |
| Solvents are standard semiconductor or research grade. Vendor is not important for the experimental outcome. | |||
| Reactive ion etch gases and thermal annealing gases are high purity grade. Vendor is not important for the experimental outcome. | |||
| EQUIPMENT | |||
| Ultrasonic cleaner | Cole-Palmer | EW-08849-00 | Low power |
| Micropipette | Rainin | PR-200 | Metered, disposal tips |
| Reactive ion etcher | SemiGroup | RIE 1000 TP | Other vendors also used with different process parameters |
| Mask aligner | Karl Suss | MJB3 | Other vendors also used with different process parameters |
| UV ozone cleaner | Jelight | Model 42 | Other vendors also used with different process parameters |
| E-beam evaporator | CVC | SC-6000 | Other vendors also used with different process parameters |
| * 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. |
References
- Lu, W., Lieber, C. M. Semiconductor nanowires. J. Phys. D: Appl. Phys. 39, R387-R406 (2006).
- Mater Res, A. n. n. u. R. e. v. . 34, 83-122 (2004).
- Pettersen, S. V., Grande, A. P., et al. Formation and electronic properties of oxygen annealed Au/Ni and Pt/Ni contacts to p-type. 22, 186-193 (2007).
- Chen, L. C., Ho, J. K., et al. The Effect of Heat Treatment on Ni/Au Ohmic Contacts to p-Type. 176, 773-777 (1999).
- Liday, J., et al. Investigation of NiOx-based contacts on p-GaN. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 19, 855-862 (2008).
- Narayan, J., Wang, H., Oh, T. H., Choi, H. K., Fan, J. C. C. Formation of epitaxial Au/Ni/Au ohmic contacts to p-GaN. Appl. Phys. Lett. 81 (21), 3978-3980 (2002).
- Ho, J. K., Jong, C. S., et al. Low-resistance ohmic contacts to p-type GaN achieved by the oxidation of Ni/Au films. J. Appl. Phys. Lett. 86 (8), 4491-4497 (1999).
- Herrero, A. M., Blanchard, P., et al. Microstructure evolution and development of annealed Ni/Au contacts to GaN nanowires. Nanotechnology. 23 (36), 5203.1-5203.10 (2012).
- Bertness, K. A., Roshko, A., Sanford, N. A., Barker, J. M., Davydov, A. V. Spontaneously grown GaN and AlGaN nanowires. J. Crystal Growth. 287, 522-527 (2006).
- Herrero, A. M., Bertness, K. A. Optimization of Dispersion and Surface Pretreatment for Single GaN Nanowire Devices. J. Vac. Sci. Tech. B. 30 (6), 2201.1-2201.5 (2012).
