开发了一种首创的 SiO 2 区域选择性沉积工艺,包括在同一空间原子层沉积 (ALD) 工具中交替曝光小分子抑制剂 (SMI) 和背蚀刻校正步骤的薄膜沉积。这些方面的协同作用导致选择性 SiO 2 沉积高达 ˜23 nm,具有高选择性和高吞吐量,具有 SiO 2 生长区域和 ZnO 非生长区域。X 射线光电子能谱 (XPS) 和低能离子散射光谱 (LEIS) 均证实了选择性。已经通过实验和理论比较了两种不同的 SMI(乙基丁酸和新戊酸)赋予的选择性。密度泛函理论 (DFT) 计算表明,使用两种 SMI 进行选择性表面功能化主要受热力学控制,而使用三甲基乙酸时实现的更好选择性可以通过其比乙基丁酸更高的堆积密度来解释。通过在其他起始表面(Ta 2 O 5、ZrO 2 等)上使用三甲基乙酸作为 SMI 并探测选择性,证明了羧酸抑制剂在不同基底上的更广泛用途。人们认为,当前的结果突出了 SMI 属性的微妙之处,例如尺寸、几何形状和堆积,以及交错的回蚀步骤,这些对于开发更有效的高选择性沉积工艺策略至关重要。
1 维也纳技术大学微电子研究所 Christian Doppler 半导体器件和传感器多尺度过程建模实验室,Gußhausstraße 27-29/E360, 1040 Vienna, 奥地利;bobinac@iue.tuwien.ac.at (JB);reiter@iue.tuwien.ac.at (TR) 2 维也纳技术大学微电子研究所,Gußhausstraße 27-29/E360, 1040 Vienna, 奥地利;piso@iue.tuwien.ac.at (JP);klemenschits@iue.tuwien.ac.at (XK) 3 Global TCAD Solutions GmbH,Bösendorferstraße 1, Stiege 1, Top12, 1010 Vienna, 奥地利;o.baumgartner@globaltcad.com (OB); z.stanojevic@globaltcad.com (ZS);g.strof@globaltcad.com (GS);m.karner@globaltcad.com (MK) * 通信地址:filipovic@iue.tuwien.ac.at;电话:+43-1-58801-36036 † 本文是我们发表在 2022 年 9 月 21 日至 23 日在希腊科孚岛举行的第四届微电子器件和技术国际会议 (MicDAT) 论文集上的论文的扩展版本。
摘要:随着元信息开始发现工业应用,有必要开发可扩展且具有成本效益的制造技术,这些技术可提供低于100 nm的分辨率,同时提供高吞吐量和较大的面积图案。在这里,我们证明了使用UV纳米印刷光刻和深层反应离子蚀刻(Bosch和低温)的使用。可靠的过程,用于制造高模式有限的硅矩形支柱。证明了结构的质量,跨表镜的质量,这些镜头表明了衍射有限的聚焦,并接近NIR波长λ∈(1.3 µm,1.6 µm)的理论效率。我们演示了一个过程,该过程消除了博世过程的特征性侧壁表面粗糙度,从而使90度垂直侧壁光滑。我们还证明,在Bosch侧面表面粗糙度(或45 nm的压痕(或扇贝))的情况下,元表面镜头的光学性能不会受到不利影响。为实现全晶片覆盖而定义了下一步的开发步骤。
许多生物材料表现出多尺寸孔隙度,其小,主要是纳米级孔以及大的宏观毛细管,可同时实现优化的大量传输能力和具有较大内表面的轻量级结构。意识到人工材料中这种层次的孔隙度需要经常进行复杂且昂贵的上部处理,从而限制了可扩展性。在这里,我们提出了一种方法,该方法将基于金属辅助化学蚀刻(MACE)与光刻诱导的宏观诱导的孔隙率结合在一起,以合成单晶硅与双峰孔径分布,即通过六边形的静脉内部脉冲分离,以六边形的孔隙分布,以至于六边形分布,该分离是六边形的脉络孔分布的。 穿过。MACE过程主要由金属催化的还原氧化反应引导,其中银纳米颗粒(AGNP)用作催化剂。在此过程中,AGNP充当自螺旋体的颗粒,它们沿着轨迹不断去除硅。高分辨率的X射线成像和电子断层扫描显示出较大的开放孔隙度和内部表面,可用于在高性能的储能,收获和转换中,或用于芯片传感器和精神分线。最后,层次多孔的硅膜可以通过热氧化为层次多孔的无定形二氧化硅来转化结构,该材料可能特别感兴趣,对于光流体和(生物 - )光子应用而导致其多孔具有多种形式的人工血管化。
使用 SF 6 和 CHF 3 气体的工艺 Muhammad Hidayat Mohd Noor 1 , Nafarizal Nayan 1,2 * 1 电气和电子工程学院 (FKEE), Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400, Batu Pahat, Johor, MALAYSIA 2 微电子和纳米技术 - Shamsuddin 研究中心 (MiNT-SRC), Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400, Batu Pahat, Johor, MALAYSIA *通讯作者指定 DOI:https://doi.org/10.30880/eeee.2022.03.02.010 2022 年 6 月 27 日收稿; 2022 年 7 月 24 日接受; 2022 年 10 月 31 日在线提供摘要:反应离子刻蚀 (RIE) 是一种用于微加工的刻蚀技术,也是干法刻蚀的方法之一,与湿法刻蚀相比具有不同的特性。RIE 中的反应等离子体的化学过程用于去除晶圆上沉积的材料。RIE 蚀刻机有几个可变因素,例如射频功率、压力、气体流速和蚀刻时间,这些因素对应于其蚀刻深度和蚀刻速率的输出参数。需要进行大量实验才能找到 RIE 的最佳设置,从而为输出蚀刻速率建立理想的条件。在本研究中,使用供给 RIE 系统的 SF 6 和 CHF 3 工艺气体对 Si 和 SiO 2 晶圆进行蚀刻。使用 Dektak XT Bruker 表面轮廓仪研究了蚀刻深度和蚀刻速率,并使用 3D 映射模式表征了蚀刻后的 Si 和 SiO 2 的表面粗糙度。结果显示了不同射频功率、时间和流速对蚀刻深度和速率的影响,从而可以选择最佳参数。关键词:反应离子蚀刻、RIE、等离子蚀刻、硅、二氧化硅
摘要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暴露 [7] 或浸入水中时。 [8] 相比之下,据报道 MoTe 2 是反应性最强的 TMD 之一。 [9] 然而,人们对导致这些材料行为截然不同的原子级过程知之甚少。像差校正(扫描)透射电子显微镜 (STEM) 可以以亚秒级分辨率获取材料的精确原子结构。然而,用于成像的高能电子也会引起结构变化,正如已经在 MoS 2 和 MoTe 2 中证明的那样。在 MoS 2 中,连续的电子暴露会通过电子激发和连锁损伤的共同作用迅速导致硫空位 [10] 的形成,[11] 它们首先聚集成空位线,然后出现富含钼边缘的孔隙。 [12] 相反,大概由于 Te 的质量大于 S,连锁损伤被抑制,MoTe 2 中的空位形成速度明显较慢,从而可以在不去除原子的情况下发生动态相变。 [13] 尽管如此,在这两种材料长时间成像的过程中,结构变化是不可避免的。 因此,为了研究与氧化相关的结构变化,必须将它们与纯电子辐照引起的效应区分开来。 这就需要具有超高真空的仪器,并在成像过程中在样品周围引入受控的低压气氛。 [14] 此类实验已经表明,石墨烯中的化学蚀刻发生在氧分压 > 3 × 10 − 8 托时,[15] 远低于带有侧入支架的 TEM 仪器的典型压力,导致孔隙从缺陷位置开始生长。 [16] 原始石墨烯区域不受影响。 然而,对所有其他 2D 材料仍然缺乏类似的研究。在这里,我们使用同样的策略来比较低压(9 × 10 − 10 − 4 × 10 − 7 托)氧气气氛下悬浮的二维 MoS 2 和 MoTe 2 单层的行为,同时通过 STEM 进行原子分辨率成像。在电子辐照下,O 2 分子可以分裂成原子氧,从而将化学效应加速到实验可及的时间尺度。在我们的实验中,MoS 2 中的结构损伤与氧分压无关,显示出众所周知的[10,12,17]与电子束相关的空位产生以及随后的富钼边缘结构孔隙。相反,在 MoTe 2 中,不同氧气压力下的结构变化有明显差异。具体而言,在超高真空中,MoTe 2 中的损伤与 MoS 2 中的损伤相似,除了
自 2011 年首次合成 MXene 以来,MXene 的安全且可扩展的生产一直是一个重要但难以实现的目标 1 。MXene 是二维纳米材料,通式为 M n+1 X n T z ,其中 M 是早期过渡金属(通常是 Ti、Nb 或 V),X 是碳和/或氮,T z 代表表面终止(例如 -F、-Cl、-OH、-O)。MXene 源自一种称为 MAX 相的母材料,该母材料将 M-X 与来自周期表 13-16 2,3 族的层间 (A) 元素结合在一起。已经合成了 50 多个 MAX 相;但是,只有一些 MAX 相可以通过传统的酸蚀技术剥离成感兴趣的二维 MXene 纳米片。之前的研究大多集中在 Ti 基 MXenes 上。MXene 纳米片可用于储能、催化、EMI 屏蔽、传感器和复合材料 4-10 等一系列应用。高浓度氢氟酸 (HF) 通常用于从 MAX 相中选择性去除 A 层以生产 MXenes。其他方法通常使用盐形成原位 HF 溶液,例如将氟化锂 (LiF) 和盐酸 (HCl) 结合或使用氟化氢铵 (NH 4 )HF 2 1,11 。然而,使用水性氟化物蚀刻剂具有许多固有的风险和挑战。与处理 HF 相关的危害使得 MXene 合成工艺难以扩大到商业水平。酸蚀 MXene 合成路线的另一个缺点是废物管理 12 。此外,传统的 HF 酸蚀技术仅限于少数 MAX 相,因此需要
如今,微电子技术需要寻找新材料,包括用于创建结构的掩模。中间硬掩模策略是实现微电子制造中光刻和蚀刻之间良好平衡的关键问题之一。微电子和光伏技术中一个有趣的挑战是在 Si 衬底上创建间距垂直取向的硅阵列,用于多功能半导体器件。制造这种结构仍然是一个严重的技术问题,需要寻找新的方法和材料。在这项工作中,我们建议使用钪作为硅上的新硬掩模材料,因为它具有高抗等离子化学蚀刻性和低溅射系数。我们已经证明,对厚度为几纳米的钪层进行湿法蚀刻可用于在硅上获得分辨率高达 4 微米的图案结构,这对于湿法蚀刻方法来说是一个很好的结果。在选定的等离子蚀刻条件下,与其他金属掩模相比,钪是一种具有极佳抗性的硅掩模,蚀刻速率最低。因此,钪硬掩模可以为形成不同的微尺度地形图案开辟新的可能性。