本研究报告了聚合物上硅 (SOP) 的制造。它描述了将直径为 200 毫米的硅薄膜从绝缘体上硅 (SOI) 衬底转移到柔性聚合物的过程。单晶硅膜的厚度小于 200 纳米,转移是通过使用粘合聚合物将 SOI 晶片粘合到临时硅载体上来实现的。研究了转移的各种参数:堆叠的粘附性、粘合温度、临时载体和 Si 膜厚度。通过机械研磨和化学蚀刻去除衬底和 SOI 埋层氧化物。将 Si 薄膜固定在柔性胶带上,然后卸下临时载体。成功获得了由柔性聚合物 (230 µm) 上 20 至 205 nm 的薄 Si 膜组成的 SOP。可以转移直径为 200 毫米的全晶片或图案化晶片。关键词:纳米材料、单晶、硅、键合 1. 简介
由于其优异的介电性能,玻璃可以作为表面离子阱制造中石英或蓝宝石的低成本替代材料。与高电阻率(5000 Ω·cm)硅衬底(20 MHz 时的典型损耗角正切为 1.5)相比[24],本文采用的玻璃衬底(Corning SGW 8.5)在 5 GHz 时的损耗角正切为 0.025,体积电阻率为 10 10 Ω·cm(数据可从产品信息表获得)。这省去了硅阱所需的射频屏蔽层和绝缘层,并使制造程序变得更加简单。此外,透明玻璃(波长为 300 至 2400 nm 的透射率为 90%)可以使光的传输和收集更加灵活,例如,通过在下面放置光纤和/或光电探测器。 [25]与其他介电材料(如蓝宝石和石英)相比,玻璃不仅成本低,而且可制造性更先进,可以实现高可靠性的玻璃通孔、[26,27]阳极键合、[28]
样品制作工艺从对 < 100 > 表面取向的电子级金刚石衬底 (元素 6) 进行植入前表面处理开始。首先将样品衬底放入湿式 Piranha(H 2 SO 4 (95 %): H 2 O 2 (31 %) 比例为 3:1)无机溶液中,在 80 ◦ C 下清洗 20 分钟,然后通过电感耦合等离子体反应离子蚀刻 (ICP/RIE) Ar/Cl 2 等离子体化学配方进行表面约 5 µ m 蚀刻,以去除衬底表面残留的抛光诱导应变。再进行约 5 µ m ICP/RIE O 2 化学等离子蚀刻,以去除前面蚀刻步骤中残留的氯污染[1]。接下来,将样品在 Piranha 溶液中进行无机清洗(80 ◦ C 下 20 分钟),并注入 Sn 离子(剂量为 1e11 离子/cm 2,能量为 350 keV)。在通过真空退火(1200 ◦ C)激活 SnV 中心之前,进行三酸清洗(比例为 1:1:1,HClO 4(70%):HNO 3(70%):H 2 SO 4(> 99%))1.5 小时,以去除任何残留的有机污染,然后在退火步骤后进行相同的湿式无机清洗程序,以去除在金刚石基材退火步骤中形成的任何表面石墨薄膜层。为了评估 SnV 中心是否成功激活,在悬浮结构纳米制造之前对样品进行表征。波导结构的纳米加工遵循参考文献[2-6]和[1]中开发的基于晶体相关的准各向同性蚀刻底切法的工艺。图S1中显示了该方法的示意图。
• 表面上移动电子的密度变得等于体衬底中空穴的密度 • 要求表面电位具有与体费米电位φF相同的大小,但极性相反 • 进一步增加栅极电压电子浓度↑但不会增加耗尽深度
早期的晶体管:75 年前,出生在三大洲的三位贝尔实验室研究人员发明了晶体管——美国的约翰·巴丁 (美国麦迪逊)、欧洲的威廉·肖克利 (英国利物浦) 和亚洲的沃尔特·布拉顿 (中国厦门)。另一位工程师约翰·皮尔斯建议使用“晶体管”这个名称,因为它将这种新设备与已经熟悉的术语联系起来:跨导、电阻器等。当索尼在 1957 年推出一款使用德州仪器晶体管和标准 9V 电池的衬衫口袋大小的晶体管收音机并继续销售 600 万台时,晶体管就成为家喻户晓的词。IBM 于 1958 年推出第一台量产的晶体管计算机。从 Ge 到 Si 再到异质集成:早期的晶体管是用锗制成的。1960 年左右,硅成为首选的半导体,因为其较大的带隙大大降低了晶体管的漏电流,尤其是在晶体管热的时候。虽然硅晶片现在已成为衬底材料,但在 IC 生产过程中,Ge 已以 Si x Ge 1-x 合金薄膜的形式回归,这些薄膜被添加到 Si 衬底上。SiGe 在高级 MOSFET 中起着越来越重要的作用,可以提高电子和空穴的迁移率并带来其他好处。光学、磁性和铁电材料也已集成到 Si 技术中。Si 或 SiC 衬底上的宽带隙半导体 GaN 用于制造高压晶体管。晶体管密度如何不断增长:TI 的 Jack Kilby 因“在集成电路发明中的作用”而获得 2000 年诺贝尔物理学奖。仙童半导体公司的 Robert Noyce 被认为是另一位主要贡献者,他的
摘要:宽带隙半导体,例如氧化镓 (Ga 2 O 3 ),因其在下一代高功率电子器件中的应用而备受关注。尽管单晶 Ga 2 O 3 衬底可以常规地从熔体中沿各种取向生长,但关于这些取向的影响的报道却很少。此外,由于缺乏 p 型掺杂,用 Ga 2 O 3 制造整流 pn 二极管一直很困难。在本研究中,我们通过改变以下三个因素在 β-Ga 2 O 3 上制造和优化了 2D/3D 垂直二极管:衬底平面取向、2D 材料选择和金属触点。使用高温相关测量、原子力显微镜 (AFM) 技术和技术计算机辅助设计 (TCAD) 模拟验证了我们的设备的质量。我们的研究结果表明,2D/3D β-Ga 2 O 3 垂直异质结通过基底平面取向(-201)进行优化,结合 2D WS 2 剥离层和 Ti 接触,并显示出记录的整流比(> 10 6 )同时具有导通电流密度(> 10 3 A cm -2 ),可用于功率整流器。
由于光刻图案化沉积石墨烯中普遍存在边缘无序,以及缺乏新的电子学范式,石墨烯最初有望取代硅,但这一希望落空了。本文我们证明了在碳化硅衬底(外延石墨烯)上外延生长的传统图案化石墨烯中的退火边缘由衬底稳定,并支持受保护的边缘状态。边缘状态的平均自由程大于 50 微米,比本体状态大 5000 倍,并且涉及理论上意想不到的马约拉纳类零能量非简并准粒子,该准粒子不会产生霍尔电压。在无缝集成结构中,边缘状态形成零能量一维弹道网络,在带带结处具有基本无耗散的节点。无缝器件结构提供了各种切换可能性,包括低温下的量子相干器件。这使得外延石墨烯成为技术上可行的石墨烯纳米电子学平台,有可能取代硅纳米电子学。
我们首次报告了 50 MeV Li 3+ 离子辐照对串联电阻和界面态密度的频率依赖性影响的研究,这些影响是由射频溅射制备的 HfO 2 基 MOS 电容器的电容-电压 (C-V) 和电导-电压 (G-V) 特性确定的。样品在室温下用 50 MeV Li 3+ 离子辐照。测得的电容和电导已根据串联电阻进行校正。在辐照之前和之后,在 1 KHz 至 1 MHz 的不同频率下估算了串联电阻。观察到串联电阻在辐照前随频率从 6344.5 降低到 322 欧姆,在辐照后降低到 8954-134 欧姆。界面态密度D it 由辐照前的1.12×10 12 eV 1 cm 2 降至3.67×10 11 eV 1 cm 2
石墨烯的生产是在金属基底上用化学气相沉积 (CVD) 方法进行的,因为该方法可重复、可扩展,且能获得具有大畴尺寸的高质量层。到目前为止,各种过渡金属已作为基底进行了测试 [4–10],其中铜箔由于碳溶解度低,已被证明是控制单层和双层生长的合适基底。[11–14] 通常,铜箔上石墨烯畴的成核以随机取向发生,从而形成多晶单层石墨烯片 [15] 甚至扭曲的双层石墨烯。[16] 相邻畴合并后会引入晶界,从而限制载流子迁移率。[17] 使用六边形 Cu(111) 表面作为基底,结果表明石墨烯成核发生在与基底晶格对准的位置,从而有效减少晶界。 [18,19] 在实际应用中,需要将石墨烯从金属基底转移到非金属目标基底(如 SiO 2 、SiC)。在许多情况下,转移层的质量不如原生石墨烯。众所周知,基底的选择可能会影响石墨烯的特性。[20–22] 一方面,Kraus 等人早些时候提出,铜基底的刻面可能会压印在石墨烯上,即使在平坦的基底上,转移后也会导致层起波纹。[23] 另一方面,研究表明,在 SiO 2 上转移的单晶石墨烯中的纳米波纹会降低电子迁移率。[24] 此外,在 Bernal 堆叠双层石墨烯中,在不同基底上都观察到了应变诱导的位错线[25–27],这可能会限制载流子迁移率。即使在目标基底上转移后,这些位错也可能存在。了解这些位错的形成和生长衬底的影响将为设计双层石墨烯和其他堆叠二维材料的特性开辟一条道路。我们利用低能电子显微镜 (LEEM) 和衍射 (LEED) 研究了在 Cu(111) 衬底上以及转移到外延缓冲层后 CVD 生长的石墨烯的厚度和晶体度。我们发现,在石墨烯生长过程中,衬底表面会重新构建为小平面,即使在单层石墨烯中也会留下波纹结构。LEEM 暗场测量揭示了衬底小平面在双层(和三层)石墨烯中堆叠域形成过程中的作用,这些堆叠域在转移过程中得以保留。
摘要:本文研究了利用廉价的细通道雾化CVD面对面加热板在c面蓝宝石衬底上生长α-Ga2O3薄膜的方法。由于高温会导致反应器变形,传统的细通道雾化CVD设备采用价格昂贵的抗变形AlN陶瓷作为反应器制作材料,限制了其推广和研究。本文采用面对面加热方式替代传统的单面加热方式,降低了对设备密封性的要求,因此可以用廉价的石英代替昂贵的AlN陶瓷制作反应器,大大降低雾化CVD设备的成本。研究了衬底温度和载气对α-Ga2O3薄膜晶体质量和表面形貌的影响。通过优化制作条件,获得了三角形晶粒,其边缘在原子力显微镜图像中清晰可见。通过吸收光谱分析,我们还发现该薄膜的光学带隙达到了5.24 eV。最后,我们在X射线衍射图中记录到了α-Ga 2 O 3 (0006)衍射峰的半峰全宽值为508角秒。