沉积 (RPCVD) 系统以尽量减少表面损伤。起始表面是二氢化物和一氢化物终止的组合。ALE 实验周期包括用等离子体中的氦离子轰击基底 1-3 分钟以使其解吸,然后在无等离子体激发的情况下,在一定分压范围(1&- 7 Torr 至 1.67 mTorr)、温度范围(250 0 C-400 0 C)和时间范围(20 秒至 3 分钟)内用乙硅烷对表面进行剂量控制,以自限制方式将 Si2H6 吸附在轰击产生的裸露表面 Si 原子上,形成硅基 (SiH3) 物种,从而形成氢终止表面。在 3 分钟的轰击周期内,获得的最大生长量为每周期 0.44 个单层。随着轰击周期时间的减少,每周期的生长量减少,表明氢去除的百分比随着轰击时间的增加而减少。
正如我们在第1.1.1节中讨论的那样,大多数集成电路都是用硅制造的。因此,我们的重点是制造硅设备。为制造设备,硅必须以结晶形式为没有任何缺陷。它必须非常纯净。仅允许PPB的命令(仅零件十亿)的杂质。 2.1.1硅硅的纯化在自然界中大量可用于Sio 2(Sand)的形式,该形式形成了地壳的20%。 冶金级硅(MGS)是通过在碳弧炉中还原(以岩石形式可用的Sio 2的晶体形式)获得的。 MGS电子级硅(EGS)的是通过蒸馏过程获得的。 例如,本质上是多晶。 它由1 ppb的杂质组成。 (每10亿或10 9硅原子1不良杂质)。 2.1.2晶体生长仅允许PPB的命令(仅零件十亿)的杂质。2.1.1硅硅的纯化在自然界中大量可用于Sio 2(Sand)的形式,该形式形成了地壳的20%。冶金级硅(MGS)是通过在碳弧炉中还原(以岩石形式可用的Sio 2的晶体形式)获得的。是通过蒸馏过程获得的。例如,本质上是多晶。它由1 ppb的杂质组成。(每10亿或10 9硅原子1不良杂质)。2.1.2晶体生长
有机硅是一个通用术语,指的是一类合成聚合物,这种聚合物基于交替的硅和氧(硅氧烷)键的骨架,其中至少一个有机基团通过直接的碳-硅键连接到硅原子上。Si-O 主链赋予了有机硅独特的物理和化学性质。有机硅可以抵抗潮湿、化学物质、高温、低温和紫外线辐射。有机硅具有许多独特的性能,可以润滑、密封、粘合、脱模、消泡、扩散和封装。由于这些和其他特性,有机硅聚合物被用于建筑、消费品、电子、能源、医疗保健和交通等应用中的数千种产品。使用有机硅可以减少一次能源需求并促进向可再生能源的过渡。
摘要:据推测,通过 CaSi 2 拓扑脱插合成的二维硅纳米片 (Si-NS) 由 sp 3 杂化硅原子的弯曲层组成,这些硅原子与其他三个框架 Si 原子以及一个终端原子或功能团(例如 H、Cl 或 -OH 基)结合。在这里,我们应用 1 H{ 35 Cl} 和 29 Si{ 35 Cl} 共振回波饱和脉冲双共振 (RESPDOR) 固态 NMR 实验来直接确认 Si-NS 内氯化 Si 原子的存在。将观察到的 1 H{ 35 Cl} RESPDOR 失相绘制为 35 Cl 饱和脉冲偏移的函数,可以测量 35 Cl 中心跃迁 (CT) 四极粉末图和氯四极耦合常数 (CQ )。对 1 H{ 35 Cl} RESPDOR 失相曲线进行建模表明,Si-Si 层间距约为 6 Å。平面波 DFT 计算表明,Si-NS 的直接带隙跃迁随着氯化程度的增加而减小,这表明氯化是调整应用带隙的可行途径。
外壳它们与相邻硅原子形成4个共价键。这将形成一个纯晶格,其中没有脱位的电子,并且是绝缘子。硅是一种半导体材料,因此可以通过称为“掺杂”的过程将杂质引入晶体结构来量身定制。最常用的元素是磷和硼。对于标准的NPN或PNP晶体管,术语PNP和NPN术语引用了其中的材料的布置。硅可以通过不存在电子的可移动正电荷(孔)进行操作,或者当结构中存在多余的电子时。用价3离子掺杂(例如Boron)(p-Type)在掺杂价5个离子时会产生带正电荷的材料(例如,磷)(N型)形成带负电的材料[3]。在它们之间的边界中产生一个负耗竭层,该层是由于负电荷相互驱除而阻止更多的电子通过。当通过第三端子将正电压应用于晶体管的底部时,耗尽层被否定,使电子自由流动并完成电路。虽然仍用作开关组件,但事实证明,晶体管在控制当前输入电容器的内存芯片中特别有用。此类存储的值提供了二进制表示的基础。与布尔代数一起,晶体管支撑着每个电子设备的功能。达灵顿晶体管可用于扩增电信号
更多类似石墨烯的2D系统,例如Xenes和Xanes(其中x =硅,德语等),4 - 6个过渡金属二分法(例如,MOS 2,WS 2,Mose 2,WSE 2),7,8六角硼硝酸盐,9 mxenes(例如,过渡金属碳化物和硝酸盐),10个黑磷,11和2d钙钛矿12,13已合成。其中,硅纳米片由于与当前基于SI的纳米技术的预期兼容性而引起了极大的关注。硅纳米片在石墨烯类似硅烯之间存在分歧,该石墨烯类似硅由混合的SP 2 /SP 3-杂化硅原子组成,14和氢末端的石墨烯的类似物,所谓的硅烷,SP 3-氢化硅原子。15作为SP 3-杂交对硅的有利,16硅不稳定,因此仅在底物上外恋生长,例如,AG(111)或IR(111)。17 - 22通过在低温下用浓盐酸从ZINTL二相钙(CASI 2)从ZINTL相(CASI 2)的钙阳离子去钙阳离子来制备更稳定的硅硅烷(氢终止的硅质,SINS-H)。6 Sins-H具有独特的电子,机械和光学特性。根据理论研究,SINS-H是一种半导体材料23,具有应变带隙,24,25,而其原子
太阳能电池由半导体制成。具体来说,它们具有三层,即P型和N型半导体的组合。顶层薄,由硅制成,其中包含少量元素,例如磷,其电子比硅更大。这使顶层过量的电子自由移动并使材料更具导电性。因此,顶层是N型。薄的底层还用硅制成,其中含有少量电子的硼或耐芯的硅。这使底层更少,可以自由移动,从而使底层的电子导电较少。因此,底层称为p型。中间层比顶层和底层厚,并且电子的材料略少一些,使材料略有p型[8-17]。通常由银制成的薄金属线印在顶层的顶部,铝板与底层接触。可以在下图(2)中找到太阳能电池的示意图。我们都知道阳光具有不同的波长并发出不同的波浪。有些波对我们来说是可见的,而有些波则没有,因为波长太长了,无法看见,例如推断红光,而某些波长太短了,无法看到诸如紫外线。对于太阳能电池,仅具有350-1140nm波长的光被其吸收。这些还包括可见的灯。松动的电子移至顶部N型层,而“孔”呈正电荷原子向底部的P型层移动。当阳光撞击细胞时,中间层吸收它,而光波则将电子从硅原子中裂开,这使电子损失并留下正电荷区域也称为“孔”。这种效应称为“光伏效应”,如果阳光撞击了细胞,则过程继续。现在将电子和“孔”分开到每一层,以及电线连接到顶部和底层时,使电子流动使电流流动[33-36]。在这个项目中,可以选择太阳能电池板作为能源之一,因为阳光可以到达地球上的大多数地方,尤其是在亚洲地区。使其达到微型尺寸,使其像可穿戴设备一样使其成为可能。
由 HBr/O 2 组成的等离子体通常用于硅蚀刻工艺,如栅极蚀刻工艺或浅沟槽隔离蚀刻,由于人们对此类化学反应中的硅蚀刻相当了解,因此它成为研究等离子体脉冲对气相和等离子体-表面相互作用的影响的最佳选择。目标是了解连续等离子体和脉冲等离子体之间的根本区别,以及等离子体产生的变化如何影响最终的图案转移。在论文 I 中,我们展示了等离子体脉冲对离子通量和离子能量的强大影响。1 结果显示,占空比 (dc) 而不是脉冲频率对这些参数有显著影响。在本文中,我们重点研究等离子体脉冲对 HBr/O 2 等离子体中的蚀刻机制和图案转移的影响。先前的实验已经证明脉冲等离子体中等离子体引起的损伤有所减少,2 – 4 通常通过使用扫描电子显微镜 (SEM) 成像、椭圆偏振测量和 X 射线光电子能谱 (XPS) 对侧壁钝化层 (SPL) 进行形貌分析。许多作者已经研究了 HBr/O 2 等离子体对硅和 SiO 2 的蚀刻机理。5 – 13 下面总结了 Si 和 SiO 2 蚀刻的基本机理,其中考虑了原料气中极小比例的氧气。含溴、氢和(较少量)氧的离子撞击硅表面、分解、破坏键并形成富含卤素的非晶层,也称为反应蚀刻层 (REL),其中含有 H、Br 和一些 O 原子。非晶层的厚度和成分会根据离子能量、压力和原料气流量而变化。由于氢原子比其他粒子小得多,它们可以更深地渗透到硅层中,然后硅原子可以因碰撞而解吸,或可以融入挥发性物质,如 SiBr 4。含氢分子如 SiH 2 Br 2 的挥发性更强,13 但硅蚀刻并不
通过将碳和硅添加到碳化物表面上,我的论文揭示了一种创建二维碳化硅碳化物的新方法,这种材料可能导致更有效的电子设备。如大多数人所知道的那样,今天的电子产品严重依赖硅。为了改善我们的设备,这些硅电子设备已变得越来越小,但现在已经达到了极限。想象一下,如果不使用庞大的三维结构,我们可以使用堆叠在一起的超薄原子。这些床单被称为二维(2D)材料,自2010年获得诺贝尔奖获奖石墨烯以来就引发了一波研究。石墨烯是一层碳原子,向我们展示了2D材料可以彻底改变技术,但它有局限性。例如,石墨烯没有带隙,这对于控制计算机等设备中的电流至关重要,我们需要清除开/关状态(例如管理汽车流量的交通信号灯)。此频段间隙对于创建二进制二进制(电流)和零(无电流)是计算机逻辑的基础至关重要。带有带隙的材料称为半导体,具有直接带隙的材料对于LED,激光器和太阳能电池等设备特别有用。直接带隙就像是一条井井有条的道路,在交通信号灯处停止后,允许汽车平稳,高效地加速,而间接的频段隙就像是一条扭曲的道路,使汽车需要更长的时间才能达到全速。建立在这一发现的基础上,我的目标是直接在TAC水晶上创建2D SIC。在我的研究中,我专注于创建一种新的2D材料:碳化硅(SIC),将硅原子和碳原子组合成单层。科学家认为,2D SIC可能是一个改变游戏规则的人,因为它具有直接的乐队差距,但使其非常具有挑战性。最近,一个突破表明,在顶部加热用薄薄的碳化物(TAC)加热碳化硅晶体可以帮助形成2D SIC。通过将碳和硅添加到加热的TAC表面,我成功形成了2D SIC。这种方法使我可以更好地控制编队过程,并更深入地了解2D SIC的成长方式。另外,通过调整碳的量,我可以在2D SIC的顶部创建石墨烯层。石墨烯的稳定性提高了将其用作2D SIC上的保护层的令人兴奋的可能性。未来的研究可以探索这种可能性。最重要的是,我的作品展示了一种创建2D SIC的新方法,使其更接近被用于下一代电子和光学设备。这可能会导致更快,更高效的技术,继续我们用硅取得的进步,但将其提升到一个新的水平。