研究目的
为纳米电子应用制造高密度排列的InAs鳍片,方法是在标称(001)晶向硅衬底上直接生长高晶体质量的GaSb/InAs层,并采用嵌段共聚物光刻技术进行加工。
研究成果
在硅衬底上成功生长了高结晶质量的GaSb/InAs层,界面处的GaAs岛有助于位错调控。低温InAs生长防止了界面熔融。嵌段共聚物光刻技术实现了具有垂直侧壁的15纳米宽InAs鳍片。早期电学测量显示有电流通过,表明其具有纳米电子应用潜力,但需进一步表征以确认性能。
研究不足
由于制备过程中的坍塌,鳍片实际数量和尺寸仍不确定;假设InAs鳍片中存在传导现象,但需进一步确认;界面处的相互扩散尚未完全表征;侧壁上的PS再沉积可能影响器件性能。
1:实验设计与方法选择:
该研究采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术在硅衬底上生长GaSb/InAs层,随后通过嵌段共聚物掩??淌粗票窱nAs鳍结构。
2:样品选择与数据来源:
使用标称300毫米(001)晶向硅衬底,沿[110]方向具有0.11°偏角。
3:11°偏角。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括300毫米应用材料MOCVD反应器、牛津等离子体实验室100型ICP-RIE、蔡司ULTRA扫描电镜、FEI Helios NanoLab 450S聚焦离子束-扫描电镜、FEI Titan(终极版)S/TEM及FEI Titan Themis S/TEM。材料包含TESb、TBAs、TMGa、TMIn等前驱体,PS-r-PMMA和PS-b-PMMA嵌段共聚物,以及氢气、氩气、氧气、BCl3、SiCl4等气体。
4:SiCl4等气体。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:衬底经脱氧、加热并暴露于TBAs环境;依次生长GaSb与InAs层;沉积嵌段共聚物掩模并进行退火与刻蚀;刻蚀InAs形成鳍结构;开展结构与电学表征。
5:数据分析方法:
采用扫描电镜(SEM)、扫描透射电镜高角环形暗场像(STEM-HAADF)、能量色散X射线光谱(EDX)、原子力显微镜(AFM)、飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)及电学I-V特性测试等技术。
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获取完整内容-
ICP-RIE equipment
Oxford Plasma Lab 100
Oxford
Used for etching the PMMA block and InAs layer.
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SEM microscope
ZEISS ULTRA
ZEISS
Used for structural characterization in cross-section and top-view.
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FIB-SEM
Helios NanoLab 450S
FEI
Used for preparing thin lamellas for TEM characterization.
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STEM
FEI Titan (Ultimate) S/TEM
FEI
Used for high-resolution imaging and EDX mapping.
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STEM
FEI Titan Themis S/TEM
FEI
Used for high-resolution imaging and EDX mapping.
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MOCVD reactor
300 mm Applied Materials
Applied Materials
Used for epitaxial growth of GaSb and InAs layers on Si substrate.
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