Análisis de Contacto Interfaces para individuales GaN nanocables Dispositivos

El objetivo general de este procedimiento es permitir el examen y la caracterización del sustrato de contacto y las interfaces de nanocables de contacto para dispositivos de nanocables de nitruro de galio individuales. Esto se logra preparando primero una suspensión de nanocables y dispersándola sobre un sustrato. El segundo paso es depositar los contactos de níquel-oro en los nanocables y luego arrodillar la muestra.

El paso final es eliminar los contactos anales de níquel oro del sustrato adhiriéndolos a cinta de carbono. En última instancia, se utiliza un microscopio electrónico de barrido para examinar las interfaces de contacto en busca de formación de vacíos. Este método puede ayudar a responder preguntas sobre cómo procesar nanocables semiconductores.

En particular, nos da una forma de evaluar qué tan bien se adhieren los contactos metálicos a los nano cables en el sustrato circundante. La demostración visual de este método es importante porque las técnicas de dispersión de nanocables y transferencia de película pueden ser difíciles de aprender, ya que los pequeños detalles de la manipulación y la colocación pueden tener un gran efecto en el rendimiento. Estaba mirando la muestra con un SEM cuando noté que un área del contacto metálico había comenzado a levantarse del sustrato.

Cuando lo miré más de cerca, noté que la parte inferior del contacto tenía esta morfología muy inusual. Entonces, para obtener una mejor visión de eso, la morfología de la parte inferior, desarrollé esta técnica: para comenzar, escinda un pequeño trozo de los nanocables de nitruro de galio cultivados en un sustrato de silicio 1 1 1 y colóquelo en un pequeño vial con un mililitro de isopropanol. Sonicar el vial durante 30 segundos para retirar los nano hilos de su sustrato de anclaje.

A continuación, limpie una oblea de silicona sumergiéndola boca abajo en acetona con un soporte para trípode. Después de cinco minutos, retire la oblea de la acetona y enjuague ambos lados de la oblea con un frasco rociador de isopropanol. A continuación, sumerja la oblea en un vaso de precipitados con 100 mililitros de isopropanol.

Después de cinco minutos, retire la oblea y enjuáguela con agua desionizada antes de colocarla en otro vaso de precipitados con agua desionizada. Después de cinco minutos en el agua, retire la oblea y séquela con un chorro de nitrógeno. De nuevo, sonicate el vial de nano cables durante 30 segundos.

A continuación, pipetee 30 microlitros de la solución en cada una de las tres regiones de la superficie oxidada de un cuarto de oblea limpia, asegúrese de que la oblea esté nivelada para que la suspensión de nanocables no migre a los bordes. Después de que la gota final de la suspensión de nano alambre se haya evaporado. Colocar la muestra en baños sucesivos de acetona e isopropanol para eliminar las impurezas no deseadas.

Luego enjuague el cuarto de oblea en agua desionizada y séquelo con nitrógeno. No utilice botellas de agua ni sonique el disolvente durante el proceso de limpieza. Para evitar la eliminación excesiva de nanocables de la superficie, agregue una capa de despegue LOR cinco A.

Resista sobre la oblea de silicio con los nanocables dispersos agregando uno o dos mililitros de la resistencia encima de los nanocables y recubra la muestra a una velocidad de 300 RPM durante 10 segundos, seguido de 2000 RPM durante 45 segundos. Después de girar, retire los restos de LOR cinco A de los bordes de la muestra frotándola con micro chem nano EBR pg. Luego transfiera la muestra a un plato caliente y hornee de 150 a 170 grados centígrados.

Después de cinco minutos, retire la muestra de la placa caliente y deje que se enfríe durante 30 segundos. Una vez enfriada, vuelva a colocar la muestra en el codificador de espín y agregue uno o dos mililitros de mega depósito SPR 6 61 0.0. Fotorresistencia para cubrir el centrifugado de la superficie, cubra la muestra durante 35 segundos a 3000 RPM.

A continuación, transfiera la muestra a una placa caliente y hornee durante un minuto a 95 grados centígrados. A continuación, cargue la mascarilla y, a continuación, la muestra en el alineador de mascarillas. Exponga la muestra con una dosis de 240 milijulios por centímetro cuadrado.

A continuación, revele la fotorresistencia agitando la muestra en un vaso de precipitados de micro posit MF 26, un revelador durante unos 60 segundos o hasta que esté completamente revelado. Una vez revelada, enjuague la muestra con agua desionizada y luego séquela con un chorro de nitrógeno. Cargue las muestras en un generador de ozono UV y expóngalas al ozono durante 10 minutos mientras fluye un oxígeno de ultra alta pureza a un caudal de 80 centímetros cúbicos estándar por minuto a través del dispositivo.

Después del tratamiento de la zona OZ, coloque las muestras en una mezcla de ácido clorhídrico al 10% durante un minuto a temperatura ambiente. Luego retire las muestras y enjuáguelas con agua desionizada y séquelas con un chorro de nitrógeno. Monte las muestras secas en el evaporador de haz de electrones asegurándolo al platino con tornillos y clips.

A continuación, conecte el platino al evaporador de haz tipo E y cargue los crisoles de níquel y oro en el dispositivo. Bombee la cámara hasta que la presión esté por debajo de un micro recorrido. Dependiendo de la potencia de la bomba, esto puede tardar desde unas horas hasta toda la noche.

Luego ajuste el alto voltaje a 10 kilovoltios, asegúrese de que el obturador esté cerrado y comience a rotar las muestras a cinco RPM. A continuación, seleccione el crisol de níquel y establezca la tasa de deposición en 0,1 nanómetros por segundo y deposite 500 nanómetros de níquel en las muestras. Cuando termine, deje que la fuente se enfríe durante 15 minutos y luego cambie al crisol de oro.

Establezca la tasa de deposición de oro en 0,1 nanómetros por segundo y deposite 100 nanómetros en las muestras. Una vez finalizada la deposición, espere 10 minutos a que se enfríe el crisol de oro, y luego ventile la cámara y descargue la muestra de platino. Retire las muestras del PLA y colóquelas en un baño de fotoplástico.

Decapante a temperatura ambiente durante unas horas para levantar el metal depositado en la foto, resista si lo desea, eleve la temperatura del baño a alrededor de 50 a 60 grados centígrados para acelerar. Despegue después de unas horas. Compruebe si el metal se separó de la fotorresistencia.

Utilice una pipeta o un frasco de agua de la foto. Resista el decapante para eliminar con fuerza cualquier metal no deseado restante de la superficie. A continuación, enjuague toda la muestra con isopropanol, seguido de agua desionizada, y luego seque las muestras con nitrógeno después de la extracción con al menos 24 horas antes de recocer las muestras.

A continuación, purgue el recocido térmico rápido con tres partes de nitrógeno y una parte de oxígeno a un caudal de 1,4 litros por minuto a 650 grados centígrados durante cinco minutos sin que contenga ninguna muestra. A continuación, reduzca la temperatura a 550 grados centígrados. Cargue las muestras y analéctelas durante 10 minutos.

Comience colocando con cuidado un trozo de cinta de carbón en un soporte de muñón de pin SEM para que la cinta sea lo más lisa posible. Antes de quitar el reverso de la cinta, use un dedo para presionar fuertemente la cinta para que se adhiera firmemente al soporte. Tome la muestra y coloque suavemente el área de interés directamente sobre la cinta de carbono a lo largo del borde de la montura, de modo que el área de la muestra que se usó para manipular con pinzas quede colgando del borde.

Una vez que la muestra se haya colocado en la cinta, no la retire para volver a colocarla. Para evitar destruir la película, presione firmemente sobre la parte posterior de la muestra con pinzas. Tenga cuidado de no presionar demasiado fuerte alrededor de los bordes de la montura porque esto puede hacer que la muestra se rompa.

A continuación, tome una hoja de afeitar o un bisturí limpios y pújelo suavemente entre el sustrato y la cinta a lo largo de los bordes de la muestra hasta que el sustrato se pueda despegar fácilmente agarrándolo con unas pinzas. El uso de demasiada fuerza puede romper la muestra para evitar que la cinta se desprenda con el sustrato. Coloque un par de pinzas en el área de la cinta que está adyacente al sustrato.

Al hacer palanca, la película de níquel y oro enferma debe permanecer adherida a la imagen de la cinta, la película de níquel y oro recién eliminada debe usar SEM como sea posible para observar la interfaz recién expuesta de la película antes de que se contamine. Aquí se muestran imágenes SEM de la película de oro Al Nickel antes y después de ser eliminada del sustrato de dióxido de silicio con cinta de carbón. La muestra de la derecha no recibió ninguna limpieza antes de la deposición del metal y la contaminación residual produjo una distribución de vacíos no uniforme y grandes macrovacíos que se asemejan a ampollas.

Una aplicación importante de esta técnica es el análisis de la morfología de la interfaz de nano hilos de contacto como imágenes CM de la parte inferior de una película de níquel-oro arrodillada que se había depositado en nano hilos dispersos en dióxido de silicio. Aquí se muestran los sustratos de silicona. Las imágenes de alto aumento, como las que se ven en el lado derecho, permiten el examen de la interfaz de nano nanocable de contacto.

A la imagen SCM de la parte inferior derecha le falta el nanocable, lo que permite estudiar más fácilmente la interfaz entre el contacto y el cable faltante. La presencia de esta contaminación residual puede causar un aumento significativo en el número de vacíos observados en la interfaz del sustrato de contacto. Al cuantificar el grado de formación de vacíos en la interfaz del sustrato de contacto, se puede evaluar la eficacia de diferentes métodos de limpieza.

Estos experimentos se centraron en la eficacia de los diversos métodos de limpieza antes de la deposición del níquel oro en el dióxido de silicio para la eliminación de la contaminación residual. Esto señala la ventaja obvia de utilizar la limpieza de UVO Zone y HCL antes de la deposición de los metales. Después de ver este video, debería tener una buena idea de cómo dispersar nano cables en un nuevo depósito de sustrato, en contactos metálicos arrodillados a los nanocables, y quitar los contactos metálicos para examinar la interfaz de contacto de nanocables Usando este procedimiento.

Se pueden realizar técnicas adicionales como la espectroscopia de rayos X de dispersión de energía para responder a preguntas adicionales como la composición de capas.