ενgrαφή υλικού 2D / Πατέρνινγκ υλικού 2D

Time : 2025-04-22

Η ψηφιδωτή υλική εξώση αναφέρεται στη διαδικασία εξώσης διδιάστατων υλικών (όπως γράφενο, διθιονιο ουσιακού μολύβδιου κ.α.) και μονοδιάστατων υλικών (όπως νανολωρίδες, νανοτάβλια κ.α.). Ο σκοπός της ψηφιδωτής υλικής εξώσης είναι να προετοιμάσει νανοδομές με συγκεκριμένες μορφές και μεγέθη, προκειμένου να επιτευχθεί έλεγχος και βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων των υλικών και της απόδοσης των συσκευών. Τα ψηφιδωτά υλικά εξωθούν γενικά με χημικές μεθόδους εξώσης. Χρησιμοποιεί χημικές αντιδράσεις για να επεξεργαστεί τα υλικά, και κοινές χημικές μέθοδοι εξώσης περιλαμβάνουν υγρή εξώση και ξερή εξώση.

Οι δυσκολίες στην ψαλίδα υλικών χαμηλών διαστάσεων περιλαμβάνουν κυρίως: 1. Επιλογή ψαλίδας: Διαφορετικά υλικά χαμηλών διαστάσεων έχουν διαφορετικές απαιτήσεις για τις συνθήκες ψαλίδας, και πρέπει να επιλεγούν κατάλληλες συνθήκες ψαλίδας με βάση τις συγκεκριμένες ιδιότητες του υλικού, όπως αέριο ψαλίδας, δύναμη, χρόνος κλπ. 2. Ποιότητα ψαλίδας: Η ποιότητα ψαλίδας των υλικών χαμηλών διαστάσεων επηρεάζει άμεσα την απόδοσή τους και τις εφαρμογές τους, και είναι απαραίτητο να ελέγχονται οι ρυθμοί και η βάθεια ψαλίδας για να εξαλειφθεί η υπερβολική ή η ανεπαρκής ψαλίδα. 3. Ομοιόμορφη ψαλίδα: Η ομοιόμορφη ψαλίδα των υλικών χαμηλών διαστάσεων είναι κρίσιμη για την παρασκευή υψηλής ποιότητας συσκευών, και είναι απαραίτητο να ελέγχονται παράμετροι όπως η θερμοκρασία, ο ρυθμός ροής του αερίου και η πίεση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψαλίδας για να εξασφαλιστεί η ομοιόμορφη ψαλίδα. 4. Αποδιατύπωση μετά τη ψαλίδα: Μετά τη ψαλίδα, το δείγμα πρέπει να καθαριστεί και να χειριστεί για να αφαιρεθούν τα προϊόντα ψαλίδας και τα υπολειπόμενα αέρια ψαλίδας, εξασφαλίζοντας την ποιότητα και τη σταθερότητα της επιφάνειας του δείγματος.

Τα διδιάστατα ηλεκτρονικά υλικά λεπτών φιλμ αναφέρονται σε νέα διδιάστατα υλικά με επιπέδους ατομικής πάχυνσης που σχηματίζονται κυρίως μέσω συνδεσιών κοινοποίησης.

Περιλαμβάνει κυρίως:

1. Γραφένιο, h-BN

2. Διάλυμα μετάλλων με μεταβατικό οξύ

3. TMCs, MX ₂（M=Mo, W, Re, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Pt, Pd, Fe; X=S, Se, Te)，MoS ₂、WS ₂；κ.λπ.

4. Μερικά υλικά βασικά στοιχείων III/IV/V με βάση την καυσούσα, κλπ.

Η πρώιμη έρευνα για διδιάστατα ηλεκτρονικά φιλμ υλικά, ειδικά τα υλικά graphene, επικεντρώθηκε κυρίως στις μεθόδους παρασκευής των διδιάστατων υλικών, όπως η μηχανική αποστοιβάξη, η αναφέρεση, η κατάθεση, κλπ., καθώς και στη μελέτη των ιδιοτήτων των υλικών. Με τις συνεχείς καταρρήξεις στην παρασκευή μεγάλων διαστάσεων διδιάστατων φιλμ υλικών, οι άνθρωποι άρχισαν να μετατρέπουν την προσοχή τους στην παρασκευή συσκευών. Η αραιοποίηση και η μορφοποίηση των διδιάστατων φιλμ υλικών είναι κλειδιά για την παρασκευή διδιάστατων συσκευών. Η παραδοσιακή μέθοδος ηλεκτρονικής πλάσμα ξερής καύσης έχει δύο θανάσιμες ανεπάρκειες στην αραιοποίηση και μορφοποίηση των διδιάστατων υλικών:

1. Υπερβολική ταχύτητα καύσης δεν μπορεί να καλύψει την ακριβή και σταθερή καύση των ατομικών στρωμάτων 2D υλικών (επίπεδο κάτω από το μικρόμετρο);

2. Η υψηλή ενέργεια καταπολέμησης με ιόντες μπορεί να προκαλέσει δομική ζημιά στα 2Δ υλικά, με αποτέλεσμα ημάρτημα υλικού.

Οι χαρακτηριστικές που ένα ειδικά σχεδιασμένο μηχάνημα για την ψαλίδα δύο-διάστατων υλικών θα πρέπει να έχει είναι:

1. Ελέγχουμε την εξαγωγική δύναμη στο επίπεδο των μιλιβατών;

2. Η ελάχιστη αρχική δύναμη πρέπει να ελέγχεται κάτω από 5W;

3. Ελεγχόμενη ψαλίδα σε επίπεδα, με ρυθμό ψαλίδας που μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια μεταξύ 0,3 και 10 επιπέδων ανά λεπτό

4. Η ενέργεια ιόντων για την επίθεση του δείγματος μπορεί να είναι χαμηλότερη από 10 eV ή και λιγότερη

λύση Εκβολής 2D Υλικών - SHL 100 μ/200 μ - RIE

Ανάπτυξαμε το μηχάνημα σειράς SHL 100 μ/200 μ - RIE με βάση την τεχνολογία μικροπλάσματος για να αντιμετωπιστούν οι προβληματικές εφαρμογές της μορφοποίησης δύο διαστατικών υλικών που αναφέρθηκαν παραπάνω. Το μηχάνημα χρησιμοποιείται για εκβολή μειώσεως στρωμάτων και μορφοποίησης εκβολής δύο διαστατικών υλικών όπως το γραφένι. Η Φιγούρα 2 δείχνει την εμφάνιση του μηχανήματος εκβολής δύο διαστατικών υλικών.

微信图片_20231207120116.jpg

Οι κύριες εφαρμογές των μηχanismών εκβολής δύο διαστατικών υλικών είναι:

1. Εκβολή αποστομώδους 2D υλικών για να προετοιμαστούν δείγματα 2D υλικών μονοστρωμάτων ή λιγότερων στρωμάτων

2. Επιγραφή μοτίβων 2D υλικών για την παρασκευή συσκευών 2D υλικών

3. Επεξεργασία τροποποίησης 2D υλικών

Βασικές επιδόσεις της μηχανής επιγραφής διδιάστατων υλικών:

1. Μπορεί να χειριστεί δείγματα μέχρι τέσσερα ίντσες/οκτώ ίντσες και μικρότερα σε μέγεθος;

2. Υπερασθενής επεξεργασία πλάσματος: Μπορεί να επιτύχει μια δύναμη επεξεργασίας ως χαμηλή όσο 3 W (@ 100mm ηλεκτρόδα) RF (@ 13,56 MHz), με μια δύναμη πυκνότητας ως χαμηλή όσο 38 mW/cm2 και ακρίβεια εξαγωγής δυνάμεως λιγότερο από 0,1 W;

3. Η ενέργεια ιόντων για τη βομβαρδισμό της δείγματος μπορεί να είναι χαμηλότερη από 10 eV;

4. Μπορεί να επιτύχει σταθερή και ακριβή λαθήρωση σε επίπεδο ατομικών στρωμάτων από 0,1 στρώμα/λεπτό μέχρι 1 στρώμα/λεπτό;

Η κύρια διαμόρφωση της μηχανής λαθήρωσης διδιάστατων υλικών είναι:

1. Μπορεί να εξοπλιστεί με 3 έως 8 διεργασιακά αέρια και να ελέγχεται ψηφιακά με κλειστό μετάλλιο MFC;

2. Χρησιμοποιώντας αλουμίνιο 6061 βαθμού πυρηνικών ως υλικό της διεργασιακής καμπάνιας για να εξαλειφθεί η μολύνση της δείγματος από ξένα στοιχεία στα ατσάλινα υλικά;

3. Η κάμερα φόρτωσης μπορεί να ρυθμιστεί, και το φόντο κενού της διαδικαστικής κάμερας μπορεί να φτάσει στα 4 x 10-4 Pa;

πλήρης αυτόματη ελέγχου διαδικασίας, διαχωρισμένη σύνδεση χρηστών, πραγματικός χρόνος καταγραφής εξελισσόμενων δεδομένων διαδικασίας και κατάστασης μηχανήματος, διαχείριση βιβλιοθήκης διαδικασίας Recipe και κλήση, διαχείριση κύκλου ζωής συστατικών και αυτόματη ελέγχου σφαλμάτων.

γραφικά αποτελέσματα μηχανής εκτρώσεως υλικών 2D:

SHL100μ-RIE, 38 mW/cm ², 10s: Καθαρισμός υπολειμμάτων στην επιφάνεια λιγότερων στρωμάτων αποτμημένου MoS ₂.