pengikisan Bahan 2D / Penataan Bahan 2D

Time : 2025-04-22

Pengikisan bahan berdimensi rendah merujuk kepada proses pengikisan bahan dua dimensi (seperti graphene, molybdenum disulfide, dll.) dan bahan satu dimensi (seperti nanowire, nanotube, dll.). Tujuan pengikisan bahan berdimensi rendah adalah untuk menyediakan nanostruktur dengan bentuk dan saiz tertentu, dengan tujuan untuk mencapai kawalan dan optimasi sifat bahan serta prestasi peranti. Bahan berdimensi rendah biasanya diikis menggunakan kaedah pengikisan kimia. Ia menggunakan tindak balas kimia untuk memproses bahan, dan kaedah pengikisan kimia yang biasa digunakan termasuklah pengikisan basah dan pengikisan kering.

Kesukaran dalam memburuh bahan berdimensi rendah terutamanya termasuk: 1. Pemilihan pemburuhan: Bahan berdimensi rendah yang berbeza mempunyai keperluan yang berbeza untuk syarat pemburuhan, dan syarat pemburuhan yang sesuai perlu dipilih berdasarkan sifat spesifik bahan, seperti gas pemburuh, kuasa, masa, dll. 2. Kualiti pemburuhan: Kualiti pemburuhan bagi bahan berdimensi rendah secara langsung mempengaruhi prestasi dan aplikasinya, dan perlu mengawal kadar dan kedalaman pemburuhan untuk mengelakkan pemburuhan berlebihan atau tidak mencukupi. 3. Ketepatan pemburuhan: Ketepatan pemburuhan bagi bahan berdimensi rendah adalah penting untuk menyediakan peranti berkualiti tinggi, dan perlu mengawal parameter seperti suhu, kadar aliran gas, dan tekanan semasa proses pemburuhan untuk memastikan ketepatan pemburuhan. 4. Pengendalian selepas pemburuhan: Selepas pemburuhan, sampel perlu dibersihkan dan diendalikan untuk mengeluarkan hasil pemburuhan dan gas pemburuh sisa, memastikan kualiti permukaan dan kestabilan sampel.

Bahan filem elektronik dua dimensi merujuk kepada bahan dua dimensi baharu dengan ketebalan satu atau beberapa lapisan atom yang terbentuk secara utama oleh ikatan kovalen.

Terutamanya termasuk:

1. Grafena, h-BN;

2. Okhid transisi logam;

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；dll.

4. Bahan sulfur berpandukan sebahagian III/IV/V, dll.

Penyelidikan awal tentang bahan filem elektronik dua dimensi, terutamanya bahan graphene, terfokus kepada kaedah penyediaan bahan dua dimensi seperti pelupusan mekanikal, pengurangan, penyetapan, dan sebagainya, serta kajian ciri-ciri bahan. Dengan terus-menerusnya terobosan dalam penyediaan bahan filem dua dimensi bersaiz besar, orang telah mula memindahkan perhatian kepada penyediaan peranti. Pemipih dan pola filem dua dimensi adalah kunci kepada penyediaan peranti dua dimensi. Kaedah etching plasma semikonduktor tradisional mempunyai dua kelemahan fatal dalam pemipihan dan pembentukan corak bahan dua dimensi:

1. Kadar etching yang berlebihan tidak dapat memenuhi keperluan etching tepat dan stabil bagi lapisan atom bahan 2D ( aras sub nanometer);

2. Pengeboman ion tenaga tinggi boleh menyebabkan kerosakan struktur kepada bahan dua dimensi, menghasilkan kecederaan bahan

Ciri-ciri yang sepatutnya dimiliki oleh mesin pemolesan khas untuk bahan dua dimensi adalah:

1. Kawal kuasa keluaran pada tahap miliwatt;

2. Kuasa permulaan minimum seharusnya dikawal di bawah 5W;

3. Kawalan pemolesan lapisan demi lapisan, dengan kadar pemolesan yang boleh dikawal dengan tepat antara 0.3 hingga 10 lapisan setiap minit

4. Tenaga ion untuk membombardir sampel boleh serendah 10 eV atau kurang

penyelesaian Pengekalan Bahan 2D - SHL 100 μ/200 μ - RIE

Kami telah membangunkan mesin siri SHL 100 μ/200 μ - RIE berdasarkan teknologi mikroplasma untuk menyelesaikan isu aplikasi pola bahan dua dimensi yang dinyatakan di atas. Mesin ini digunakan untuk pengekalan pengurangan lapisan dan pengekalan berpola bagi bahan dua dimensi seperti graphene. Rajah 2 menunjukkan penampilan mesin pengekalan bahan dua dimensi.

微信图片_20231207120116.jpg

Aplikasi utama mesin pengekalan bahan dua dimensi adalah:

1. Pengekalan pelupusan bahan 2D untuk menyediakan contoh bahan 2D satu lapisan atau beberapa lapisan

2. Pemotongan corak bahan 2D untuk menyediakan peranti bahan 2D

3. Pengilangan pemprosesan bahan 2D

Penanda prestasi utama mesin pemolesan bahan dua dimensi:

1. Boleh memproses sampel hingga saiz empat inci/lapan inci dan lebih kecil;

2. Pemolesan plasma ultra lemah: Ia boleh mencapai kuasa proses serendah 3 W (@ elektrod 100mm) RF (@ 13.56 MHz), dengan ketumpatan kuasa serendah 38 mW/cm2 dan ketepatan kuasa keluaran kurang daripada 0.1 W;

3. Tenaga ion untuk membombardir sampel boleh serendah 10 eV;

4. Ia boleh mencapai pengekalan dan presisi lapisan atom dari 0.1 lapisan/minit hingga 1 lapisan/minit;

Konfigurasi utama mesin penyusutan bahan dua dimensi adalah:

1. Ia boleh dikonfigurasikan dengan 3 hingga 8 gas proses dan dikawal secara digital dengan MFC logam tertutup;

2. Menggunakan aluminium 6061 gred semikonduktor sebagai bahan kamar proses untuk mengeluarkan pencemaran sampel oleh unsur-unsur kotoran dalam bahan keluli tidak berkarat;

3. Bilik kunci beban boleh dikonfigurasikan, dan vakum latar belakang kamar proses boleh mencapai 4 x 10-4 Pa;

kawalan proses automatik sepenuhnya, pengurusan log masuk pengguna bertingkat, pencatatan data proses komprehensif dan data status mesin secara real-time, pentadbiran dan pemanggilan perpustakaan proses Resipi, pengurusan kitaran hidup komponen dan pemeriksaan diri kesalahan.

keputusan grafik mesin etching bahan 2D:

SHL100μ-RIE, 38 mW/cm ², 10s: Membersihkan sisa di permukaan lapisan kurang daripada MoS yang terkelupas ₂.