phay vật liệu 2D / Định hình vật liệu 2D

Time : 2025-04-22

Việc ăn mòn vật liệu chiều thấp đề cập đến quá trình ăn mòn các vật liệu hai chiều (chẳng hạn như graphene, disulfua molypden, v.v.) và các vật liệu một chiều (chẳng hạn như nanowires, ống nano, v.v.). Mục đích của việc ăn mòn vật liệu chiều thấp là chuẩn bị các nano cấu trúc có hình dạng và kích thước cụ thể, nhằm đạt được sự kiểm soát và tối ưu hóa các đặc tính của vật liệu và hiệu suất thiết bị. Vật liệu chiều thấp thường được ăn mòn bằng phương pháp ăn mòn hóa học. Nó sử dụng các phản ứng hóa học để xử lý vật liệu, và các phương pháp ăn mòn hóa học phổ biến bao gồm ăn mòn ướt và ăn mòn khô.

Các khó khăn trong việc khắc蚀 vật liệu chiều thấp chủ yếu bao gồm: 1. Lựa chọn phương pháp khắc蚀: Các vật liệu chiều thấp khác nhau có yêu cầu khác nhau về điều kiện khắc蚀, và cần phải chọn điều kiện phù hợp dựa trên đặc tính cụ thể của vật liệu, chẳng hạn như khí khắc蚀, công suất, thời gian, v.v. 2. Chất lượng khắc蚀: Chất lượng khắc蚀 của vật liệu chiều thấp ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và ứng dụng của chúng, và cần kiểm soát tốc độ và độ sâu của quá trình khắc để tránh khắc quá mức hoặc không đủ. 3. Độ đồng đều của quá trình khắc: Độ đồng đều của quá trình khắc đối với vật liệu chiều thấp là rất quan trọng để chuẩn bị các thiết bị chất lượng cao, và cần kiểm soát các thông số như nhiệt độ, lưu lượng khí và áp suất trong quá trình khắc để đảm bảo độ đồng đều. 4. Xử lý sau khi khắc: Sau khi khắc, mẫu cần được làm sạch và xử lý để loại bỏ sản phẩm và khí còn sót lại từ quá trình khắc, đảm bảo chất lượng bề mặt và sự ổn định của mẫu.

Vật liệu màng mỏng điện tử hai chiều đề cập đến các vật liệu hai chiều mới có độ dày một hoặc vài lớp nguyên tử, chủ yếu được hình thành bởi liên kết cộng hóa trị.

Chủ yếu bao gồm:

1. Graphene, h-BN;

2. Oxit kim loại chuyển tiếp;

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；v.v.

4. Một phần vật liệu dựa trên lưu huỳnh III/IV/V, v.v.

Nghiên cứu ban đầu về vật liệu màng mỏng điện tử hai chiều, đặc biệt là vật liệu graphene, chủ yếu tập trung vào các phương pháp chuẩn bị vật liệu hai chiều, chẳng hạn như bóc tách cơ học, khử, lắng đọng, v.v., cũng như nghiên cứu về đặc tính của vật liệu. Cùng với những bước đột phá liên tục trong việc chuẩn bị vật liệu màng mỏng hai chiều cỡ lớn, người ta đã bắt đầu chuyển sự chú ý sang việc chế tạo thiết bị. Việc làm mỏng và tạo mẫu cho vật liệu màng mỏng hai chiều là chìa khóa để chuẩn bị thiết bị hai chiều. Phương pháp khắc plasma bán dẫn truyền thống có hai nhược điểm chí mạng trong việc làm mỏng và tạo mẫu cho vật liệu hai chiều:

1. Tốc độ khắc quá cao không thể đáp ứng được yêu cầu khắc chính xác và ổn định các lớp nguyên tử của vật liệu 2D (cấp độ dưới nanomet);

2. Sự va chạm của ion năng lượng cao có thể gây ra hư hại cấu trúc cho vật liệu 2D, dẫn đến các khuyết tật trong vật liệu

Các đặc điểm mà một máy khắc chuyên dụng cho vật liệu hai chiều nên có là:

1. Kiểm soát công suất đầu ra ở mức miliwatt;

2. Công suất khởi động tối thiểu nên được kiểm soát dưới 5W;

3. Kiểm soát khắc từng lớp, với tốc độ khắc có thể được điều khiển chính xác từ 0,3 đến 10 lớp mỗi phút

4. Năng lượng ion để ném bom mẫu có thể thấp tới 10 eV hoặc ít hơn

giải pháp Etching Vật liệu 2D - SHL 100 μ/200 μ - RIE

Chúng tôi đã phát triển máy series SHL 100 μ/200 μ - RIE dựa trên công nghệ microplasma để giải quyết các vấn đề ứng dụng về việc tạo mẫu vật liệu hai chiều được đề cập ở trên. Máy này được sử dụng để etching giảm lớp và etching theo mẫu của vật liệu hai chiều như graphene. Hình 2 cho thấy ngoại hình của máy etching vật liệu hai chiều.

微信图片_20231207120116.jpg

Các ứng dụng chính của máy etching vật liệu hai chiều là:

1. Etching tách lớp vật liệu 2D để chuẩn bị mẫu vật liệu 2D một lớp hoặc ít lớp

2. Đục khắc mẫu vật liệu 2D để chuẩn bị thiết bị vật liệu 2D

3. Xử lý sửa đổi vật liệu 2D

Các chỉ số hiệu suất cốt lõi của máy đục khắc vật liệu hai chiều:

1. Có thể xử lý các mẫu có kích thước lên đến bốn inch/tám inch và nhỏ hơn;

2. Đục khắc plasma siêu yếu: Nó có thể đạt được công suất quy trình thấp tới 3 W (@ điện cực 100mm) RF (@ 13,56 MHz), với mật độ công suất thấp tới 38 mW/cm2 và độ chính xác công suất đầu ra dưới 0,1 W;

3. Năng lượng ion để nã vào mẫu có thể thấp tới 10 eV;

4. Nó có thể đạt được việc ăn mòn ổn định và chính xác ở mức lớp nguyên tử từ 0,1 lớp/phút đến 1 lớp/phút;

Cấu hình chính của máy ăn mòn vật liệu hai chiều là:

1. Có thể được trang bị từ 3 đến 8 khí quy trình và được kiểm soát số hóa với MFC niêm phong kim loại;

2. Sử dụng nhôm cấp bán dẫn 6061 làm vật liệu buồng quy trình để loại bỏ sự nhiễm bẩn của mẫu bởi các nguyên tố tạp chất trong vật liệu thép không gỉ;

3. Phòng khóa tải có thể được cấu hình và độ chân không nền của buồng xử lý có thể đạt 4 x 10-4 Pa;

kiểm soát quy trình tự động hoàn toàn, quản lý đăng nhập người dùng theo cấp bậc, ghi lại thời gian thực các dữ liệu quy trình toàn diện và trạng thái máy, quản lý thư viện quy trình Recipe và gọi, quản lý chu kỳ sống linh kiện và tự kiểm tra lỗi.

kết quả đồ họa của máy etching vật liệu 2D: