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真空等离子清洗机厂家:氧氢气等离子体蚀刻石墨烯

  • 分类:技术支持
  • 作者:等离子清洗机-CRF plasma等离子设备-等离子表面处理机厂家-诚峰智造
  • 来源:
  • 发布时间:2021-01-13
  • 访问量:

【概要描述】       氧气和氢气等离子体都可以用来蚀刻石墨烯。这两种气体等离子体蚀刻石墨烯的基本原理都是通过化学反应来沿着石墨烯的晶面进行蚀刻。不同之处在于氧等离子体攻击碳碳键之后会形成一氧化碳、二氧化碳等挥发性气体;而氢等离子体会与之形成甲烷气体和碳氢键合。2010 年,中国科学院物理所Guangyu Zhang发表了以氢气作为主要气体蚀刻单层、双层石墨烯的文章。文中指出射频频率的功率是个关键参数,过大容易将石墨烯蚀刻出很深的沟并形成大量缺陷。更强的等离子体蚀刻将引人更宽的沟壑和更深的孔。        当氢的等离子体功率过大或是时间过长,就会使石墨烯表面本已断裂的键受到进一步攻击,使宽度不断加大,形成深的沟壑,同时又会攻击其他部分的石墨烯形成六角形的深孔。对于这两种情况,都是具体加工过程中应避免的情况。除了精准控制射频功率和蚀刻时间等条件,还应注意蚀刻中对不需要蚀刻区域的保护。这是一个较严峻的课题,因为石墨烯活性很高,极容易受到损伤。好在现在许多等离子体蚀刻设备厂商都已经注意到在蚀刻过程中需要对非蚀刻区域或是特定功能层的保护,已经有许多厂商推出或即将推出这类机型,以适应14nm以下节点的蚀刻需求。        同当下主流的蚀刻工艺一样,蚀刻温度是另一个重要参数。有趣的是石墨的蚀刻速率并不是随温度线性变化,而是有个峰值,在450°左右。更加有趣的是不同厚度的石墨烯蚀刻速率也是不一样的,单层或双层石墨烯在不同温度下的蚀刻速率。我们可以发现,单层的石墨烯蚀刻速率比双层快很多。这是由于层数的减少意味着暴露面积的增加,也就意味着更多的碳碳键暴露,而双层或多层石墨烯总会有相互交叠,上层的碳碳键断裂后暴露的下层不定是同样的晶向,也就增加了蚀刻的难度,故而蚀刻速率会有显著不同。        经过多种尝试和工艺优化,实现了8nm、12nm、22nm等不同宽度的石墨烯纳米级线,并制备成器件,尽管电性并不好,电流开关比只有102,阈值电压、饱和电流都无法满足芯片级的要求,但提到的加工方法及蚀刻的研究细节还是很值得研究的。尤其在蚀刻中用氧的等离子体进行蚀刻,形成120nm的石墨烯线,而后再用氢的等离子体进行蚀刻,形成更细的线。一方面氧的石墨烯蚀刻在常温下即可进行,成本很低而且速率可观,而精准到几纳米到几十纳米的级别,不需要蚀刻速率太快,这就使氢等离子体有了被采用的可能。        以上就是诚峰智造真空等离子清洗机厂家对氧氢气等离子体蚀刻石墨烯的介绍。

真空等离子清洗机厂家:氧氢气等离子体蚀刻石墨烯

【概要描述】       氧气和氢气等离子体都可以用来蚀刻石墨烯。这两种气体等离子体蚀刻石墨烯的基本原理都是通过化学反应来沿着石墨烯的晶面进行蚀刻。不同之处在于氧等离子体攻击碳碳键之后会形成一氧化碳、二氧化碳等挥发性气体;而氢等离子体会与之形成甲烷气体和碳氢键合。2010 年,中国科学院物理所Guangyu Zhang发表了以氢气作为主要气体蚀刻单层、双层石墨烯的文章。文中指出射频频率的功率是个关键参数,过大容易将石墨烯蚀刻出很深的沟并形成大量缺陷。更强的等离子体蚀刻将引人更宽的沟壑和更深的孔。


       当氢的等离子体功率过大或是时间过长,就会使石墨烯表面本已断裂的键受到进一步攻击,使宽度不断加大,形成深的沟壑,同时又会攻击其他部分的石墨烯形成六角形的深孔。对于这两种情况,都是具体加工过程中应避免的情况。除了精准控制射频功率和蚀刻时间等条件,还应注意蚀刻中对不需要蚀刻区域的保护。这是一个较严峻的课题,因为石墨烯活性很高,极容易受到损伤。好在现在许多等离子体蚀刻设备厂商都已经注意到在蚀刻过程中需要对非蚀刻区域或是特定功能层的保护,已经有许多厂商推出或即将推出这类机型,以适应14nm以下节点的蚀刻需求。
       同当下主流的蚀刻工艺一样,蚀刻温度是另一个重要参数。有趣的是石墨的蚀刻速率并不是随温度线性变化,而是有个峰值,在450°左右。更加有趣的是不同厚度的石墨烯蚀刻速率也是不一样的,单层或双层石墨烯在不同温度下的蚀刻速率。我们可以发现,单层的石墨烯蚀刻速率比双层快很多。这是由于层数的减少意味着暴露面积的增加,也就意味着更多的碳碳键暴露,而双层或多层石墨烯总会有相互交叠,上层的碳碳键断裂后暴露的下层不定是同样的晶向,也就增加了蚀刻的难度,故而蚀刻速率会有显著不同。
       经过多种尝试和工艺优化,实现了8nm、12nm、22nm等不同宽度的石墨烯纳米级线,并制备成器件,尽管电性并不好,电流开关比只有102,阈值电压、饱和电流都无法满足芯片级的要求,但提到的加工方法及蚀刻的研究细节还是很值得研究的。尤其在蚀刻中用氧的等离子体进行蚀刻,形成120nm的石墨烯线,而后再用氢的等离子体进行蚀刻,形成更细的线。一方面氧的石墨烯蚀刻在常温下即可进行,成本很低而且速率可观,而精准到几纳米到几十纳米的级别,不需要蚀刻速率太快,这就使氢等离子体有了被采用的可能。
       以上就是诚峰智造真空等离子清洗机厂家对氧氢气等离子体蚀刻石墨烯的介绍。

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  • 发布时间:2021-01-13 10:42
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真空等离子清洗机厂家对氧氢气等离子体蚀刻石墨烯介绍:
       氧气和氢气等离子体都可以用来蚀刻石墨烯。这两种气体等离子体蚀刻石墨烯的基本原理都是通过化学反应来沿着石墨烯的晶面进行蚀刻。不同之处在于氧等离子体攻击碳碳键之后会形成一氧化碳、二氧化碳等挥发性气体;而氢等离子体会与之形成甲烷气体和碳氢键合。2010 年,中国科学院物理所Guangyu Zhang发表了以氢气作为主要气体蚀刻单层、双层石墨烯的文章。文中指出射频频率的功率是个关键参数,过大容易将石墨烯蚀刻出很深的沟并形成大量缺陷。更强的等离子体蚀刻将引人更宽的沟壑和更深的孔。

真空等离子清洗机厂家
       当氢的等离子体功率过大或是时间过长,就会使石墨烯表面本已断裂的键受到进一步攻击,使宽度不断加大,形成深的沟壑,同时又会攻击其他部分的石墨烯形成六角形的深孔。对于这两种情况,都是具体加工过程中应避免的情况。除了精准控制射频功率和蚀刻时间等条件,还应注意蚀刻中对不需要蚀刻区域的保护。这是一个较严峻的课题,因为石墨烯活性很高,极容易受到损伤。好在现在许多等离子体蚀刻设备厂商都已经注意到在蚀刻过程中需要对非蚀刻区域或是特定功能层的保护,已经有许多厂商推出或即将推出这类机型,以适应14nm以下节点的蚀刻需求。
       同当下主流的蚀刻工艺一样,蚀刻温度是另一个重要参数。有趣的是石墨的蚀刻速率并不是随温度线性变化,而是有个峰值,在450°左右。更加有趣的是不同厚度的石墨烯蚀刻速率也是不一样的,单层或双层石墨烯在不同温度下的蚀刻速率。我们可以发现,单层的石墨烯蚀刻速率比双层快很多。这是由于层数的减少意味着暴露面积的增加,也就意味着更多的碳碳键暴露,而双层或多层石墨烯总会有相互交叠,上层的碳碳键断裂后暴露的下层不定是同样的晶向,也就增加了蚀刻的难度,故而蚀刻速率会有显著不同。
       经过多种尝试和工艺优化,实现了8nm、12nm、22nm等不同宽度的石墨烯纳米级线,并制备成器件,尽管电性并不好,电流开关比只有102,阈值电压、饱和电流都无法满足芯片级的要求,但提到的加工方法及蚀刻的研究细节还是很值得研究的。尤其在蚀刻中用氧的等离子体进行蚀刻,形成120nm的石墨烯线,而后再用氢的等离子体进行蚀刻,形成更细的线。一方面氧的石墨烯蚀刻在常温下即可进行,成本很低而且速率可观,而精准到几纳米到几十纳米的级别,不需要蚀刻速率太快,这就使氢等离子体有了被采用的可能。
       以上就是诚峰智造真空等离子清洗机厂家对氧氢气等离子体蚀刻石墨烯的介绍。

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