Содержание
- 2. Тема 3. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА НАНОЭЛЕКТРОНИКИ Методы получения тонких пленок Часть 3.
- 3. Целью является: ознакомление с методами получения тонких пленок применяемых в наноэлектронике; рассмотрение подходов, объектов, механизмов тонкопленочных
- 4. СОДЕРЖАНИЕ Пленки пористых материалов Пленки пористого кремния Пленки пористого оксида алюминия. Контрольные вопросы
- 5. Пленки пористых материалов. Помимо золь-гель технологии получения тонких пленок можно привести массу примеров нанотехнологий. Например, нанопористые
- 6. Рис. Пленки пористого оксида алюминия, полученные из обычного алюминия (слева), где поры расположенвы хаотично и высокочистого
- 7. Помимо оксида алюминия электрохимическим путем получают и другие нанопористые материалы, например, пористый кремний. Нанопористый кремний можно
- 8. Нанопористые материалы Пористый оксид алюминия Пористый кремний Пористый кремний с карбином Пористый оксид кремния с флюоресцентными
- 9. Пленки пористого кремния. Впервые пористый кремний был получен в середине 1950-х годов А. Улиром в ходе
- 10. Ансамбли кремниевых наноструктур, состоящих из квантовых шнуров и квантовых точек, образуются в пористом кремнии, получаемом локальным
- 11. Кремний является одним из немногих материалов полупроводниковой электроники, в котором возможно формирование наноразмерных пор. Поры удается
- 12. Если кремниевая пластина просто погружается в ванну на токоподводящем зажиме, остающемся над поверхностью электролита, то пористый
- 13. Рис. Электролитические ячейки для формирования слоев пористого кремния: а – ячейка вертикального типа, б – двухкамерная
- 14. Рис. Принципиальное устройство однокамерной ячейки для электрохимического анодирования.
- 15. В ней с электролитом соприкасается только одна сторона кремниевой пластины, а металлический или графитовый токоподводящий контакт
- 16. Химические превращения, ответственные за локальное электрохимическое растворение кремния в электролитах на основе HF, предполагают участие в
- 17. При анодировании в чистых водных растворах HF пузырьки водорода прилипают к поверхности кремния, что приводит к
- 18. Свойства пористого слоя, такие, как пористость (доля пустот в слое), толщина, размер и структура пор, зависят
- 19. Другой тип структуры пористого слоя характеризуется хаотическим расположением пересекающихся пор, что типично для пористых слоев в
- 20. Влияние кристаллографической ориентации проявляется только в монокристаллическом кремнии с n-типом проводимости, в котором поры растут вдоль
- 21. Кремний в промежутках между порами сохраняет свою исходную кристаллическую структуру. Так, поры сами по себе и
- 22. Пористый кремний Неупорядоченная структура Упорядоченная структура 50 нм Образование заданного профиля пор Вид сверху Вид сбоку
- 23. Основные области применения пористого кремния
- 24. Пленки пористого оксида алюминия. Пористый анодный оксид алюминия обладает уникальной «собственной» структурой, позволяющей изготавливать столбиковые, нитевидные,
- 25. Оборудование для получения анодных оксидов алюминия включает двухэлектродную ячейку с термостатированием и мешалкой, а также систему
- 26. Сложный процесс пористого анодного окисления алюминия целесообразно разделить на три стадии: 1) протекание реакции передачи кислорода
- 27. В зависимости от условий синтеза, в частности, от используемого электролита, могут образовываться два типа анодных плёнок
- 28. Оба типа оксидных пленок алюминия состоят из двух частей: внутреннего и внешнего слоя (рис. выше). Внутренний
- 29. Наиболее важными параметрами, влияющими на толщину пористой пленки, являются температура, время электролиза, плотность тока и используемый
- 30. На рис. представлена зависимость плотности тока от времени при постоянном напряжении, соответствующая процессу образования барьерного и
- 31. Лимитирующей стадией формирования пленки является транспорт ионов через оксидный слой: увеличение толщины оксидного покрытия барьерного типа
- 32. В начале окисления поверхность алюминия покрывается пленкой непроводящего оксида алюминия (Ω = 1010 – 1012 Ом*см)
- 33. Однако ввиду конкуренции соседних точек растворения оксида не все зародившиеся поры в дальнейшем продолжают свой рост,
- 34. Самоорганизация пористой структуры оксида алюминия В процессе длительного анодного окисления происходит самоупорядочение пор, движущей силой которого
- 35. Расстояние между соседними порами Dint пропорционально напряжению с коэффициентом пропорциональности k, где 2.5 ≤ k (нм/В)
- 36. На первой стадии поверхность высокочистого Al (не менее 99,99 %) очищают с помощью ацетона, а также
- 37. После первого анодного окисления пленку Al2O3 растворяют в смеси CrO3/H3PO4, не затрагивая слоя Al, чтобы получить
- 38. На начальной стадии процесса образующиеся поры малоупорядочены (рис. а)). Однако в результате сил отталкивания между соседними
- 39. Модель механических напряжений В настоящее время основной теорией, объясняющей образование гексагонально упорядоченной структуры пор при длительном
- 40. Основными положениями, рассматриваемыми в данной теории, являются следующие: 1. Окисление происходит на границе раздела металл/оксид главным
- 41. 4. В результате равновесия между растворением оксида на границе раздела оксид/электролит и образованием оксида на границе
- 42. Согласно исследованиям, степень объемного расширения материала зависит от напряжения анодирования и влияет на взаимное расположение пор,
- 43. Правило 10% пористости Структура пористого оксида алюминия была детально изучена с помощью просвечивающей электронной микроскопии. На
- 44. На всех фотографиях отчетливо видно, что стенки между порами состоят из темного внутреннего слоя и более
- 45. Пористость (P) пленок оксида алюминия с гексагональным расположением пор можно рассчитать исходя из геометрических соображений по
- 46. Как уже отмечалось, Dint линейно зависит от используемого напряжения. Тогда с учетом выражения выше, выражение может
- 47. Применение технологии «nanoimprint» для получения бездефектных пористых структур Al2O3 Идея создания бездефектных пористых структур Al2O3, впервые
- 48. Несмотря на то, что литографические технологии характеризуются низкой производительностью и высокой стоимостью, возможность многократного использования штампа
- 49. Рис. Формирование пористого оксида алюминия с регулярными порами, зарождающимися в местах контакта пленки Аl с SiC-штампом
- 50. Как уже говорилось, пористый оксид алюминия с регулярной структурой используют для формирования металлических и полупроводниковых наноточек
- 51. Рис. РЭМ-фотографии сетки из пористого оксида алюминия (а) и Ag-точек на поверхности кремниевой подложки, сформированных осаждением
- 52. На рис. приведена еще одна схема использования пористого оксида в качестве «естественной» маски при формировании столбиков,
- 53. Рис. РЭМ-фотографии столбиковых микроструктур, локально сформированных в отверстиях фоторезистивной маски через пористый оксид алюминия.
- 54. Другой вариант предполагает избирательное электрохимическое осаждение металла, в частности никеля, в поры пористого оксида или пористой
- 55. На рис. показан процесс формирования металлической решетки (сетки) с наноотверстиями (A-F), и РЭМ-фотографии Pt-сетки, изготовленной по
- 56. Рис. Процесс формирования металлической сетки с наноотверстиями (A-F) и РЭМ-фотографии платиновой сетки с наноотверстиями: а -
- 57. Затем удаляют оксид алюминия в 10%-ном водном растворе NaOH (D) и проводят катодное осаждение платины в
- 58. Контрольные вопросы. 1. Что Вы знаете о пленках пористых материалов? 2. Расскажите о методе получения пленок
- 60. Скачать презентацию