臺式二維材料等離子軟刻蝕系統(tǒng)—nanoETCH

    石墨烯等二維材料的微納加工與刻蝕需要很高的精度，而目前成熟的傳統(tǒng)半導(dǎo)體刻蝕系統(tǒng)在面對單層材料的高精度刻蝕需求時顯得力不從心。為了解決目前微納加工中常用的等離子刻蝕系統(tǒng)功率較大、難以精細(xì)控制的問題，Moorfield Nanotechnology與曼徹斯大學(xué)諾獎得主Andre Geim課題組聯(lián)合研發(fā)了臺式超二維材料等離子軟刻蝕系統(tǒng)- nanoETCH。與傳統(tǒng)的刻蝕方案相比，nanoETCH在石墨烯和2D材料的關(guān)鍵加工中表現(xiàn)出了很高的性能。該系統(tǒng)對輸出功率的分辨率可到達(dá)毫瓦量，對二維材料可實現(xiàn)超準(zhǔn)確的逐層刻蝕，也可實現(xiàn)對二維材料進(jìn)行層內(nèi)缺陷制造，還可對石墨基材等進(jìn)行表面處理。該系統(tǒng)性能已經(jīng)在劍橋大學(xué)石墨烯中心、曼徹斯大學(xué)、英國國家石墨烯中心、西班牙光子科學(xué)研究所等諸多用戶實驗室得到驗證。

    該系統(tǒng)可刻蝕3英寸或更大尺寸的樣品，樣品放置在門設(shè)計的樣品臺上，低功率毫瓦精細(xì)控制的射頻單元提供高精度的刻蝕功率，分子泵高真空系統(tǒng)可確保樣品免受污染。

應(yīng)用方向舉例：

石墨基材的處理：表面處理，更有于剝離出大面積的石墨烯

微納刻蝕：去除石墨烯，對其他區(qū)域無損傷

缺陷加工：在石墨烯層中制造點缺陷

主要點：

◎  軟刻蝕功率：<30W 高精度射頻源

◎  MFC-流量計控制

◎  3英寸、6英寸樣品臺

◎  全自動觸屏操作系統(tǒng)

◎  設(shè)定、保存多個刻蝕程序

◎  可連接電腦記錄數(shù)據(jù)

◎  本底真空<5×10^-7 mbar

◎  易于維護(hù)

◎  完備的安全性設(shè)計

◎  兼容超凈室

◎  穩(wěn)定的性能表現(xiàn)

系統(tǒng)選件：

◎  機(jī)械泵類型可選

◎  腔體快速充氣

◎  超高精度射頻源控制

◎  高精度氣壓控制

◎  增加過程氣體

發(fā)表文章

Detection of individual gas molecules adsorbed on graphene

Schedin, F., et al. Nature Materials 2007 DOI: 10.1038/nmat1967

作者報到了由石墨烯制成的微米大小的傳感器能夠檢測到單個氣體分子附著在傳感器表面的情況。Moorfield nanoETCH軟刻蝕技術(shù)用于清洗放置石墨烯的襯底，并用于將石墨烯蝕刻到所需的(霍爾棒)器件結(jié)構(gòu)。

相關(guān)設(shè)備：Moorfield nanoETCH

Chaotic dirac billiard in graphene quantum dots

Ponomarenko, L. A., et al. Science 2008 DOI: 10.1126/science.1154663

作者用石墨烯雕刻出各種大小的量子點。大型量子點(>100nm)表現(xiàn)為傳統(tǒng)的單電子晶體管。另方面，對于較小的量子點，量子限制效應(yīng)顯示出了作用。Moorfield“軟蝕刻”技術(shù)用于制備石墨烯的石墨基材的處理，以及將石墨烯蝕刻成量子點結(jié)構(gòu)。

相關(guān)設(shè)備: Soft-Etching systems

Vertical field-effect transistor based on graphene–WS2 heterostructures for flexible and transparent electronics

Georgiou, T., et al. Nature Nanotechnology 2012 DOI: 10.1038/nnano.2012.224

垂直場效應(yīng)晶體管是由二維材料石墨烯和二硫化鎢重疊而成。這種器件中*的傳輸機(jī)制允許電流調(diào)制和高電流密度。Moorfield軟蝕刻技術(shù)用于處理襯底表面，對器件的制備進(jìn)行刻蝕。

相關(guān)設(shè)備: Soft-Etching systems

Graphene-based mid-infrared room-temperature pyroelectric bolometers with ultrahigh temperature coefficient of resistance

Sassi, U., et al. Nature Communications 2017 DOI: 10.1038/ncomms14311

作者報告了石墨烯作為非冷卻式中紅外光電探測器的部分的使用，其中LiNbO3晶體的熱釋電響應(yīng)以高增益(高達(dá)200)轉(zhuǎn)換為石墨烯的電阻率調(diào)制。nanoETCH系統(tǒng)是這項工作的關(guān)鍵部分，它既可用于將石墨烯蝕刻成所需的圖案，也可用于修改單片石墨烯以提供超低接觸電阻。

相關(guān)設(shè)備: nanoETCH

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