晶圆尺度制造2D纳米结构通过热力学纳米成型
Mehrdad T Kiani1, Quynh P Sam1, Yeon Sik Jung2
1Department of Materials Science and Engineering, Cornell University, Ithaca, NY, 14853, USA.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 6, 2023
概括
热机械纳米成型 (TMNM) 现在制造晶圆规模的2D纳米结构,包括宽度低于50nm的纳米带. 这种技术可以保存散装原料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 制造业 工程 制造工程
背景情况:
- 缩小设备尺寸需要纳米制造,在晶圆尺度上精确控制形态,微观结构和组成.
- 现有的纳米制造方法往往缺乏全面的控制或需要广泛的后处理.
- 热机械纳米成型 (TMNM) 之前已经在制造晶圆尺度,单晶纳米线方面取得了成功.
研究的目的:
- 扩展热力学纳米成型 (TMNM) 用于晶圆尺度制造二维 (2D) 纳米结构.
- 为了证明TMNM在制造具有可控尺寸和微观结构的纳米带方面的能力.
- 研究2D纳米成型材料中的微结构忠实性和变形机制.
主要方法:
- 利用热机械纳米成型 (TMNM) 在沟中制造纳米丝带,使用In,Al和Cu作为原料.
- 采用扫描电子显微镜 (SEM) 进行截面成像,以分析纳米带尺寸.
- 应用4D扫描传输电子显微镜 (4D-STEM) 用于谷物定向映射以评估微观结构转移.
主要成果:
- 在晶圆尺度距离上成功制造了宽度<50 nm和深度为0.5-1μm的纳米带.
- 证明了散装原料的颗粒大小被转移到纳米成型的2D结构中.
- 在纳米成型铜 (Cu) 中实现单晶结构,表明微结构复制的高保真性.
- 在2DTMNM过程中鉴定了变形机制,基于造的2D Cu的保留微结构.
结论:
- 热机械纳米成型 (TMNM) 是一种可行的技术,用于在晶圆尺度上制造具有高保真度的2D纳米结构.
- 该方法允许精确控制纳米带尺寸,并保持原料材料的微观结构.
- TMNM与后端线路处理条件兼容,为先进的纳米电子和传感器应用提供了一个有前途的路线.
