臺(tái)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(duì)單層材料的高精度刻蝕需求時(shí)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(wèn)題，Moorfield Nanotechnology與曼徹斯大學(xué)諾獎(jiǎng)得主Andre Geim課題組聯(lián)合研發(fā)了臺(tái)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(duì)輸出功率的分辨率可到達(dá)毫瓦量，對(duì)二維材料可實(shí)現(xiàn)超準(zhǔn)確的逐層刻蝕，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)二維材料進(jìn)行層內(nèi)缺陷制造，還可對(duì)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(guó)國(guó)家石墨烯中心、西班牙光子科學(xué)研究所等諸多用戶實(shí)驗(yàn)室得到驗(yàn)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(mén)設(shè)計(jì)的樣品臺(tái)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(duì)其他區(qū)域無(wú)損傷

缺陷加工：在石墨烯層中制造點(diǎn)缺陷

主要點(diǎn)：

◎  軟刻蝕功率：<30W 高精度射頻源

◎  MFC-流量計(jì)控制

◎  3英寸、6英寸樣品臺(tái)

◎  全自動(dòng)觸屏操作系統(tǒng)

◎  設(shè)定、保存多個(gè)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(jì)

◎  兼容超凈室

◎  穩(wěn)定的性能表現(xiàn)

系統(tǒng)選件：

◎  機(jī)械泵類(lèi)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(guò)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(bào)到了由石墨烯制成的微米大小的傳感器能夠檢測(cè)到單個(gè)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(diǎn)。大型量子點(diǎn)(>100nm)表現(xiàn)為傳統(tǒng)的單電子晶體管。另方面，對(duì)于較小的量子點(diǎn)，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(diǎn)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(chǎng)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(duì)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(bào)告了石墨烯作為非冷卻式中紅外光電探測(cè)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(xiàng)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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