Выращивание углеродных нанотрубок для микроэлектроники

Оборудование: Nanofab 1200

Технологические особенности:

• реактор с двумя параллельными электродами;
• газовый душ для равномерного осаждения;
• температура процесса 600-1200^оС;
• рабочие газы: C₂H₂ , CH₄, H₂, Ar;
• газ для чистки: О₂;
• Рабочее давление: до 5000 мТорр.

Результаты:

Вертикально ориентированные CNT (выращенные в IMEC)

При зародышевом слое Fe/Ti предварительная плазменная обработка и термический рост приводят к вертикальной ориентации структур CNT (Оптимальная схема техпроцесса зависит от выбора катализатора. Средняя фото с СЭМ Co/TiN в качестве зародышей)

Чисто термический рост нанотрубок приводит к их разнонаправленности.
Плазменный процесс роста ведет к утолщению углеродных структур.
Плазменная активация катализатора и термический рост ведут к плотному вертикально ориентированному углеродных нанотрубок.

Термический рост CNT в отверстиях 350 нм диаметром. Хорошая направленность и густота при T>550 C.

Углеродные нанотрубки могут быть выращены как в присутствии так и в отсутствии плазменного ассистирования.

Плазма обычно используется для обработки зародышевого слоя и очистки камеры.

Вертикальная скорость осаждения : более 40 нм/мин
Скорость роста в любом направлении 300 нм/мин

Плотная структура многостенных CNT 10¹¹ CNT/см² может быть получена при Fe/Ti зародышевом слое и плазменной предобработке.

Такие свойства CNT как диаметр, плотность роста могут контролироваться выбором зародышевого слоя и параметрами технологического процесса. Скорость роста зависит от этих же параметров.