Den Nya Tekniken Möjliggör Integration av Kol Nanotubes i ICs

Published on November 1, 2012 at 7:26 AM

Genom Att Använda en ny metod för exakt att kontrollera avlagringen av kol, har forskare visat en teknik för att förbinda mång--walled kolnanotubes till det metalliskt vadderar av inbyggt - går runt utan kicken har kontakt motstånd som produceras av traditionella fabriceringtekniker.

Avbilda shows en närbild av en silikonsubstrate som innehåller en samling av elektroder som användes i Georgia Techforskning för förbindande kolnanotubes. (Kreditera: Ödmjuka Gary)

Baserat på elektronen stråla-framkallad avlagring (EBID), tros arbetet för att vara första som förbinder multipel, beskjuter av enwalled kolnanotube för att belägga med metall terminaler på en semiconducting substrate, som är relevant till inbyggt - går runt fabricering. Genom Att Använda denna tredimensionella fabriceringteknik, avslutar forskare på det Georgia Institutet av Teknologi framkallade graphitic nanojoints på båda av dewalled kolnanotubesna, som gav en minskning för 10 veck i resistivity i dess anslutning för att belägga med metall föreningspunkter.

Tekniken kunde göra integrationen av kolnanotubes som interconnects i den integrerade nästa generation lättare - går runt som använder både silikoner och koldelar. Forskningen stöttades av Halvledaren Forska Korporation och i dess tidigt stadium, av Nationalet Science Foundation. Arbetet anmäldes on-line Oktober 4, 2012, av de föra journal överIEEE Transaktionerna på Nanotechnology.

”För den första tiden, har vi etablerade anslutningar till multipeln beskjuter av kolnanotubes med en teknik, som är amenable till integration med konventionellt inbyggt - går runt microfabrication bearbetar,”, sade Andrei Fedorov, Skolar en professor i den George W. Woodruffen av Maskinlära på Georgia som Teknologi ”som Förbinder till multipeln, beskjuter låter oss dramatiskt förminska motståndet, och flyttningen till det nästa jämnar av apparatkapacitet.”,

I framkallning av den nya tekniken, relied forskarna på att modellera som vägleder deras processaa parametrar. Att göra den scalable för fabriks-, fungerade de också in mot teknologier för isolering och att arrangera i rak linje av individkolnanotubes mellan belägga med metallterminalerna på en silikonsubstrate, och för att undersöka rekvisitan av resultera strukturerar. Forskarna tror tekniken kunde också vara van vid förbinder mång--varvad graphene för att belägga med metall kontakter, fast deras publicerade forskning har så långt fokuserat på kolnanotubes.

Den processaa låg-temperaturen EBID äger rum i ett system för scanningelektron (SEM)mikroskop som ändras för materiell avlagring. SEM 2000 dammsuger kammaren förändrar sig för att introducera precursors av materialen som den forskare skulle något liknande som ska sättas in. Elektronvapnet som används normalt för att avbilda av nanostructures, är i stället van vid frambringar sekundära elektroner för låg energi, när de primära elektronerna för kickenergi impinge på substraten på försiktigt valda lägen. När de sekundära elektronerna påverkar varandra med hydrocarbonprecursormolekylar som introduceras in i SEM 2000kammaren, sättas in kol i önskade lägen.

Unikt till EBIDEN bearbeta, det deponerade kolet gör en stark chemically-obligations- anslutning till avslutar av kolnanotubesna, i motsats till denkopplade ihop läkarundersökningen har kontakt gjort i traditionella tekniker som baseras på, belägger med metall avdunstning. Före avlagring avslutar av nanotubesna öppnas genom att använda en processaa etsning, så det deponerade kolet växer in i det öppet avslutar av nanotuben elektroniskt för att förbinda multipel beskjuter. Termiskt härda av kolet, efter avlagring har konverterat den till ett crystalline graphitic, bildar som förbättrar markant elektrisk conductivity.

”Atom-vid-Atomen, kan vi bygga anslutningen var elektronen strålar slag nära det öppet avslutar rätt av kolnanotubesna,” Fedorov förklarade. ”Klassar de högst av avlagring uppstår var koncentrationen av precursoren är kicken och det finns sekundära elektroner för en radda. Detta ger skulptera för nanoscale bearbetar med tredimensionellt kontrollerar för att förbinda det öppet avslutar av kolnanotubes på någon önskad substrate.”,

detWalled kolnanotubeserbjudandet löftet av högre informationsleveransgenomgång interconnects med säkerhet använt i elektroniska apparater. Forskare har föreställa sig en framtida utveckling av hybrid- apparater som baseras på traditionellt inbyggt - går runt, men att använda interconnects baserat på kolnanotubes.

Till nu emellertid, strukturerar motstånd på anslutningarna mellan kolet, och konventionell silikonelektronik har varit för kicken som gör apparaterna praktiska.

”Sätter in den stora utmaningen i denna är att göra en anslutning inte precis till en singel att beskjuta av en kolnanotube,”, sade Fedorov. ”Om endast den yttre väggen av en kolnanotube förbinds, når du egentligen inte mycket, därför att mest av överföringen kanaliserar under-används eller inte används alls.”,

Tekniken som framkallas av Fedorov och hans kollaboratörer, producerar rekord- låg resistivity på anslutningen mellan kolnanotuben och belägga med metall vaddera. Forskarna har mätt motstånd så low som ungefärligt 100 Ohm - en dela upp i faktorer av tio som är lägre än bäst som hade mätts med andra anslutningstekniker.

”Ger Denna teknik oss många nya tillfällen att gå framåtriktat med att integrera dessa kolnanostructures in i konventionella apparater,”, sade han. ”Därför Att det är kol, har kontakt detta har en fördel, därför att dess rekvisita är liknande till de av kolnanotubesna som de ger till en anslutning.”,

Forskarna vet inte att exakt, hur många av kolnanotuben beskjuter, förbinds, men baserat på motståndsmätningar, de tror 10 åtminstone av de ungefärligt 30na som förar, beskjuter bidrar till elektrisk ledning.

Emellertid och att behandla kolnanotubes poserar en viktig utmaning till deras bruk som interconnects. När de bildas till och med den elektriska bågtekniken, till exempel, produceras kolnanotubes, som en tova av strukturerar med varierande längder och rekvisita, några med mekaniskt hoppar av. Tekniker har framkallats för att avskilja ut singelnanotubes, och att öppna deras avslutar.

Fedorov och hans kollaboratörer - ström- och gamladoktorander Songkil Kim, Dhaval Kulkarni, Konrad Rykaczewski och Mathias Henry, tillsammans med den Georgia Techprofessorn Vladimir Tsukruk - framkallade en metod för att arrangera i rak linje dewalled nanotubesna över elektroniska kontakter som använder fokuserat elektriskt, sätter in i kombination med en substratemall som skapades till och med elektron, strålar lithography. Det processaa har en markant förbättrad avkastning av riktigt arrangera i rak linje kolnanotubes, med ett potentiellt för möjlighet att bestiga över ett stort gå i flisor område.

När nanotubesna förläggas in i deras placerar, kolet sättas in genom att använda den processaa EBIDEN, följt av graphitization. Arrangera gradvisomformningen i kolet har kontakt övervakas genom att använda den Raman spektroskopin för att se till att det materiellt omformas in i dess optimala statliga nanocrystallinegrafit.

”Endast vid danandeframflyttningar i varje av dessa områden kan vi uppnå detta teknologiska för-, som är en möjliggöra teknologi för nanoelectronicsen som baseras på kolmaterial,” honom sade. ”Är Detta egentligen ett kritiskt kliver för danande många olika sorter av apparater genom att använda kolnanotubes eller graphene.”,

För den nya tekniken kan användas på ett stort fjäll, måste ska forskare att förbättra deras teknik för att arrangera i rak linje kolnanotubes och att framkalla EBID-system som är kompetent att sätta in kontaktdon på multipelapparater samtidigt. Framflyttningar i parallell elektron strålar system kan ge a långt till samlas-jordbruksprodukter anslutningarna, sade Fedorov.

”Återstår ett ha som huvudämnebelopp av arbete att göras i detta område, men vi tror denna är möjligheten, om bransch blir intresserad,” honom noterade. ”Finns Det applikationer, var integrera kolnanotubes in i, går runt kunde vara mycket attraktivt.”,

Källa: http://gtresearchnews.gatech.edu

Last Update: 1. November 2012 13:44

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit