نانو اتصالات نیمه رسانا ) ( Si ) و (TA) و (CU) نحوه عملکرد و کاربرد ها بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: اصولاً نانو اتصالات نیمه رسانا - فلز ( Si و TA و CU ) جزء لازمه تمامی قطعات نانو الکترونیکی هستند. چگونگی و رفتار نانو اتصالات الکتریکی به تمیزی سطح و واکنشهای بین فصل مشترک فلزی- نیمه رسانا بستگی دارد.
بعد از ابداع ترانزیستور مفهوم و اهمیت مدارهای مجتمع روشن شد. پس از آن موفقیت بزرگ تجمع و اتصال تعداد بسیار زیادی از قطعات کوچک و اجزای الکترونیکی بر سطح زیر لایه تحول عظیمی در ساخت عملی مدارهای مجتمع بوجود آورد. که در فناوری نانو الکترونیک برای انجام اینگونه فرآیندها باید از پارامترها و سیستمهای خاص استفاده کرد. مثلاً در فرآیند فلز نشانی استفاده از فلز مس بجای فلز رایج آلومینیوم برای اتصالات درونی بین قطعات مختلف عملی اجتناب ناپذیر است. اما نفوذ سریع اتمهای Cu در زیر Si در عملیات حرارتی منجر به تشکیل لایه سلیساید مس و در نهایت سبب تخریب قطعه الکترونیکی میشود. برای رفع این مشکل معمولاً از یک لایه میانی از مواد دیرگذار مانند Ta و w یا Mo به عنوان سد نفوذی برای بهبود پایداری حرارتی لایه_ Cu_ Ta _ Si استفاده میکنند.
ساخت و مشخصه یابی سیستمهای چند لایه ای
مشخصه یابی سیستمهای چند لایهای Si /Ta/Cu در زمینه تأثیر ولتاژ بایاس منفی بر بهبود خواص الکتریکی و ساختاری سد نفوذی لایه اسپاترنیگ Taدر سیستم Si/Ta وجود دارد؛ همچنین در فناوری طراحی قطعات نانو _ میکرو الکترونیکی با استفاده از ساختار و زیر ساخت لایه های نازک مورد نیاز در مدارهای مجتمع مذکور فقط در محیط های تعریف شده توسط روشهای دقیق لایه نشانی نظیر لایه نشانی با باریکه مولکولی (MBE) و لایه نشانی با بخار شیمیایی مواد آلی فلزی (MOCVD) امکان پذیر است .
در فناوری نانو _ میکرو الکترونیک فرآیندهایی سطح زیر لایه Si از جمله سوزش توسط فناوری پلاسما و باریکه یونی صورت میگیرد. اینگونه مدارهای مجتمع با ویژگیهای منحصر به فرد خود در مقیاس نانومتری کاربردهای متنوعی از سیستمهای مزوسکوپیک دارند.
بعضی از این کاربردها عبارتند از:
ساخت نقطه ها و سیستم های کوانتومی تونل زنی در دیودهای تشدید کننده مثل (Si و Gi) طراحی و ساخت تقویت کننده های لیزری مثل (InGap) ؛ طراحی و ساخت میکرو احساسگرها و ماشینهای میکرونی برای کاربردهای خاص به دلیل اهمیت فناوری نانو _ میکرو الکترونیک و رشد بیشتر نانو سیستم های الکترونیکی (عمومی_ نظامی) شناخت عناصر حیاتی تشکیل دهنده این گونه ساختار ها رویکردی بسیار مهم میباشد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)