Name: light enhanced hydrofluoric acid passivation: a sensitive technique for detecting bulk silicon defects
Uploaded: 2016-01-04T14:00:01.000+00:00
Duration: 9 min 15 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects at JoVE.com

This program has been supported by the Australian Government through the Australian Renewable Energy Agency (ARENA). Responsibility for the views, information or advice expressed herein is not accepted by the Australian Government.

1. 실험 설정 <ol><li> 측정 기술에 적합한 흄 후드를 찾아 더 나은 공기 흐름을 허용하고보다 명료을 줄이기 위해 어떤 관련이없는 장비를 제거합니다. 흄 후드에서 불화 수소산 (HF) 이외의 화학 물질을 사용하지 마십시오. </li><li> 도전 율계를 이용하여 흄 후드 내의 수돗물에서 탈 (DI) 물 품질을 테스트. 탈 이온수 20 ° C의 온도에서 최대 0.055 μS / cm의 전도도를 가지고 있는지 확인하십시오. </li><li> 흄 후드에 소수 캐리어 수명 시험기를 놓습니다. 흄 후드의 외부 테이블에 자리 잡고 있습니다 컴퓨터에 케이블을 연결합니다. </li><li> 컴퓨터와 수명 시험기에 전환합니다. 컴퓨터의 수명 시험기 파일을 열고 컴퓨터와 수명 시험기 사이의 정확한 통신을 보장하기 위해 &#39;측정&#39;버튼을 클릭합니다. 컴퓨터와 테스터가 올바르게 연결되어있는 경우 수명 시험기에 광원이 깜박한다. </리&gt; <li> 흄 후드 내부에 할로겐 램프를 놓습니다. 이 시료가 위치 할 평생 테스터 단계를 조명 할 수 있도록 램프를 배치합니다. </li><li> 흄 후드의 외부에 위치한다 전원에 할로겐 램프를 연결한다. 할로겐 램프가 켜져있는 경우, 그 강도는 적어도 0.02 W / 수명 시험기 무대에서 CM이 있어야한다. </li></ol> 2. 15 % HF 용액을 제조 참고 : HF는 위험한 화학 물질 및 관리로 치료해야합니다. 그것은 지속, 느린 원인 및 노출 후 몸에 깊은 손상. HF는 쉽게 다른 산처럼 피부를 점화하지 않습니다 - 오히려 피부에 빠르게 흡수 및 뼈에 깊이 젖어 손상이 발생합니다. 이 불소는 칼슘과 반응으로 뼈가 부서지기 쉬운과 물집이 될 수 있다는 것을 의미한다. HF는 신경 규제와 삼투압 세포의 균형에 사용되는 무료 칼슘과 결합, 그래서 몸에 무료 칼슘의 결합은 치명적일 수있다. 그것은이 가장 중요하다사용자는 HF를 사용할 때 실험실 안전 프로토콜을 따르며, 그들이 HF 구급 hexafluorine 및 (또는 글루 콘산 칼슘 겔)의 위치를​​ 알고 보장한다. <ol><li> 흄 후드에 (제 1과 동일) 화학적 청소 원형 플라스틱 용기 (: 55mm, D 170mm H)를 놓습니다. 용기는 투명한 플라스틱 뚜껑이 있어야합니다. 화학적으로 사용하기 전에 용기를 청소하는 방법에 대한 제 6 절을 참조하십시오. </li><li> HF 용액이 근처에 장애물없이 준비 할 수 있도록 흄 후드에서 플라스틱 용기 주변을 취소합니다. </li><li> 모든 개인 보호 장비 (PPE)를 적용합니다. </li><li> 주의 : 100 ㎖ DI 물 (H 2 O)의 컨테이너에 HF의 50 ML을 추가합니다. </li><li> 주의 : 컨테이너에 염산 (HCL) 20 ㎖를 추가하고 H 2 O 혼합 : HF : 플라스틱 핀셋을 사용하여 HCl 용액을. 철저하게 나중에 핀셋을 씻어. </li><li> 주의 : 플라스틱 용기에 뚜껑을 놓고 soluti을 허용에 1 시간 동안 정착한다. 이 기간 동안, HF 연기는 뚜껑에 응축됩니다. </li><li> 적절하게 컨테이너를 라벨, 그것은 분명 그것이 HF이 포함되어 있는지 확인합니다. 참고 : HF 용액은 사용량이 1-2 개월 지속됩니다. 따라서 용액을 측정이 수행 될 때마다 교환 할 필요가 없다. </li></ol> 평생 테스터 3. 교정 <ol><li> 알려진 저항과 전도의 최소 6 실리콘 웨이퍼를 찾습니다. 이상적 비저항 범위는 0.1 내지 100 Ω-cm에 걸쳐한다. </li><li> 컴퓨터에서 수명 시험기 교정 파일을 엽니 다. 테이블의 각 웨이퍼의 저항을 입력 한 후 &#39;웨이퍼의 업데이트 #&#39;을 클릭합니다. </li><li> 교정 파일의 &#39;데이터 가져 오기&#39;버튼을 클릭하고 수명 시험기의 세부 사항을 입력합니다. </li><li> 필요한 모든 PPE를 적용합니다. </li><li> 주의 : 유도 코일을 통해 고주파 수명 시험기 무대에서 솔루션과 위치를 (블루 가득 플라스틱 용기를 놓습니다전자 원 영역). </li><li> 컴퓨터의 &#39;에어 전압&#39;을 측정하는 메시지가 나타나면 &#39;확인&#39;버튼을 클릭하여 HF 용액의 전압을 측정한다. 이 경우, 공기는​​ HF 용액의 전도도에 의해 대체되었다. </li><li> 주의 : 조심스럽게 무대에서 HF 가득 컨테이너를 제거하고 흄 후드 벤치에 놓습니다. 조심스럽게 뚜껑을 제거합니다. </li><li> 주의 : 뚜껑이 용기로부터 제거 된 경우, 플라스틱 핀셋을 사용하여 HF 용액에 1 실리콘 웨이퍼를 몰입. 용기에 뚜껑을 다시 놓습니다. </li><li> 주의 : 다시 수명 시험기 단계와 유도 코일을 통해 위치를 상에 플라스틱 용기를 놓습니다. 실리콘 웨이퍼는 코일 (파란색 원 영역) 위에 중심되어 있는지 확인합니다. </li><li> 컴퓨터의 &#39;샘플 전압을&#39;측정하라는 메시지가 표시되면, 다시 한 번 &#39;확인&#39;버튼을 클릭합니다. 무대에서 컨테이너를 제거하고 흄 후드 벤치에 놓습니다. </li><li> 주의 : 조심스럽게 r에<html> 플라스틱 핀셋을 사용하여 HF 용액으로부터 실리콘 웨이퍼를 가져 가십시오 및 전용 린스 비커에 웨이퍼를 헹군다. 흄 후드에서 수돗물 최종 린스를 수행합니다. </li><li> 주의 : 다시 용기 위에 뚜껑을 놓고 다시 수명 테스터 스테이지로 컨테이너를 배치합니다. </li><li> 모든 샘플이 측정 될 때까지 반복 3.12에 3.6 단계를 반복합니다. </li><li> 모든 샘플을 측정 한 후, 교정 파일에 &#39;맞춤 데이터&#39;버튼을 클릭합니다. 이는 측정 된 데이터에 포물선 적합하고이 설정에 특정한 교정 계수 A, B 및 C를 제공 할 것이다. </li><li> 컴퓨터에서 수명 시험기 파일을 열고 &#39;설정&#39;탭을 클릭합니다. HF 설정을위한 새로운 보정 계수 A, B 및 C에 입력합니다. 새로운 이름으로 파일을 저장합니다. 참고 : HF 설정은 매 6 개월마다 교정을 필요로한다. 따라서 설치를 측정이 수행 될 때마다 보정 할 필요가 없다. </li></ol>jove_title &quot;&gt; 4. 실리콘 웨이퍼의 습식 화학 치료 전에 측정에 <ol><li> 표준 깨끗한 1 (SC 1)을 준비합니다. <ol><li> 주의 : 알칼리 할당 흄 후드에서 2 L 유리 비커에 탈 이온수 1295 ㎖의 수산화 암모늄 (NH 4 OH) 185 mL로 추가한다. </li><li> 주의 : 50 ° C ~의 온도로 NH 4 OH 솔루션 : 장소는 뜨거운 접시에 비커 및 H 2 O를 가열한다. 비커를 충당하기 위해 시계의 유리를 사용합니다. </li><li> 주의 : H 2 O 일단 : NH 4 OH 용액 ~ 50 ° C의 온도에 도달, 과산화수소 (H 2 O 2)의 185 mL를 추가하고, 온도가 도달 할 때까지 ~ ​​75 ° C를 가열하는 것을 계속한다. 이 H 2 O : NH 4 OH : H 2 O 2 용액 SC 1로 알려져있다. 주 : SC 1 일에 효과적으로 깨끗한 실리콘 웨이퍼를 변경해야합니다. </li></ol></li><li> 표준 깨끗한 2 (SC 2)을 준비합니다. <ol><li> 주의 : 산에서, 흄 후드를 할당2 L의 유리 비커에 탈 이온수 1295 ml의 염산 185 ㎖에 추가 할 수 있습니다. </li><li> 주의 : ~ 50 ° C의 온도로 HCl 용액 : 장소 핫 플레이트 위에 비커는 H 2 O를 가열한다. 비커를 충당하기 위해 시계의 유리를 사용합니다. </li><li> 주의 : H 2 O 일단 : HCl 용액은 H 2 O 2의 185 mL를 추가하고, 온도가 도달 할 때까지 75 ℃ ~ 가열 계속 ~ 50 ° C의 온도에 도달 하였다. 이 H 2 O : 염산 : H 2 O 2 (2) SC 용액으로 알려져있다. 참고 : 변경 SC 2 일 효과적으로 깨끗한 실리콘 웨이퍼에. </li></ol></li><li> 실리콘 에칭 용액을 제조 하였다. <ol><li> 알칼리 할당 흄 후드에서, 화학적으로 청정 2 L 유리 비커에 테트라 메틸 암모늄 하이드 록 사이드 (TMAH)를 1,600 ml의 추가. 화학적으로 사용하기 전에 비커를 청소하는 방법에 대한 제 6 절을 참조하십시오. </li><li> ~ 85의 핫 플레이트 상에 놓고, 비이커의 온도로 TMAH 용액을 가열6; C. 비커를 충당하기 위해 시계의 유리를 사용합니다. 참고 :이 결정화 시작할 때까지 TMAH 용액 1 개월 후, 즉, 변화를 필요로하지 않습니다. </li></ol></li><li> 습식 화학 처리를 수행합니다. <ol><li> 석영 크래들에로드 샘플 및 실험실에서 공동 HF 용액에 넣습니다. 농도는 중요하지 않다. </li><li> 샘플 (마른 풀) 소수성하게되면 10 초 ~ 후, HF 용액에서 크래들을 제거하고 탈 이온수로 채워진 3 비커를 사용하여 린스 나. </li><li> SC (1)가 준비되었습니다 흄 후드에 웨이퍼의 요람 전송. SC 1 ~ 75 ℃에서 안정화되면, 천천히 SC (1)에 웨이퍼의 요람을 담그지. </li><li> 10 분 동안 SC 1의 웨이퍼를 청소합니다. </li><li> 10 분 경과 후, SC (1)에서 웨이퍼의 요람을 제거하고 탈 이온수로 가득 세 2 L 유리 비커를 사용하여 씻어. 이러한 유리 비커 이전의 DI 물을 채우고 화학적으로 깨끗한. 에 6 절을 참조하십시오어떻게 화학적으로 비커를 청소합니다. </li><li> 세척 한 후, 전용 후 SC (1) 처리를 위해 최선을 다하고 있습니다 HF 용액에 샘플을 배치합니다. 농도는 중요하지 않다. </li><li> 샘플 (마른 풀) 소수성하게되면 10 초 ~ 후, HF 용액에서 크래들을 제거하고 탈 이온수로 채워진 3 비커를 사용하여 린스 나. 단계 4.4.5에서와 같은 비커를 사용합니다. </li><li> SC 2가 준비되어있는 흄 후드에 웨이퍼의 요람 전송. SC 2 ~ 75 ℃에서 안정화되면, 천천히 SC (2)에 웨이퍼의 요람을 담그지. </li><li> 10 분 동안 SC 2의 웨이퍼를 청소합니다. </li><li> 10 분 경과 후, SC 2에서 웨이퍼의 요람을 제거하고 탈 이온수로 채워진 3 비커를 사용하여 씻어. 단계 4.4.5에서와 같은 비커를 사용합니다. 참고 : 웨이퍼의 요람은 다음 날까지 탈 물이 가득 린스 비커 중 하나에 저장 될 수있다. </li><li> 세척 후, 단지 게시물에 대한 전용 HF 용액에 샘플을 배치SC 2 처리. 농도는 중요하지 않다. </li><li> 샘플 (마른 풀) 소수성하게되면 10 초 ~ 후, HF 용액에서 크래들을 제거하고 탈 이온수로 채워진 3 비커를 사용하여 린스 나. 단계 4.4.5에서와 같은 비커를 사용합니다. </li><li> TMAH 용액이 준비되어있는 흄 후드에 웨이퍼의 요람 전송. TMAH 용액이 ~ 85 ℃에서 안정화되면, 천천히 TMAH 용액에 웨이퍼의 요람을 담그지. </li><li> 5 분 동안 TMAH에서 웨이퍼를 에칭. 이 실리콘 ~ 5 μm의 제거됩니다. </li><li> 5 분 경과 후, TMAH 용액으로부터 웨이퍼 받침대를 제거하고 탈 이온수로 채워진 3 비커를 사용하여 씻어. 단계 4.4.5에서와 같은 비커를 사용합니다. TMAH로 필요할 수 있습니다 이상 3 린스는 매우 &#39;끈적&#39;입니다. </li><li> 실험이 설치되어있는 흄 후드에 탈 이온수에서 웨이퍼의 요람 전송. 1.1 절을 참조하십시오. </li><li> 인트 후 2 시간 내에 제조 된 실리콘 웨이퍼를 측정P 4.4.16. </li></ol></li></ol> 5. 측정 절차 <ol><li> 필요한 모든 PPE를 적용합니다. </li><li> DI 워터와 2 L 플라스틱 비커를 입력하고 흄 후드에 배치합니다. 이들은 실리콘 샘플 측정 후 세정에 사용한다. </li><li> 린스 비커 근처의 흄 후드 내부 빈 500ml의 플라스틱 비이커 제자리에 플라스틱 핀셋을 놓습니다. 이들 핀셋 실리콘 샘플을 처리하기 위해 사용될 것이다. </li><li> 컴퓨터에서 수명 시험기 파일을 엽니 다. 파일이 HF 측정 설정에 대한 올바른 보정 계수가 포함되어 있는지 확인합니다. 섹션 3을 참조하십시오. </li><li> 수명 시험기 파일에서 &#39;과도&#39;모드를 선택합니다. 실리콘 웨이퍼의 세부 사항은 예를 들어, 두께, 저항률 및 도펀트 유형에 대해 측정 될 입력한다. </li><li> 주의 : 장소 컨테이너 (에 뚜껑) 수명 시험기의 무대에 HF 가득 유도 코일 (파란색 원 지역)에 그것을 중심. 에 대한 솔루션 정착하자1 분. </li><li> 컴퓨터에서 수명 시험기 파일의 &#39;제로 악기&#39;버튼을 클릭합니다. 이 용액의 전압을 측정 할 것이다. 주 : 용액의 조성은 시간에 따라 변경되기 때문에 시간이 지남에 따라 용액의 전압은 감소 할 것이다. 이에 상관없이, HF 용액은 용액이 변경되지 않고 1~2개월 사용될 수 이유는 패시 품질의 어떤 저하를 보여주지 않는다. </li><li> 주의 : 조심스럽게 수명 시험기 단계에서 컨테이너를 제거하고 흄 후드 벤치에 놓습니다. </li><li> 주의 : 조심스럽게 HF 용액으로 채워진 용기에서 뚜껑을 제거합니다. 뚜껑 일부 축합이 있으면 신중 흄 후드에 탭을 이용하여 DI 물 린스 뚜껑. </li><li> 주의 : 조심스럽게 HF 용액에 첫 번째 실리콘 웨이퍼를 체험. 플라스틱 핀셋을 사용하여, 가볍게는 용기의 바닥에 앉아 있도록 실리콘 웨이퍼 아래로 누른다. </li><li> 트위터를 씻어S와 빈 500ml의 플라스틱 비커에 다시 배치합니다. </li><li> 주의 : 조심스럽게 용기에 뚜껑을 다시 위치하게 한 후, 평생 테스터 무대에서 컨테이너를 배치합니다. 실리콘 웨이퍼는 유도 코일 (파란색 원 영역) 위에 위치되어 있는지 확인합니다. </li><li> 린스와 장갑을 건조. 컴퓨터를 작동하기 전에 그들을 제거합니다. </li><li> 흄 후드에서 형광등이 켜져 있으면 측정이 실시 될 전에, 그것은 꺼져해야합니다. 최소 빛을 측정하는 동안 필요합니다. </li><li> 에 할로겐 램프를 전환하고,이 플라스틱 용기의 뚜껑을 통해 실리콘 웨이퍼를 조명 보장된다. 1 분 시간 (정확한 시간은 중요하지 않다). </li><li> 조명 기간 동안, 컴퓨터의 수명 파일에서 &#39;측정&#39;버튼을 클릭합니다. 작은 창 표시 &#39;촬영 데이터&#39;가 나타납니다. </li><li> 파일의 이름의 창 &#39;데이터 촬영&#39;을 입력합니다. &#39;샘플 평균의에서당선자 (10). </li><li> 실리콘 웨이퍼를 1 분 동안 조명 된 경우, 해제 할로겐 램프를 전환하고 즉시 &#39;촬영 데이터&#39;창에서 &#39;평균&#39;버튼을 클릭합니다. 수명 시험기는 10 번 깜박 수명 측정을 평균합니다. 주 : 할로겐 램프가 꺼진 후에, 실리콘 웨이퍼의 보호 성능이 저하하기 시작하고, 따라서, 최상의 결과를 얻기 위해 조사 직후에 측정하는 것이 중요하다. </li><li> 평균이 완료되면 &#39;촬영 데이터&#39;창에서 &#39;확인&#39;버튼을 클릭합니다. </li><li> 다른 측정이 필요한 경우 반복 5.15-5.18 단계를 반복합니다. </li><li> 주의 : 측정이 완료되면, 수명 시험기 단계에서 컨테이너를 제거하고 흄 후드 벤치에 놓습니다. </li><li> 주의 : 조심스럽게 HF 용액으로 채워진 용기에서 뚜껑을 제거합니다. 뚜껑 일부 축합이 있으면 신중 수돗물을 사용하여 DI 물에 뚜껑 린스흄 후드에서. </li><li> 주의 : 조심 플라스틱 핀셋을 사용하여 HF 용액으로부터 실리콘 웨이퍼를 제거하고 전용 린스 비커에 웨이퍼를 헹군다. 흄 후드에서 수돗물 최종 린스를 수행합니다. </li><li> 더 많은 샘플을 측정 할 경우, 반복 5.10-5.23 단계를 반복합니다. </li><li> 모든 샘플을 측정 한 후, 뚜껑을 용기에 배치되어 있는지 확인하고, 흄 후드에서 HF 용액을 저장합니다. 컨테이너가 적절하게 표시되어 있는지 확인합니다. </li><li> 모든 커와 핀셋을 씻어 실험실에서 자신의 할당 된 장소에 보관하십시오. </li><li> 수명 시험기 사용 후 1 시간 동안 흄 후드에 남아 다음 흄 후드에서 제거 할 수 있습니다. </li></ol> 커와 컨테이너 6. 화학 청소 <ol><li> 섹션 4.1.1-4.1.4에 설명 된대로 알칼리성 할당 흄 후드에서, SC 1 용액을 제조. </li><li> 화학적으로 깨끗한 커와 용기, 비커 / 컨테이너에 SC (1) 솔루션을 붓는다. 비커 캘리포니아N 번에 하나만 청소. </li><li> 용액을 10 분 동안 비이커 / 용기를 청소하자. 비이커 / 용기가 플라스틱 인 경우에는 핫 플레이트 상에 배치 될 수 없으며, 따라서 SC 1 용액을 깨끗한 동안 냉각한다. 이 세정 공정에 영향을 미치지 않을 것이다. </li><li> 그들은 또한 청소가 필요한 경우 10 분 후, 다른 비커 / 용기에 SC (1) 솔루션을 붓는다. 그렇지 않으면 큰 비커에 SC (1) 솔루션은 식지. 냉각되면, SC (1)는 흐르는 물에 싱크를 부어 할 수 있습니다. </li><li> DI 물에 SC 1 청소 비이커 / 용기를 씻어. </li><li> 섹션 4.2.1-4.2.4에 설명 된대로 산 할당 흄 후드에서, SC 2 용액을 제조. </li><li> 단계 6.5에서 비커 / 용기에 SC 2 용액을 붓고. 이 솔루션은 10 분 동안 비이커 / 용기를 청소하도록 허용합니다. </li><li> 그들은 또한 청소가 필요한 경우 10 분 후, 다른 비커 / 용기에 SC 2 용액을 붓는다. 그렇지 않으면 큰 비커에 SC 2 용액 식힌다. 일단 T를 부어 될 수 SC 2, 냉각그는 흐르는 물에 가라. </li><li> DI 물에 SC 2 청소 비커 / 용기를 씻어. 비이커 / 컨테이너 이제 화학적으로 청소한다. </li></ol>

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B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+effective+minority+carrier+lifetime+on+silicon+substrates+using+quinhydrone-methanol+passivation.">High effective minority carrier lifetime on silicon substrates using quinhydrone-methanol passivation.</a> App. Phys. Lett. 96 (6), 063502 (2010).</li><li>Chhabra, B., Weiland, C., Opila, R. L., Honsberg, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+characterization+of+quinhydrone-methanol+and+iodine-methanol+passivated+silicon+substrates+using+X-ray+photoelectron+spectroscopy.">Surface characterization of quinhydrone-methanol and iodine-methanol passivated silicon substrates using X-ray photoelectron spectroscopy.</a> Phys. Stat. Sol. (a). 208 (1), 86-90 (2011).</li><li>Yablonovitch, E., Allara, D. L., Chang, C. C., Gmitter, T., Bright, T. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unusually+low+surface+recombination+velocity+on+silicon+and+germanium+surfaces.">Unusually low surface recombination velocity on silicon and germanium surfaces.</a> Phys. Rev. Lett. 57 (2), 249-252 (1986).</li><li>Grant, N. E., McIntosh, K. R., Tan, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+bulk+lifetime+of+silicon+wafers+by+immersion+in+hydrofluoric+acid+and+illumination.">Evaluation of the bulk lifetime of silicon wafers by immersion in hydrofluoric acid and illumination.</a> J. Solid State Sci. Technol. 1 (2), P55-P61 (2012).</li><li>Grant, N. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+enhanced+hydrofluoric+acid+passivation+for+evaluating+silicon+bulk+lifetimes.">Light enhanced hydrofluoric acid passivation for evaluating silicon bulk lifetimes.</a> 28.th. European Photovoltaic Solar Energy Conference. , 883-887 (2013).</li><li>Grant, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Surface passivation and characterization of crystalline silicon by wet chemical treatments. , (2012).</li><li>Kern, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evolution+of+silicon+wafer+cleaning+technology.">The evolution of silicon wafer cleaning technology.</a> J. Electrochem. Soc. 137 (6), 1887-1892 (1990).</li><li>Angermann, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wet-chemical+passivation+of+atomically+flat+and+structured+silicon+substrates+for+solar+cell+application.">Wet-chemical passivation of atomically flat and structured silicon substrates for solar cell application.</a> App. Surf. Sci. 254 (12), 3615-3625 (2008).</li><li>Angermann, H., Henrion, W., Rseler, A., Rebien, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wet-chemical+passivation+of+Si(111)-+and+Si(100)-substrates.">Wet-chemical passivation of Si(111)- and Si(100)-substrates.</a> Mat. Sci. Eng. B. 73 ((1-3)), 178-183 (2000).</li><li>Bertagna, V., Plougonven, C., Rouelle, F., Chemla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=p-+and+n-type+silicon+electrochemical+properties+in+dilute+hydrofluoric+acid+solutions.">p- and n-type silicon electrochemical properties in dilute hydrofluoric acid solutions.</a> J. Electrochem. Soc. 143 (11), 3532-3538 (1996).</li><li>Bertagna, V., Erre, R., Rouelle, F., Chemla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionic+components+dependence+of+the+charge+transfer+reactions+at+the+silicon/HF+solution+interface.">Ionic components dependence of the charge transfer reactions at the silicon/HF solution interface.</a> J. Solid State Electrochem. 4 (1), 42-51 (1999).</li><li>Kolasinski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanism+of+Si+etching+in+fluoride+solutions.">The mechanism of Si etching in fluoride solutions.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 5 (6), 1270-1278 (2003).</li><li>Trucks, G. W., Raghavachari, K., Higashi, G. S., Chabal, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+HF+etching+of+silicon+surfaces:+A+theoretical+understanding+of+hydrogen+passivation.">Mechanism of HF etching of silicon surfaces: A theoretical understanding of hydrogen passivation.</a> Phys. Rev. Lett. 65 (4), 504-507 (1990).</li><li>Zhang, X. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electrochemistry of silicon and its oxide. , (2001).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

상기 벌크 실리콘 수명 측정 기술의 성공적인 구현은 세 개의 주요 단계, (I)와 화학적으로 1 분 17 15 % HF 용액 및 (iii) 조도 (ⅱ)의 침지, 세척 및 실리콘 웨이퍼를 에칭에 기반 (18, 19). 이러한 단계없이 벌크 수명은 어느 확실히 측정 할 수 없다. 측정 기술은 RT에서 수행되는 바와 같이, 표면 패시베이션 품질 표면 오염 (금속, 유기 막)에 매우 민감하다. (: NH 4...

높은 수명 (&gt; 1 밀리 초) 단결정 실리콘 고효율 태양 전지 점점 더 중요 해지고있다. 매립 불순물의 재결합 특성을 이해하고, 그리고 중요한 주제로 남아있다. 그로운 - 인 결함의 재조합 활성을 조사하기위한 가장 널리 사용되는 방법 중 하나는 photoconductance 방법 1이다. 이 기술에 의해, 따라서 그것은 어려운 성장의 결함 재결합 특성을 조사하기 위하여, 벌크 재결합 완전히 분리면에 종종 어렵다. 다행히도 &lt;5cm / sec로 매우 낮은 유효 표면 재결합 속도 (S의 EFF)를 달성하고, 따라서 표면 재결합을 효과적으로 억제 할 수있는 여러 유전 필름이 존재한다. (2), 산화 알루미늄 (Al2O3) (3)과 비정질 실리콘 (-Si : H) 4 : 이것들은 실리콘 질화물 (SiN으로 H는 X)이다. 증착 및이들 유전체 박막의 온도 (~ 400 °의 C)을 충분히 nealing 것은 영구적 Grown-in 결함의 재조합 활성을 해제하지 않도록 낮은 것으로 간주된다. 이것의 예로는 6 결함 철 - 붕소, 붕소와 산소 5이다. 그러나, 최근은 n 개의 타입 초크 랄 스키 (CZ) 실리콘 공공 산소와 공공 인 결함이 완전히 250-350 ° C 7,8의 온도에서 비활성화 할 수 있습니다 것으로 나타났습니다. 마찬가지로 부동 존 (FZ) P의 형 실리콘의 결함은 ~ 250 ° C (9)에서 비활성화 밝혀졌다. 따라서, 플라즈마 강화 화학 기상 증착 (PECVD) 및 원자 층 증착 (ALD)과 같은 종래의 패시베이션 기술은 벌크 성장 결함을 검사하는 표면 재결합을 억제하기에 적합하지 않을 수있다. 또한, 죄가 X : H 및-시를 : H 필름은 수소 10, 11을 통해 벌크 실리콘 결함을 비활성화하는 것으로 나타났다. 따라서 재조합 O 활동을 조사<html> F는 어른의 결함, RT 표면 보호 기술은 이상적 일 것이다. 습식 표면 패시베이션은 이러한 요구 사항을 충족. 1990 Horanyi 등 알. S의 EFF &lt;10cm / 초 12을 달성 요오드 에탄올에 실리콘 웨이퍼가 침지 (IE) 용액은 실리콘 웨이퍼 패시베이션하는 방법을 제공하는 것이 보였다. 2007 년 마이어 등. 2009 CHHABRA가 외. 5cm의 S의 EFF / 초는 실리콘 웨이퍼를 침지함으로써 달성 될 수 있음을 증명하면서 요오드 메탄올 (IM) 솔루션, 7cm / 초 (13)의 표면 재결합을 감소시킬 수 있음을 보여 주었다 quinhydrone - 메탄올 (QM) 솔루션 14, 15에서. IE, IM 및 QM 해결책에 의해 달성이 우수한 표면 보호에도 불구하고, 그것들은 고순도 실리콘 웨이퍼의 벌크 수명을 측정하기위한 적절한 표면 패시베이션 (S EFF &lt;5cm / 초)을 제공하지 않는다. NT &quot;&gt; 또 다른 수단은 HF 산에 실리콘 웨이퍼를 침지시켜 표면 패시베이션 높은 수준된다 달성했다. 실리콘 웨이퍼 패시베이션하는 HF를 사용하는 개념은 제 Yablonavitch 등에 의해 소개되었다. 기록 낮은 S eff를 입증 1986 년 0.25 ± 0.5 cm / 초 16. 우수한 표면 보호 높은 저항 웨이퍼에 도달했지만, 우리는 따라서 지속적으로 달성함으로써 불확실성을 제한 할 수 있습니다. 따라서 수명 측정에 큰 불확실성을 추가, 비 반복 될 수있는 방법을 발견했다 매우 낮은 S의 EFF는 (~ 1cm / 초), 우리는 세 가지 중요한 단계를 포함 새로운 HF 패시베이션 기술 (I) 화학적 세정 및 실리콘 웨이퍼의 에칭을, 15 %의 HF 용액에서 (ⅱ) 침지 및 (iii)을 개발했다 조명이 1 분 (17, 18)에 대한.이 절차는 위에서 설명한 기존 PECVD 및 ALD 증착 기술에 비해 간단하고 효율적인 시간 양이다.

<table><tbody><tr><td>Hydrofluoric acid (48%)</td><td>Merck Millipore,&amp;nbsp; &amp;nbsp;http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrofluoric-acid-48%25,MDA_CHEM-100334</td><td>1003340500</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>Hydrochloric acid 32%, AR</td><td>ACI Labscan, http://www.rcilabscan.com/modules/productview.php?product_id=1985</td><td>107209</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>Ammonia (30%) Solution AR</td><td>Chem-supply, https://www.chemsupply.com.au/aa005-500m</td><td>AA005</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>Hydrogen Peroxide (30%)</td><td>Merck Millipore, http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrogen-peroxide-30%25,MDA_CHEM-107209</td><td>1072092500</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>Tetramethylammonium hydroxide (25% in H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O)</td><td>J.T Baker, https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4562992</td><td>5879-03</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>640 ml round plastic container</td><td>Sistema, http://sistemaplastics.com/products/klip-it-round/640ml-round</td><td></td><td>This is a good container for storing the 15% HF solution in.</td></tr><tr><td>WCT-120 lifetime tester</td><td>Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com/Sinton-Instruments-WCT-120.html</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dell workstation with Microsoft Office Pro, Data acquisition card and software including Sinton Software under existing license.</td><td>Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Halogen optical lamp, ELH 300 W, 120 V</td><td>OSRAM Sylvania, http://www.sylvania.com/en-us/products/halogen/Pages/default.aspx</td><td>54776</td><td>Any equivalent lamp could be used.</td></tr><tr><td>Voltage power source</td><td>Home made power supply</td><td></td><td>Any power supply could be used provided it can produce up to 90 Volts and 1-5 Amps.</td></tr><tr><td>Conductivity meter</td><td>WTW, http://www.wtw.de/uploads/media/US_L_07_Cond_038_049_I_02.pdf</td><td>LF330</td><td></td></tr></tbody></table>

light enhanced hydrofluoric acid passivation: a sensitive technique for detecting bulk silicon defects

절차가 제시된다 불산 (HF)에 웨이퍼를 침지 시켰을 때의 임시 표면 패시베이션 매우 높은 수준을 달성하여 실리콘 웨이퍼의 벌크 수명 (&gt; 100 마이크로 초)을 측정한다. 이 절차에 의해 세 가지 중요한 단계는 벌크 수명을 달성하기 위해 요구된다. 우선, HF로 실리콘 웨이퍼를 침지하기 전에, 그들은 화학적으로 세정하고이어서 25 %의 테트라 메틸 암모늄 하이드 록 사이드 에칭. 둘째, 화학적으로 처리 된 웨이퍼는 HF와 염산의 혼합물로 채워진 커다란 플라스틱 용기 내에 배치하고 photoconductance (PC) 측정을위한 유도 코일을 통해 중심. 셋째, 표면 재결합을 억제하고 벌크 수명을 측정하기 위하여, 웨이퍼를 1 분 할로겐 램프를 사용하여 0.2 태양 조명되는, 조명은 스위치 오프되고, PC 측정 즉시 수행된다. 이 절차에 의해, 벌크 실리콘 결함의 특성을 정확하게 측정 할 수있다. 모피thermore, 그들의 농도 (&lt;10 12cm -3) 낮을 때 민감한 RT 표면 패시베이션 기술은 벌크 실리콘의 결함을 조사하기위한 필수적 일 것으로 예상된다.

그림 1a는 개략을 보여주고 그림 1b는 실험 장치의 사진을 보여줍니다. 실리콘 웨이퍼를 HF 용액에 침지되면,도 2에 청색 삼각형으로 도시 된 바와 같이, 발생할 것이다 표면 재결합에 의해 제한된다 수명 곡선을,이어서 수명 시험기 스테이지 상에 배치하고 측정 (조사 전에) 수행된다. 도 2에 빨간 원에 의해 도시 된 바와 같이, 그러나,도 1에<...

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Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects

향상된 광 불산 패시베이션 : 벌크 실리콘 결함을 검출하기위한 민감한 기술

벌크 실리콘 결함 재조합 활성을 조사하기 위해 RT 액면 패시베이션 기술을 설명한다. 1 분 동안 15 % 불화 수소산 및 (iii) 조명 (I)에서 화학 세정 및 실리콘 에칭, 실리콘 (II) 침수 : 기술이 성공하기 위해서는 세 가지 중요한 단계가 필요합니다.

A procedure to measure the bulk lifetime (&#62;100 &#181;sec) of silicon wafers by temporarily attaining a very high level of surface passivation when ...

light-enhanced-hydrofluoric-acid-passivation-sensitive-technique-for

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

9.2K 조회수.  Australian National University.  벌크 실리콘 결함 재조합 활성을 조사하기 위해 RT 액면 패시베이션 기술을 설명한다. 1 분 동안 15 % 불화 수소산 및 (iii) 조명 (I)에서 화학 세정 및 실리콘 에칭, 실리콘 (II) 침수 : 기술이 성공하기 위해서는 세 가지 중요한 단계가 필요합니다. 

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Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view and for its considerable potential for practical applications. Slow light photonic crystal waveguides, in particular, have played a major part and have been successfully employed for delaying optical signals1-4 and the enhancement of both linear5-7 and nonlinear devices.8-11
Photonic crystal cavities achieve similar effects to that of slow light waveguides, but over a reduced band-width. These cavities offer high Q-factor/volume ratio, for the realization of optically12 and electrically13 pumped ultra-low threshold lasers and the enhancement of nonlinear effects.14-16 Furthermore, passive filters17 and modulators18-19 have been demonstrated, exhibiting ultra-narrow line-width, high free-spectral range and record values of low energy consumption.
To attain these exciting results, a robust repeatable fabrication protocol must be developed. In this paper we take an in-depth look at our fabrication protocol which employs electron-beam lithography for the definition of photonic crystal patterns and uses wet and dry etching techniques. Our optimised fabrication recipe results in photonic crystals that do not suffer from vertical asymmetry and exhibit very good edge-wall roughness. We discuss the results of varying the etching parameters and the detrimental effects that they can have on a device, leading to a diagnostic route that can be taken to identify and eliminate similar issues.
The key to evaluating slow light waveguides is the passive characterization of transmission and group index spectra. Various methods have been reported, most notably resolving the Fabry-Perot fringes of the transmission spectrum20-21 and interferometric techniques.22-25 Here, we describe a direct, broadband measurement technique combining spectral interferometry with Fourier transform analysis.26 Our method stands out for its simplicity and power, as we can characterise a bare photonic crystal with access waveguides, without need for on-chip interference components, and the setup only consists of a Mach-Zehnder interferometer, with no need for moving parts and delay scans.
When characterising photonic crystal cavities, techniques involving internal sources21 or external waveguides directly coupled to the cavity27 impact on the performance of the cavity itself, thereby distorting the measurement. Here, we describe a novel and non-intrusive technique that makes use of a cross-polarised probe beam and is known as resonant scattering (RS), where the probe is coupled out-of plane into the cavity through an objective. The technique was first demonstrated by McCutcheon et al.28 and further developed by Galli et al.29

Use of photonic crystal slow light waveguides and cavities has been widely adopted by the photonics community in many differing applications. Therefore fabrication and characterization of these devices are of great interest. This paper outlines our fabrication technique and two optical characterization methods, namely: interferometric (waveguides) and resonant scattering (cavities).

광자 크리스탈 느린 경 Waveguides 그리고 안의 공간의 제조 및 특성

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view ...

연구

공학

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra shallow and sharp doping profiles at the nanometer scale. In MLCD process the dopant source is a monolayer containing dopant atoms.
In this article a detailed procedure for surface doping of silicon substrate as well as silicon nanowires is demonstrated. Phosphorus dopant source was formed using tetraethyl methylenediphosphonate monolayer on a silicon substrate. This monolayer containing substrate was brought to contact with a pristine intrinsic silicon target substrate and annealed while in contact. Sheet resistance of the target substrate was measured using 4 point probe. Intrinsic silicon nanowires were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) process using a vapor-liquid-solid (VLS) mechanism; gold nanoparticles were used as catalyst for nanowire growth. The nanowires were suspended in ethanol by mild sonication. This suspension was used to dropcast the nanowires on silicon substrate with a silicon nitride dielectric top layer. These nanowires were doped with phosphorus in similar manner as used for the intrinsic silicon wafer. Standard photolithography process was used to fabricate metal electrodes for the formation of nanowire based field effect transistor (NW-FET). The electrical properties of a representative nanowire device were measured by a semiconductor device analyzer and a probe station.

A detailed procedure for surface doping of Silicon interfaces is provided. The ultra-shallow surface doping is demonstrated by using phosphorus containing monolayers and rapid annealing process. The method can be used for doping of macroscopic area surfaces as well as nanostructures.

유기 화합물을 사용하여 실리콘 표면과 나노 와이어의 단층 연락 도핑

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of biosensing devices. We report on a protocol of using KrF and ArF lasers irradiating Si (001) samples immersed in a liquid environment with low number of pulses and operating at moderately low pulse fluences to induce Si wettability modification. Wafers immersed for up to 4 hr in a 0.01% H2O2/H2O solution did not show measurable change in their initial contact angle (CA) ~75&#176;. However, the 500-pulse KrF and ArF lasers irradiation of such wafers in a microchamber filled with 0.01% H2O2/H2O solution at 250 and 65 mJ/cm2, respectively, has decreased the CA to near 15&#176;, indicating the formation of a superhydrophilic surface. The formation of OH-terminated Si (001), with no measurable change of the wafer&#8217;s surface morphology, has been confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and atomic force microscopy measurements. The selective area irradiated samples were then immersed in a biotin-conjugated fluorescein-stained nanospheres solution for 2 hr, resulting in a successful immobilization of the nanospheres in the non-irradiated area. This illustrates the potential of&#160;the method for selective area biofunctionalization and fabrication of advanced Si-based biosensing architectures. We also describe a similar protocol of irradiation of wafers immersed in methanol (CH3OH) using ArF laser operating at pulse fluence of 65 mJ/cm2 and in situ formation of a strongly hydrophobic surface of Si (001) with the CA of 103&#176;. The XPS results indicate ArF laser induced formation of Si&#8211;(OCH3)x compounds responsible for the observed hydrophobicity. However, no such compounds were found by XPS on the Si surface irradiated by KrF laser in methanol, demonstrating the inability of the KrF laser to photodissociate methanol and create -OCH3 radicals.

We report on a process of in situ alteration of HF treated Si (001) surface into a hydrophilic or hydrophobic state by irradiating samples in microfluidic chambers filled with&#160;H2O2/H2O solution (0.01%-0.5%) or methanol solutions using pulsed UV laser of a relative low pulse fluence.

액체 환경에서의 펄스 자외선 레이저 조사에 의한 실리콘 표면의 젖음성의 선택 영역 수정

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Comprehensive Characterization of Extended Defects in Semiconductor Materials by a Scanning Electron Microscope

Extended defects such as dislocations and grain boundaries have a strong influence on the performance of microelectronic devices and on other applications of semiconductor materials. However, it is still under debate how the defect structure determines the band structure, and therefore, the recombination behavior of electron-hole pairs responsible for the optical and electrical properties of the extended defects. The present paper is a survey of procedures for the spatially resolved investigation of structural and of physical properties of extended defects in semiconductor materials with a scanning electron microscope (SEM). Representative examples are given for crystalline silicon. The luminescence behavior of extended defects can be investigated by cathodoluminescence (CL) measurements. They are particularly valuable because spectrally and spatially resolved information can be obtained simultaneously. For silicon, with an indirect electronic band structure, CL measurements should be carried out at low temperatures down to 5 K due to the low fraction of radiative recombination processes in comparison to non-radiative transitions at room temperature. For the study of the electrical properties of extended defects, the electron beam induced current (EBIC) technique can be applied. The EBIC image reflects the local distribution of defects due to the increased charge-carrier recombination in their vicinity. The procedure for EBIC investigations is described for measurements at room temperature and at low temperatures. Internal strain fields arising from extended defects can be determined quantitatively by cross-correlation electron backscatter diffraction (ccEBSD). This method is challenging because of the necessary preparation of the sample surface and because of the quality of the diffraction patterns which are recorded during the mapping of the sample. The spatial resolution of the three experimental techniques is compared.

The optical, electrical, and structural properties of dislocations and of grain boundaries in semiconductor materials can be determined by experiments performed in a scanning electron microscope. Electron microscopy has been used to investigate cathodoluminescence, electron beam induced current, and diffraction of backscattered electrons.

Extended defects such as dislocations and grain boundaries have a strong influence on the performance of microelectronic devices and on other applications ...

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and forging. Adoption of this technique is proceeding despite disagreement concerning the underlying mechanism responsible for EAD. The experimental procedure described herein enables a more explicit study compared to previous EAD research by removing thermal effects, which are responsible for disagreement in interpreting previous EAD results. Furthermore, as the procedure described here enables EAD observation in situ and in real time in a transmission electron microscope (TEM), it is superior to existing post-mortem methods that observe EAD effects post-test. Test samples consist of a single crystal copper (SCC) foil having a free-standing tensile test section of nanoscale thickness, fabricated using a combination of laser and ion beam milling. The SCC is mounted to an etched silicon base that provides mechanical support and electrical isolation while serving as a heat sink. Using this geometry, even at high current density (~3,500 A/mm2), the test section experiences a negligible temperature increase (&#60;0.02 &#176;C), thus eliminating Joule heating effects. Monitoring material deformation and identifying the corresponding changes to microstructures, e.g. dislocations, are accomplished by acquiring and analyzing a series of TEM images. Our sample preparation and in situ experiment procedures are robust and versatile as they can be readily utilized to test materials with different microstructures, e.g., single and polycrystalline copper.

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Isolating electrical and thermal effects on electrically assisted deformation (EAD) is very difficult using macroscopic samples. Metallic sample micro- and nanostructures together with a custom test procedure have been developed to evaluate the impact of applied current on the formation without joule heating and evolution of dislocations on these samples.

에 대한 소설 방법<em&gt; 현장에서</em&gt; 나노 크기 시편의 전자 기계적 특성 분석

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and ...

Fabrication of Flexible Image Sensor Based on Lateral NIPIN Phototransistors

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, but several challenging points remain, such as a low absorption efficiency due to a thin active layer and low flexibility. We present an advanced method to fabricate a flexible phototransistor array with an improved electrical performance. The outstanding electrical performance is driven by a low dark current owing to deep impurity doping. Stretchable and flexible metal interconnectors simultaneously offer electrical and mechanical stabilities in a highly deformed state. The protocol explicitly describes the fabrication process of the phototransistor using a thin silicon membrane. By measuring I-V characteristics of the completed device in deformed states, we demonstrate that this approach improves the mechanical and electrical stabilities of the phototransistor array. We expect that this approach to a flexible phototransistor can be widely used for the applications of not only next-generation imaging systems/optoelectronics but also wearable devices such as tactile/pressure/temperature sensors and health monitors.

We present a detailed method to fabricate a deformable lateral NIPIN phototransistor array for curved image sensors. The phototransistor array with an open mesh form, which is composed of thin silicon islands and stretchable metal interconnectors, provides flexibility and stretchability. The parameter analyzer characterizes the electrical property of the fabricated phototransistor.

측면 NIPIN 포토 트랜지스터에 따라 유연한 이미지 센서의 제조

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, ...

Synthesis, Functionalization, and Characterization of Fusogenic Porous Silicon Nanoparticles for Oligonucleotide Delivery

With the advent of gene therapy, the development of an effective in vivo nucleotide-payload delivery system has become of parallel import. Fusogenic porous silicon nanoparticles (F-pSiNPs) have recently demonstrated high in vivo gene silencing efficacy due to its high oligonucleotide loading capacity and unique cellular uptake pathway that avoids endocytosis. The synthesis of F-pSiNPs is a multi-step process that includes: (1) loading and sealing of oligonucleotide payloads in the silicon pores; (2) simultaneous coating and sizing of fusogenic lipids around the porous silicon cores; and (3) conjugation of targeting peptides and washing to remove excess oligonucleotide, silicon debris, and peptide. The particle&#8217;s size uniformity is characterized by dynamic light scattering, and its core-shell structure may be verified by transmission electron microscopy. The fusogenic uptake is validated by loading a lipophilic dye, 1,1&#39;-dioctadecyl-3,3,3&#39;,3&#39;-tetramethylindocarbocyanine perchlorate (DiI), into the fusogenic lipid bilayer and treating it to cells in vitro to observe for plasma membrane staining versus endocytic localizations. The targeting and in vivo gene silencing efficacies were previously quantified in a mouse model of Staphylococcus aureus pneumonia, in which the targeting peptide is expected to help the F-pSiNPs to home to the site of infection. Beyond its application in S. aureus infection, the F-pSiNP system may be used to deliver any oligonucleotide for gene therapy of a wide range of diseases, including viral infections, cancer, and autoimmune diseases.

We demonstrate the synthesis of fusogenic porous silicon nanoparticles for effective in vitro and in vivo oligonucleotide delivery. Porous silicon nanoparticles are loaded with siRNA to form the core, which is coated by fusogenic lipids through extrusion to form the shell. Targeting moiety functionalization and particle characterization are included.

합성과 기능화, Oligonucleotide 배달에 대 한 Fusogenic 다공성 실리콘 나노 입자의 특성

With the advent of gene therapy, the development of an effective in vivo nucleotide-payload delivery system has become of parallel import. Fusogenic ...

Rendering SiO2/Si Surfaces Omniphobic by Carving Gas-Entrapping Microtextures Comprising Reentrant and Doubly Reentrant Cavities or Pillars

We present microfabrication protocols for rendering intrinsically wetting materials repellent to liquids (omniphobic) by creating gas-entrapping microtextures (GEMs) on them comprising cavities and pillars with reentrant and doubly reentrant features. Specifically, we use SiO2/Si as the model system and share protocols for two-dimensional (2D) designing, photolithography, isotropic/anisotropic etching techniques, thermal oxide growth, piranha cleaning, and storage towards achieving those microtextures. Even though the conventional wisdom indicates that roughening intrinsically wetting surfaces (&#952;o &#60; 90&#176;) renders them even more wetting (&#952;r &#60; &#952;o &#60; 90&#176;), GEMs demonstrate liquid repellence despite the intrinsic wettability of the substrate. For instance, despite the intrinsic wettability of silica &#952;o &#8776; 40&#176; for the water/air system, and &#952;o &#8776; 20&#176; for the hexadecane/air system, GEMs comprising cavities entrap air robustly on immersion in those liquids, and the apparent contact angles for the droplets are &#952;r &#62; 90&#176;. The reentrant and doubly reentrant features in the GEMs stabilize the intruding liquid meniscus thereby trapping the liquid-solid-vapor system in metastable air-filled states (Cassie states) and delaying wetting transitions to the thermodynamically-stable fully-filled state (Wenzel state) by, for instance, hours to months. Similarly, SiO2/Si surfaces with arrays of reentrant and doubly reentrant micropillars demonstrate extremely high contact angles (&#952;r &#8776; 150&#176;&#8211;160&#176;) and low contact angle hysteresis for the probe liquids, thus characterized as superomniphobic. However, on immersion in the same liquids, those surfaces dramatically lose their superomniphobicity and get fully-filled within &#60;1 s. To address this challenge, we present protocols for hybrid designs that comprise arrays of doubly reentrant pillars surrounded by walls with doubly reentrant profiles. Indeed, hybrid microtextures entrap air on immersion in the probe liquids. To summarize, the protocols described here should enable the investigation of GEMs in the context of achieving omniphobicity without chemical coatings, such as perfluorocarbons, which might unlock the scope of inexpensive common materials for applications as omniphobic materials. Silica microtextures could also serve as templates for soft materials.

Rendering SiO2/Si Surfaces Omniphobic by Carving Gas-Entrapping Microtextures Comprising Reentrant and Doubly Reentrant Cavities or Pillars

This work presents microfabrication protocols for achieving cavities and pillars with reentrant and doubly reentrant profiles on SiO2/Si wafers using photolithography and dry etching. Resulting microtextured surfaces demonstrate remarkable liquid repellence, characterized by robust long-term entrapment of air under wetting liquids, despite the intrinsic wettability of silica.

렌더링 SiO2/Si 표면 재진입 및 이중 재진입 구멍 또는 기둥을 포함하는 가스 를 포함하는 미세 질감을 조각하여 전지성

We present microfabrication protocols for rendering intrinsically wetting materials repellent to liquids (omniphobic) by creating gas-entrapping ...

Metal-Assisted Electrochemical Nanoimprinting of Porous and Solid Silicon Wafers

Metal-assisted electrochemical imprinting (Mac-Imprint) is a combination of metal-assisted chemical etching (MACE) and nanoimprint lithography that is capable of direct patterning 3D micro- and nanoscale features in monocrystalline group IV (e.g., Si) and III-V (e.g., GaAs) semiconductors without the need of sacrificial templates and lithographical steps. During this process, a reusable stamp coated with a noble metal catalyst is brought in contact with a Si wafer in the presence of a hydrofluoric acid (HF) and hydrogen peroxide (H2O2) mixture, which leads to the selective etching of Si at the metal-semiconductor contact interface. In this protocol, we discuss the stamp and substrate preparation methods applied in two Mac-Imprint configurations: (1) Porous Si Mac-Imprint with a solid catalyst; and (2) Solid Si Mac-Imprint with a porous catalyst. This process is high throughput and is capable of centimeter-scale parallel patterning with sub-20 nm resolution. It also provides low defect density and large area patterning in a single operation and bypasses the need for dry etching such as deep reactive ion etching (DRIE).

A protocol for metal-assisted chemical imprinting of 3D microscale features with sub-20 nm shape accuracy into solid and porous silicon wafers is presented.

다공성 및 고체 실리콘 웨이퍼의 금속 보조 전기 화학 나노 임프린팅

Metal-assisted electrochemical imprinting (Mac-Imprint) is a combination of metal-assisted chemical etching (MACE) and nanoimprint lithography that is ...

Focused Ion Beam Lithography to Etch Nano-architectures into Microelectrodes

With advances in electronics and fabrication technology, intracortical microelectrodes have undergone substantial improvements enabling the production of sophisticated microelectrodes with greater resolution and expanded capabilities. The progress in fabrication technology has supported the development of biomimetic electrodes, which aim to seamlessly integrate into the brain parenchyma, reduce the neuroinflammatory response observed after electrode insertion and improve the quality and longevity of electrophysiological recordings. Here we describe a protocol to employ a biomimetic approach recently classified as nano-architecture. The use of focused ion beam lithography (FIB) was utilized in this protocol to etch specific nano-architecture features into the surface of non-functional and functional single shank intracortical microelectrodes. Etching nano-architectures into the electrode surface indicated possible improvements of biocompatibility and functionality of the implanted device. One of the benefits of using FIB is the ability to etch on manufactured devices, as opposed to during the fabrication of the device, facilitating boundless possibilities to modify numerous medical devices post-manufacturing. The protocol presented herein can be optimized for various material types, nano-architecture features, and types of devices. Augmenting the surface of implanted medical devices can improve the device performance and integration into the tissue.

We have shown that the etching of nano-architecture into intracortical microelectrode devices may reduce the inflammatory response and has the potential to improve electrophysiological recordings. The methods described herein outline an approach to etch nano-architectures into the surface of non-functional and functional single shank silicon intracortical microelectrodes.

마이크로 전극에 에칭 나노 아키텍처에 초점을 맞춘 이온 빔 리소그래피

With advances in electronics and fabrication technology, intracortical microelectrodes have undergone substantial improvements enabling the production of ...

향상된 광 불산 패시베이션 : 벌크 실리콘 결함을 검출하기위한 민감한 기술

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