台式二维材料等离子软刻蚀系统

台式二维材料等离子软刻蚀系统—nanoETCH

    石墨烯等二维材料的微纳加工与刻蚀需要很高的精度，而目前成熟的传统半导体刻蚀系统在面对单层材料的高精度刻蚀需求时显得力不从心。为了解决目前微纳加工中常用的等离子刻蚀系统功率较大、难以精细控制的问题，Moorfield Nanotechnology与曼彻斯大学诺奖得主Andre Geim课题组联合研发了台式超二维材料等离子软刻蚀系统- nanoETCH。与传统的刻蚀方案相比，nanoETCH在石墨烯和2D材料的关键加工中表现出了很高的性能。该系统对输出功率的分辨率可到达毫瓦量，对二维材料可实现超准确的逐层刻蚀，也可实现对二维材料进行层内缺陷制造，还可对石墨基材等进行表面处理。该系统性能已经在剑桥大学石墨烯中心、曼彻斯大学、英国国家石墨烯中心、西班牙光子科学研究所等诸多用户实验室得到验证。

    该系统可刻蚀3英寸或更大尺寸的样品，样品放置在门设计的样品台上，低功率毫瓦精细控制的射频单元提供高精度的刻蚀功率，分子泵高真空系统可确保样品免受污染。

应用方向举例：

石墨基材的处理：表面处理，更有于剥离出大面积的石墨烯

微纳刻蚀：去除石墨烯，对其他区域无损伤

缺陷加工：在石墨烯层中制造点缺陷

主要点：

◎  软刻蚀功率：<30W 高精度射频源

◎  MFC-流量计控制

◎  3英寸、6英寸样品台

◎  全自动触屏操作系统

◎  设定、保存多个刻蚀程序

◎  可连接电脑记录数据

◎  本底真空<5×10^-7 mbar

◎  易于维护

◎  完备的安全性设计

◎  兼容超净室

◎  稳定的性能表现

系统选件：

◎  机械泵类型可选

◎  腔体快速充气

◎  超高精度射频源控制

◎  高精度气压控制

◎  增加过程气体

发表文章

Detection of individual gas molecules adsorbed on graphene

Schedin, F., et al. Nature Materials 2007 DOI: 10.1038/nmat1967

作者报到了由石墨烯制成的微米大小的传感器能够检测到单个气体分子附着在传感器表面的情况。Moorfield nanoETCH软刻蚀技术用于清洗放置石墨烯的衬底，并用于将石墨烯蚀刻到所需的(霍尔棒)器件结构。

相关设备：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种大小的量子点。大型量子点(>100nm)表现为传统的单电子晶体管。另方面，对于较小的量子点，量子限制效应显示出了作用。Moorfield“软蚀刻”技术用于制备石墨烯的石墨基材的处理，以及将石墨烯蚀刻成量子点结构。

相关设备: 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

垂直场效应晶体管是由二维材料石墨烯和二硫化钨重叠而成。这种器件中*的传输机制允许电流调制和高电流密度。Moorfield软蚀刻技术用于处理衬底表面，对器件的制备进行刻蚀。

相关设备: 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

作者报告了石墨烯作为非冷却式中红外光电探测器的部分的使用，其中LiNbO3晶体的热释电响应以高增益(高达200)转换为石墨烯的电阻率调制。nanoETCH系统是这项工作的关键部分，它既可用于将石墨烯蚀刻成所需的图案，也可用于修改单片石墨烯以提供超低接触电阻。

相关设备: nanoETCH

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