Das Wachstum von Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) bei niedrigen Temperaturen wird durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) und katalytische chemische Gasphasenabscheidung (CVD) erleichtert. Diese Verfahren ermöglichen das Wachstum von CNTs bei Temperaturen, die deutlich unter den für hochwertige CNTs erforderlichen 800 °C liegen, möglicherweise sogar bei 400 °C. Diese Temperatursenkung ist entscheidend für Anwendungen wie die Abscheidung von CNT auf Glassubstraten für die Feldemission und die Integration von nanoelektronischen Geräten in die herkömmliche Mikroelektronik.
Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD):
Bei der PECVD wird die hohe Aktivität des Plasmas bei niedrigen Temperaturen genutzt, um die Abscheidungstemperatur der Schichten zu verringern. Diese Technologie ist besonders vorteilhaft für das Wachstum von CNTs bei Temperaturen unter 400°C, was Möglichkeiten für die Integration von CNTs in verschiedene Substrate eröffnet, die hohen Temperaturen nicht standhalten können, wie z. B. Glas.Katalytische chemische Gasphasenabscheidung (CVD):
Bei der katalytischen CVD wird ein Metallkatalysator verwendet, um Reaktionen zwischen dem Vorläufergas und dem Substrat einzuleiten, was das Wachstum von CNTs bei niedrigeren Temperaturen ermöglicht. Diese Methode ist entscheidend für das Wachstum von CNT und Graphen bei Temperaturen, die viel niedriger sind als die, die ohne Katalysator erforderlich sind.
Auswirkungen auf die Geräteintegration:
Die Möglichkeit, CNTs bei niedrigeren Temperaturen zu züchten, ist für die Entwicklung von nanoelektronischen Geräten von großer Bedeutung. Sie ermöglicht die In-situ-Präparation von CNTs, die in die herkömmliche mikroelektronische Verarbeitungstechnologie integriert werden können. Diese Integration ist der Schlüssel zum Erreichen ultrahoher Kapazitäten und ultragroßer integrierter Schaltungen.Prozessbetrachtungen:
Eine Senkung der Prozesstemperatur kann zwar die Ätzrate von Fluorwasserstoffsäure (HF) erhöhen und mehr Möglichkeiten zur Änderung des Brechungsindexes bieten, kann aber auch zu einer Erhöhung der Pinhole-Dichte führen. Die Ausgewogenheit dieser Eigenschaften ist für die Optimierung des Wachstums von CNT bei niedrigeren Temperaturen entscheidend.
