Nanotech

O Nanotech

Laboratoria Nanotechnologii i Struktur Półprzewodnikowych (LaNSP) są kompleksem pracowni umożliwiających otrzymywanie wysoce złożonych struktur półprzewodnikowych, niezwykle cennych z punktu widzenia zarówno nauki krajowej jak i międzynarodowej. Jest on zlokalizowany na jednym poziomie w Centrum Nowych Technologii (CeNT) Uniwersytetu Warszawskiego (UW) przy ulicy Banacha 2c w wysokiej jakości nowoczesnych pomieszczeniach, specjalnie zaprojektowanych pod kątem tych laboratoriów. Zajmują łącznie 736 m2, w tym ok. 100 m2 typu cleanroom.

Jak nas znaleźć?

Klasa czystości pomieszczeń zawiera się pomiędzy ISO 6 a ISO 8.

Specyfika stanowiska jako miejsca pracy badawczej determinuje zgromadzenie m.in. następujących funkcjonalności:

  1. Hodowli materiałów półprzewodnikowych: najnowocześniejsza aparatura służąca do wytwarzania struktur półprzewodnikowych z materiałów grup III-V i II-VI metodami MBE, MOVPE i ALD.
  2. Litografii umożliwiającej uzyskanie niemal dowolnych kształtów nano i mikrostruktur półprzewodnikowych, także przy użyciu metod skalowalnych, takich jak trawienie chemiczne oraz trawienie na sucho umożliwiające.
  3. Szerokiego zakresu pomiarów i charakteryzacji: placówka zapewnia standardowe i zaawansowane urządzenia metrologiczne i monitorujące, takie jak mikroskopy optyczne i elektronowy, profilometr mechaniczny, zaawansowane urządzenia do pomiarów optycznych i elektrycznych, które są niezbędnym uzupełnieniem kontroli procesu wzrostu.

LaNSP jest zatem stanowiskiem badawczym, w którym wykonywać można wszystkie etapy procesu technologicznego, począwszy od wytworzenia nanostruktur półprzewodnikowych poprzez ich mikro- i nano- strukturyzację aż do wytworzenia działającego urządzenia, przy możliwości zaawansowanej charakteryzacji na wszystkich etapach.

Pełna lista aparatury:

  1. Mikroskop elektronowy Dual Beam HELIOS NanoLab 600 firmy FEI
    1. zestaw do litografii elektronowej RAITH ELPHY Quantum 6MHz
    2. system EDX
  2. Laboratorium Litografii jest przeznaczone do wykonywania strukturyzacji przestrzennej na półprzewodnikowych strukturach cienkowarstwowych wytwarzanych w urządzeniach MBE i MOVPE wchodzących w skład LaNSP, oraz w innych zaprzyjaźnionych ośrodkach badawczych. Na wyposażeniu laboratorium litografii znajduje się wysokiej klasy sprzęt służący do wykonywania strukturyzacji: 
    • Spin-coatery i hot-plate służące do pokrywania podłoży półprzewodnikowych fotoczułymi rezystami,
    • Trzy dygestoria, sprzęt szklany i odczynniki chemiczne potrzebne mokrego trawienia póprzewodników.
    • Demineralizator HLP 5 do wytwarzania wody demineralizowanej.
    • Półautomatyczny Mask-Aligner MJB 3. Jest to zasadniczy element tego laboratorium, służy do precyzyjnego pozycjonowania masek litograficznych oraz naświetlania rezystów fotoczułych promieniowaniem ultrafioletowym. Urządzenie to pozwala osiągać rozdzielczość litograficzną na poziomie 1 mikrometra. Jest ono doskonałym narzędziem na potrzeby badań jak również do wytwarzania małych pilotażowych serii urządzeń półprzewodnikowych.
    • System do bezmaskowej fotolitografii POLOS uPrinter
    • Trawienie jonowe (ICP) Oxford Plasmalabs 100 
    • Rapid thermal annealing SSI SOLARIS 
    • Profilometr Veeco Dektak 
    • Dwa mikroskopy optyczne, służące do wizualnej oceny
    • Stacja do rysowania próbek
    • Naparowywarka, do naparowywania termicznego wszystkich metali, napylania za pomocą magnetronu tlenków i azotków, z działem jonowym do czyszczenia powierzchni oraz wagą kwarcową do pomiaru grubości napylanych warstw
    • Suszarka w punkcie krytycznym 
    • Stacja do przenoszenia ultracienkich kryształów dwuwymiarowych
  3. Aparat rentgenowski PANalytical X’Pert PRO : Dyfraktometr rentgenowski X’Pert jest wyposażony w dwa niezależne stanowiska  pomiarowe (unikalna konstrukcja) umożliwiające jednoczesny pomiar próbek w dwóch różnych trybach pomiarowych. Pierwszy kanał pomiarowy umożliwia prowadzenie badań techniką wysokorozdzielczej dyfraktometrii rentgenowskiej przeznaczonej dla wielowarstw krystalicznych (np. typu studnie kwantowe lub supersieci) otrzymywanych w technice MBE lub MOVPE. W drugim kanale pomiarowym wyposażonym w zwierciadło Braggowskie i dyfraktometr typu Bragg-Brentano możliwe są pomiary w trybie Reflektometrii Rentgenowskiej warstw ultracienkich (np. warstw BN, NiTe2 na różnych podłożach uzyskanych w technologii MOVPE lub MBE) a także standardowe pomiary dla próbek wielofazowych (np. ogniwa perowskitowe). 
  4. Stanowisko do testowania wytworzonych struktur za pomocą pomiarów efektu Halla (określenie koncentracji nośników i ich ruchliwości) w zależności od temperatury od 12 K do 300 K,.
  5. Mikroskopy AFM, STM – w szczególności mikroskop VT AFM/STM UHV umożliwiający pomiary techniką mikroskopii sił atomowych (AFM), skaningowej mikroskopii tunelowej (STM) oraz technikami pokrewnymi: mikroskopia sił magnetycznych (MFM), mikroskopia sił z sondą Kelvina (KPFM), mikroskopii sił elektrycznych (EFM) oraz mapowanie przewodnictwa elektrycznego (Conductive AFM). Pomiary mogą być wykonywane w wysokiej próżni oraz w szerokim zakresie temperatur (40 – 750K).
  6. Spektrofotometr CARY 5000 to specjalistyczne urządzenie do charakteryzacji spektroskopowej w zakresie 175- 3300 nm. Umożliwia badanie transmisji światła, a dzięki zakupionym przystawkom także widma odbicia, widma światła rozproszonego itp. Urządzenie to służy do wstępnej charakteryzacji optycznej próbek wyhodowanych metodą MBE i MOVPE oraz struktur fotoligraficznych (np. układów periodycznych).
  7. Układ charakteryzacji transportowej: Układ zbudowany na bazie urządzenia Agilent Keysight B1500A umożliwiający pomiary: I(V), C(V), 4K-650K, I > 10-13 A, f < 5MHz wraz ze stacją pomiarową (probe station) Cascade Microtech EPS150TRIAX
  8. Osadzania: osadzanie przez odparowanie lub plazmę umożliwia osadzanie cienkiej warstwy (w zakresie od nanometrów do mikrometrów) metali, a wkrótce także naparowanie wspomagane plazmą. Alternatywnie materiały można osadzać z rozdzielczością nm z osadzaniem wspomaganym wiązką w systemie podwójnej wiązki FIB-SEM.
  9. Preparatyka do SEM: układ do precyzyjnego trawienia i naparowywania metali PECS GATAN model 682 (Precision Etching Coating System)
  10. Preparatyka do TEM: system precyzyjnego trawienia jonowego PIPS GATAN model 691 (Precision Ion Polishing System).