等離子清洗機制造商正在將石墨烯應用于集成電路。
毫不夸張地說，石墨烯是21世紀的明星材料。 2004年，二維石墨烯的發(fā)現(xiàn)震驚了整個物理學界，顛覆了“熱力學漲落不允許二維晶體在有限溫度下自由存在”的認知。它的發(fā)現(xiàn)者，曼徹斯特大學物理與天文學的海姆和諾沃肖洛夫也被提名為 2008 年諾貝爾物理學獎，并獲得了 2010 年諾貝爾物理學獎。與硅相比，石墨烯在集成電路中具有獨特的優(yōu)勢。
基于硅的微型計算機處理器在室溫下每秒只能執(zhí)行一定數(shù)量的操作，但電子通過石墨烯時電阻很小，產(chǎn)生的熱量也很少。此外，石墨烯本身是一種極好的熱導體，散熱非常快。由于其優(yōu)異的性能，石墨烯可用于制造電子產(chǎn)品，顯著提高其運行速度。速度只是石墨烯的好處之一。硅不能分成小于 10 nm 的小塊。否則，您將失去有吸引力的電子特性。與硅相比，石墨烯的基本物理特性在分裂時不會發(fā)生變化，電子特性會變得異常。因此，即使硅不能進一步劃分，比硅更小的石墨烯仍能繼續(xù)保持摩爾定律，極有可能取代硅，促進微電子技術的發(fā)展。因此，石墨烯獨特的物理化學性質(zhì)也引起了物理、化學和材料領域的科學家們的極大興趣。

真空等離子清洗機的制造商正在引入氧和氫等離子體來蝕刻石墨烯。
氧等離子體和氫等離子體都可用于蝕刻石墨烯。兩種石墨烯氣體等離子刻蝕的基本原理是通過化學反應沿石墨烯的晶面進行刻蝕。不同的是，氧等離子體攻擊碳碳鍵后形成一氧化碳、二氧化碳等揮發(fā)性氣體，而氫等離子體則形成甲烷氣體并與之形成碳氫鍵。 2010年，中國科學院物理研究所張光宇發(fā)表了以氫氣為主要氣體蝕刻單層和雙層石墨烯的文章。論文指出，射頻頻率的功率是一個重要參數(shù)，如果太大，很容易在石墨烯上刻蝕出深槽，形成大量缺陷。更強的等離子蝕刻導致更寬的溝槽和更深的孔。
如果氫等離子體功率過高或過長，石墨烯表面的斷裂鍵會進一步受到攻擊并繼續(xù)變寬，形成深峽谷，同時攻擊其他部分，石墨烯是深六邊形，形成氣孔。在任何一種情況下，在某些處理過程中都應避免出現(xiàn)某些情況。除了精確控制射頻功率和蝕刻時間等條件外，還必須注意保護蝕刻過程中不需要蝕刻的區(qū)域。這是一個更困難的問題，因為石墨烯具有高反應性并且非常容易受到損壞。幸運的是，許多等離子蝕刻設備制造商已經(jīng)意識到在蝕刻過程中需要保護未蝕刻區(qū)域或特定功能層。許多制造商正在推出或試圖推出此類型號，以適應 14 納米以下的蝕刻節(jié)點。
與目前主流的蝕刻工藝一樣，蝕刻溫度也是一個重要參數(shù)。有趣的是，石墨的蝕刻速率并不隨溫度線性變化，而是在450°左右有一個峰值。更有趣的是不同厚度石墨烯的不同刻蝕率，以及不同溫度下單層或雙層石墨烯的不同刻蝕率。可以看出，單層的石墨烯蝕刻速率遠快于雙層的石墨烯蝕刻速率。這意味著層數(shù)的減少意味著暴露面積的增加，這意味著更多的碳-碳鍵被暴露出來，而兩層或多層石墨烯烴總是重疊的，上層中的碳-碳鍵斷裂后暴露的下層可能不會具有相同的晶體取向，使得蝕刻困難并導致蝕刻速率顯著不同。
經(jīng)過多次嘗試和工藝優(yōu)化，已經(jīng)實現(xiàn)了8nm、12nm和22nm等各種寬度的石墨烯納米級線材，并將其整合到器件中。電氣特性不好，但電流開關比只有102，即閾值電壓。飽和電流都不能滿足芯片級的要求，但是上面提到的處理方法和刻蝕研究的細節(jié)還是值得考慮的。具體而言，氧等離子體用于刻蝕形成120nm石墨烯線，然后氫等離子體用于刻蝕以形成更細的線。一方面，石墨烯對氧氣的刻蝕可以在常溫下進行，成本很低，速度相當高，精度從幾納米到幾十納米，刻蝕率不高。一定是太快了。這將使氫等離子體得到更廣泛的應用。
以上是金徠真空等離子清洗機廠家對氧氫等離子刻蝕石墨烯的介紹。