Integratie van 2D materialen in een CMOS flow om massaproductie apparaten in te schakelen

De ontdekking en verkenning van grafeen en andere 2D-materialen heeft een enorme boost gecreëerd voor zowel fundamenteel als apparaat-gericht onderzoek, gaande van geavanceerde schaling tot fotonica en sensortoepassingen. Er werden geweldige apparaateigenschappen gedemonstreerd in hoogstaande tijdschriften, gaande van apparaten met ultrahoge mobiliteit, geïntegreerde fotonische modulatoren met hoge snelheid, elektrische apparaten met een enkele molecule en nanoporiën voor DNA-sequencing. Het praktische gebruik van deze materialen wordt echter gehinderd door de moeilijkheden die deze ondervinden bij massaproductie. De belangrijkste problemen betreffen de grootschalige groei van 2D-films van hoge kwaliteit en hun integratie in CMOS-compatibele fabricagestromen. Momenteel worden deze problemen grotendeels overwonnen dankzij ontwikkelingen op gebied van groei en laagoverdrachtstechnieken, die het inbedden van 2D-films in gecompliceerde, op halfgeleiders gebaseerde stapels, mogelijk te maken. Daarom is het tijd om de volgende stap te zetten en deze toepassing te demonstreren met stromen die daadwerkelijk kunnen worden overgedragen naar een productieschema. De karakterisering van de overgedragen filmkwaliteit en de gecorreleerde prestaties van het apparaat zullen belangrijke maatstaven zijn om de penetratie van deze technologie in verschillende markten te bepalen. In dit doctoraat richt je je op het integreren van 2D-films in toepassingsrelevante fabricagestromen, met de nadruk op elektrische biosensoren en/of fotonische apparaten. Het werk omvat uitgebreide materiaalkarakterisering, zorgvuldig apparaatontwerp en optimalisatie op basis van de beschikbare stapel en intensieve interacties met zowel het procesintegratieteam als de applicatie-ingenieurs.