Geri Dön

Optimization of electron beam lithography and lift-off process for nanofabrication of sub-50 nm gold nanostructures

50 nm altında altın nanoyapıların nanofabrikasyonu için elektron demeti litografi ve yüzeyden kaldırma süreçlerinin optimizasyonu

  1. Tez No: 608238
  2. Yazar: OSMAN ŞAHİN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT KAYA YAPICI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 98

Özet

1950'lerin sonunda ilk entegre devrenin gösterilmesinden bu yana, minyatürleştirme olarak adlandırılan; cihaz boyunun sürekli azalması sonucu, mikro elektronik endüstrisi, transistor yoğunluğunun her iki yılda iki katına çıkmasına tanık olmaktadır. Minyatürleştirmenin temel konsepti yalnızca düşük üretim maliyeti, düşük güç tüketimi, daha yüksek hız ve hesaplama gücü ile ultra büyük ölçekli entegre (ULSI) devrelerin gerçekleştirilmesi için kullanılmadı; aynı zamanda, daha yüksek yüzey/hacim oranları gibi mikro/nano ölçeklerde ortaya çıkan benzersiz fiziksel etkileri de kullanarak yeni dönüştürücü elemanları ve enerji depolama cihazları geliştirmektir. Mikro/nano cihaz üretiminde en önemli teknolojilerden biri; en önemlisi olmasa da litografidir. Geleneksel optik litografi yöntemlerinden (örneğin; Ultraviyole-UV, derin ultraviyole (DUV), yoğun ultraviyole (EUV)) geleneksel olmayan yöntemlere (örneğin. Elektron demeti litografi, x-ışını litografi, iyon-ışın litografi, stereolitografi, tarama probu litografi, nanobaskı litografi, kendi kendine birleşme) kadar geniş çeşitli litoğrafik teknikleri, onlarca mikron ve nanometre altındaki çözünürlüğü oluşturmak için kullanılabilir. Bunlar arasında, elektron demeti litografisi (EBL), nanometre ölçeği yazdırma yeteneği sunan güçlü direk yazma aracı olarak öne çıkmakta ve özellikle düşük hacimli Ar-Ge prototipleşmesinde yararlıdır. Ama, EBL yöntemi ile yazdırma süreç parametrelerinin, özellikle metalik katmanlar durumu için aşındırma veya yüzeyden kaldırma desen transfer teknolojisi ile birlikte düşünülmesi gereklidir. Bu yüzden, bu tez, daha düşük maliyetli bir PMMA/PMMA pozitif tonlu iki tabakalı resist'in kullanarak, 50 nm boyut altındaki metalik nanoyapıların EBL yazdırmaya dayalı yüzeyden kaldırma sürecindeki optimizasyonundaki boşluğu ele almak için sistematik bir çalışma sunmaktadır. Pozlama dozu, pişirme sıcaklığı, yıkama süresi, yıkama çözeltisi, alttaş etkisi, yakınlık etkisi (PE) dahil olmak üzere, EBL parametreleri deneysel olarak incelenecek ve nano yazdırma üzerindeki etkileri, alan emisyonu taramalı elektron mikroskopisi (FE-SEM) ile karakterize edilecektir.

Özet (Çeviri)

Since the demonstration of the first integrated circuit in the late 1950s, the microelectronics industry has witnessed a vast transformation with transistor densities doubling roughly every two years as a result of continuous scaling down of device dimensions, referred to as miniaturization. The fundamental concept of miniaturization has not only been employed for the realization of ultra large scale integrated (ULSI) circuits with reduced manufacturing costs, lower power consumption, higher speed and computational power; but also, for developing novel transducer elements and energy storage devices by harnessing the unique physical effects that arise at micro/nanoscales such as higher surface-to-volume ratios. One of the most important technologies in micro/nano device fabrication, if not the single most important, is lithography. The broad range of lithographic techniques ranging from conventional optical lithography methods (e.g. ultraviolet-UV, deep ultraviolet-DUV, extreme ultraviolet-EUV) to unconventional ones (e.g. electron beam lithography, x-ray lithography, ion-beam lithography, stereolithography, scanning probe lithography, nanoimprint lithography, directed self-assembly) can be used to create features with microns to tens of nanometer resolution and below. Among these, electron beam lithography (EBL) stands out as a powerful direct-write tool offering nanometer scale patterning capability and is especially useful in low volume R&D prototyping. However, patterning with EBL requires careful balance of process parameters which need to be considered in conjunction with the pattern transfer technology that can be either etching or lift-off specifically for the case metallic layers. Accordingly, this thesis provides a systematic study to address the gap in process optimization of lift-off process based on EBL patterning of sub-50 nm metallic nanostructures using a lower cost PMMA/PMMA positive tone bilayer resist spin approach. The governing parameters in EBL including exposure dose, bake temperature, develop time, developer solution, substrate effect, proximity effect (PE) are experimentally studied and their effects on nanopatterning are characterized by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) of fabricated nanostructures.

Benzer Tezler

  1. Design, fabrication and characterization of subwavelength-scale distance sensors based on optical directional coupling

    Optik yönlü bağlaşım temelli dalgaboyu-altı mesafe ölçüm sensörlerinin tasarımı, imalatı ve karakterizasyonu

    SHAHAB BAKHTIARI GORAJOOBI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ERDAL BULĞAN

  2. Machine learning-based SARS-CoV-2 viral detection using surface-enhanced raman spectroscopy optimized with genetic algorithm

    Genetik algoritma ile optimize edilmiş yüzeyi geliştirilmiş raman spektroskopisi kullanılarak makine öğrenimi tabanlı SARS-CoV-2 viral tespiti

    BUSE BİLGİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET CENGİZ ONBAŞLI

  3. Kuru aşındırma yöntemiyle titanyum silisite seçici kontak aşındırma prosesinin optimizasyonu

    Optimization of selective titanium silicide contact hole etching process via dry etching method

    TUĞBA BİLGİÇ KELLE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞEGÜL MERİÇBOYU

  4. Fabrication and characterization of Al/AlOx/Al Josephson junctions for superconducting qubits

    Süper iletken kübitler için Al/AlOx/Al Josephson bağlantılarının üretimi ve karakterizasyonu

    REZA FIROUZMANDI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMET İNÖNÜ KAYA

  5. Bakır/paslanmaz çelik elektron ışın kaynağı bağlantılarında kaynak parametre optimizasyonu

    Welding parameter optimization of electron beam welded copper/stainless steel joints

    TUĞÇE TEKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Makine MühendisliğiEge Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SERDAR KARAOĞLU