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
- Tez No: 608238
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT KAYA YAPICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2013
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL BULĞAN
- 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
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET CENGİZ ONBAŞLI
- 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
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL MERİÇBOYU
- 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
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMET İNÖNÜ KAYA
- 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
2020
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERDAR KARAOĞLU