Исследование процессов 3D-структурирование в электронной литографии
Диссертация - Компьютеры, программирование
Другие диссертации по предмету Компьютеры, программирование
еделяющие наличие полной запрещенной зоны и ее ширину в фотонном кристалле является контраст (отношение коэффициентов преломления материалов составляющих фотонный кристалл) и типом решетки (чем выше порядок симметрии решетки, тем шире полная запрещенная зона). Как известно, наибольший порядок симметрии, которым может обладать кристаллическая, решетка равен шести, а коэффициент преломления резиста достаточно мал (порядка 1.5), поэтому, как показывают расчеты, невозможно в такой среде создать 2D и 3D фотонные кристаллы с полной запрещенной зоной.
Существует класс объектов, называемых квазикристаллами, и не имеющих ограничения на порядок симметрии. В отличие от кристаллов, обладающих дальним порядком двух типов, трансляционным и вращательным, квазикристаллы обладают только вращательным. Отсутствие трансляционной симметрии снимает ограничения на порядок вращательной симметрии, однако, ставит задачу расчета узлов квазикристалла.
Основными методами расчета узлов квазикристалла являются метод де Брауна и проекционный метод.
Опираясь на проекционный метод построения квазикристаллов, была разработана программа, рассчитывающая координаты точек квазикристалла. Используя эти координаты, в резисте были созданы двумерные квазикристаллические структуры с осью симметрии 10 порядка.
В пленке резиста с Родамин 6G толщиной 0.8мкм на стекле с 20нм слоем алюминия были созданы периодические структуры, имеющие треугольный тип решетки, (с периодами 0.4мкм, 0.48мкм, 0.52мкм и 0.56мкм) и квазикристаллическая структуры с плотностью отверстий на квадратный микрон равной 6.25/(0.8*0.8).
Следует отметить, что свет ртутной лампы проходил через светофильтры СС4 и СС5-2. Спектры люминесценции показывают усиление люминесценции в несколько раз, как на периодических структурах, так и на квазикристаллах.
Это может свидетельствовать об увеличении оптической плотности состояний у исследуемых структур по сравнению с пленкой.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполнения данной работы были разработаны метод определения контрастности электронных резистов и послойный метод 3D- структурирования с помощью электронной литографии. Также были проведены исследования зависимости контрастности резистов от условий проявления, влияния плотности тока и последовательности экспонирования на скорость проявления электронных резистов. Осуществлены исследования спектров фотолюминесценции фотонных структур в резисте с добавленным в него красителем. Основные выводы сформулированы следующим образом:
1.Разработан новый оптический метод быстрого и точного определения эффективной контрастности электронных резистов с помощью специальной тестовой структуры. Из экспериментальной зависимости контрастности позитивного резиста от температуры проявителя получено, что незначительное увеличение температуры ведет к значительному уменьшению контрастности.
.Экспериментально обнаружен новый эффект - зависимость скорости проявления электронного резиста от последовательности экспонирования и плотности тока (макс-эффект). Для его описания была создана феноменологическая модель, позволившая установить, что скорость проявления участков резиста может отличаться в три раза при одинаковой дозе экспонирования.
3.Для получения периодических трехмерных структур предложен новый послойный метод 3D-структурирования на основе электронной литографии. С его помощью были созданы структуры с периодом от 0.5 до 6 микрон и максимальным количеством слоев 12. Этот метод также расширил возможности электронной литографии для создания приборов оптоэлектроники, в частности, с его помощью были созданы элементы конфокального коллиматора.
4.В пленках резиста с красителем родамином 6G были созданы двумерные фотонные кристаллы с разным периодом, а также квазикристаллы. Исследование спектров фотонных структур показало увеличение интенсивности фотолюминесценции на структурах по сравнению с исходной пленкой.
Данная работа была выполнена в Институте проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН при помощи и содействии коллектива сотрудников, которым я приношу свою искреннюю благодарность.
Отдельно мне хотелось бы поблагодарить коллектив лаборатории Физики и технологии мезоскопических структур, сотрудником которой я являюсь, и в особенности Фирсова Анатолия Александровича, а также её бывшего руководителя Дубоноса Сергея Валентиновича. Еще хотелось бы выразить свою благодарность Свинцову Александру Александровичу за плодотворное сотрудничество, Якимову Евгению Евгеньевичу за помощь при оптических измерениях, и конечно, моему научному руководителю Зайцеву Сергею Ивановичу.
ЛИТЕРАТУРА
1. C. A. Deckert and D. A. Peters. Optimization of thin film wetting and adhesion behavior, vol. 68 Issue 2 , p. 417-420 (1980).
2. K. Ueberreiter. Diffusion in Polymers// edited by J. Crank and G. Park, Academic Press, New York, , Chapter 5, p. 219-257 (1968).
3. K. Ueberreiter and F. Asmussen. Velocity of dissolution of polystyrene., vol. 23 Issue 103 , p. 75-81 (1957).
. K. Ueberreiter and F. Asmussen. Veloc