Steuerbare Gleichrichtung in Halbleiter-Nanostrukturen - Universität ...

3.3. Probenpräparation
3.3. Probenpräparation
Die Probenpräparation wird in einem Reinraum der Klasse 5 1 der Universität Duisburg-
Essen durchgeführt. Dadurch wird gewährleistet, dass die Proben nicht durch Staubpartikel
verunreinigen und somit eine Beschädigung der Nanostrukturen verhindert wird. Um die
gewünschte Nanostruktur herzustellen, muss eine Probe mehrere Prozess-Schritte durch-
laufen. Zuerst wird die Grundstruktur, die sogenannte Mesastruktur, erstellt. Sie sorgt für
eine klar definierte Fläche des 2DEGs. Anschließend werden die Ohmschen Kontakte ge-
schaffen und erst im letzten Schritt wird die eigentliche Nano-Struktur durch Plasmaätzen
erzeugt. Dies wird in den folgenden Kapiteln eingehend erläutert. Die exakten Prozessie-
rungsparameter sind im Anhang A ab Seite 83 zu finden.
3.3.1. Reinigung
Ein wichtiger Schritt in der Probenpräparation ist die Probenreinigung. Jede Probe wird
während ihrer Herstellung folgendermaßen mehrmals gründlich gereinigt: Zuerst wird die
Probe mehrere Minuten in Aceton, dem polarsten der gängigen Lösungsmittel gelegt. Da-
nach folgen in gleicher Weise Methanol und zum Abschluss Isopropanol, das unpolarste
Lösungsmittel. Auf diese Weise wird eine möglichst geringe Schlierenbildung gewährleis-
tet. Zusätzlich wird die Probe mit Stickstoff abgeblasen. Eventuell kann zur Reinigung
auch ein Ultraschallbad genutzt werden. Da durch die Ultraschallwellen die Heterostruk-
tur und somit das 2DEG beschädigt werden können, sollte dieses mit Vorsicht verwendet
werden. Nach jedem Prozessschritt wird diese Reinigung wiederholt, um die Probe sauber
zu halten und z.B. ungewünschte Lackreste zu entfernen.
3.3.2. Optische Kontaktlithographie
Zur Mesaherstellung auf den Proben wird die optische Kontaktlithographie eingesetzt.
Hierzu wird die Probe mit Hilfe einer Lackschleuder der Firma B.L.E. mit einem UV-
empfindlichen Photolack bedeckt und anschließend durch einen Maskaligner von Karl Suss 2
belichtet. Dafür wird eine Maske benötigt, die im Vorfeld durch Elektronenstrahllithogra-
phie hergestellt wurde (siehe Abschnitt 3.3.5). Sie sorgt dafür, dass nur die Bereiche belich-
tet werden, die anschließend im Ätzprozess abgetragen werden sollen. An den belichteten
Stellen werden durch das UV-Licht des Maskaligners die Molekülketten des Lacks aufge-
1 Nach VDI Richtlinie 2083 oder US Federal Standard 209b: Maximal 10.000 Partikel größer als 0,1 µm
in 28 l Luft.
2 Gerät mit integrierter Quecksilberdampflampe (λ = 200 nm) zur Belichtung des Lackes und Positionie-
rung von Maske und Probe.
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