Steuerbare Gleichrichtung in Halbleiter-Nanostrukturen - Universität ...

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3. Proben 3.3.5. Elektronenstrahllithographie Um die eigentliche Nanostruktur zu erzeugen, wird die Elektronenstrahllithographie (EBL) 4 verwendet, da die optische Lithographie nur ein durch die Wellenlänge des genutzten Lich- tes begrenztes Auflösungsvermögen von max. 1 µm besitzt. Die in dieser Diplomarbeit un- tersuchten Strukturen liegen jedoch in Größenordnungen von einigen hundert Nanometern. Mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) LEO 1530 von Zeiss kann bei Schreibvorgän- gen eine Auflösung von 10 nm erreicht werden. Integriert in das REM sind die Schrei- beinheit der Firma Raith mit der Schreib-Software ElphyPlus, deren Rasterschrittweite bei den Schreibvorgängen das eigentliche Auflösungsvermögen des REMs von 2 nm (bei Lesevorgängen) auf 10 nm beschränkt. Bei der EBL wird mit einem elektronensensitiven Lack gearbeitet. Er wird mit der oben erwähnten Lackschleuder aufgebracht. Mit Hilfe des Elektronenstrahls wird die Probe beschrieben, wobei die belichteten Bereiche des Lackes im Entwicklungsschritt entfernt und die darunter liegenden Bereiche der Heterostruktur durch den anschließenden Plasma-Ätzprozess abgetragen werden. Die Maske für die optische Kontakt-Lithographie wird ebenfalls mittels EBL hergestellt. Als Maskenmaterial dient ein Quarzsubstrat, welches mit einer dünnen Chromschicht bedeckt ist. Die beschichtete Seite wird mit einem geeigneten Lack mittels Lackschleuder bedeckt und die gewünschten Maskenstrukturen werden geschrieben. Nach der Entwick- lung des Lackes folgt ein Ätzprozess, bei dem die Chrombeschichtung an den beschriebenen Stellen heraus gelöst wird. Ausschließlich diese Stellen sind durchlässig für das UV-Licht des Maskaligners. 3.3.6. Plasmaätzen Zum Ätzen der Gräben wird eine Plasmaanlage Plasmalab System 100 der Firma Oxford eingesetzt. Durch das aus Tetrachlorsilan (SiCl4) und Argon entstehende Plasma wird eine Ätzrate von ca. 150 nm min erreicht. Das stark anisotrope, reaktive Ionenätzen gewährleistet nahezu senkrechte Kanten im Ätz- profil. Dies ist für die Proben von großer Wichtigkeit, da so die Breite des Kanals an der Oberfläche der Heterostruktur in sehr guter Näherung mit der Breite des 2DEG-Kanals in tieferen Schichten übereinstimmt. Jedoch besteht die Möglichkeit, dass der starke Ionenbe- schuss zu einer Schädigung der Randbereiche des 2DEGs geführt hat. Für eine ausführliche Beschreibungen zu unterschiedlichen Ätzvorgängen sei zum Beispiel auf die Dissertation von S. Beyer verwiesen [42]. 4 engl.: electron beam lithography 26
3.3.7. Erste Charakterisierung 3.3. Probenpräparation Nachdem die Probenstruktur durch das Plasmaätzen geschaffen wurde, folgt die Kontrolle durch Betrachtung mittels REM. Dabei werden die Nanostrukturen vermessen und mög- liche Defekte erkannt. Außerdem wird mit dem Spitzenmessplatz eine erste Charakterisie- rung der Proben durchgeführt. Genügt die Struktur allen Anforderungen, wird die Probe mit tieftemperaturgeeignetem Leitsilber auf dem Probenträger fixiert und mit Hilfe eines Wedge-Bonders werden die Ohmschen Kontakte mit den Kontaktflächen des Probenträger verdrahtet (Draht: Al0,99Si0,01). Somit kann die Probe über die Außenflächen des Proben- trägers kontaktiert und zudem problemlos in den Probenstab ein- und ausgebaut werden (siehe Abbildung 3.5). Abbildung 3.5.: Gebondete Proben im Probenträger. 27
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A. Parameter der Probenpräparation
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B. Wachstumsprotokolle B.1. Probenm
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C. Magnetfeldmessungen Reziprokes M
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Literaturverzeichnis 92 [11] Ando,
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Literaturverzeichnis 94 [35] Ashcro
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Ein ganz besonderer und großer Dan
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