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Bottom Elektroden 67 wendet, der keine beliebigen Strukturen zulässt. Da die elektrische Adressierbarkeit eine Vorraussetzung für die Anwendung der Crossbar-Strukturen ist, sind Herstellungsprozesse, die auf periodischen Mustern basieren, keine Option. Um die Molds für NIL zu verwenden und eine Silanisierung zu ermöglichen, wurde die Chromschicht nasschemisch entfernt. Dies hat den positiven Nebeneekt, dass Rückstände vom RIBE Prozess auf der Moldoberäche ebenfalls abgelöst werden. Alle Molds wurden vor der NIL mit Peruorsilan (FOTCS) SAM beschichtet. In allen Fällen wurde das Silan aus der Gasphase abgeschieden. Da die Molds zur Herstellung von Top-Elektroden sehr gute Antihafteigenschaften aufweisen müssen, wurde auf eine spezielle Silanisierungsmethode mit dem sog. Casino-Device zurückgegrien. Dieses Gerät ist ein Eigenbau und wurde dazu entwickelt hochwertige SAMs aus der Gasphase abzuscheiden. Im Vergleich zur herkömmlichen Abscheidung aus der Gasphase werden hier zusätzliche Prozessschritte (Wasseraktivierung, Erhitzen) durchgeführt. Dies führt zu hochwertigen und defektfreien Monolagen. Der damit erreichte Kontaktwinkel lag für alle Molds zwischen 110 ◦ und 115 ◦ . 5.2 Bottom Elektroden Die Bottom-Elektroden wurden auf 4 Si-Wafern hergestellt. Zur elektrischen Isolierung wurde eine 400 nm Oxidschicht durch Nassoxidation aufgewachsen. Der RMS Wert der Oberächenrauigkeit lag bei (0.13 ± 0.02) nm. Durch Trockenoxidation konnte keine Verbesserung dieses Wertes erreicht werden. Als Elektrodenmaterial wurde Gold gewählt, da die Thiol-Gold-Bindung gut untersucht ist und somit Oberächen zuverlässig modiziert werden können. Zur besseren Adhäsion diente eine 5 nm Titanschicht, auf welche 30 nm Gold aufgedampft wurde. Der Strukturierungsprozess mit NIL ist in Abbildung 5.4 dargestellt. Es wurde ein zwei Schichten Lacksystem verwendet (in Abbildung 5.4 nicht dargestellt). Als Haftvermittler diente der Lack NX-R3022(1%) und als UV-Lack der NX-R2010(3%). Um eine möglichst dünne Restschicht beim NIL zu erreichen, wurde der NX-R2010 in MMA im Verhältnis 1:1 verdünnt. Nach der Rotationsbeschichtung mit NX-R2010 hat dieser eine Schichtdicke von ca. 60 nm und der NX-R3022 eine Dicke von ca. 25 nm. Durch NIL wird der NX-R2010 strukturiert und ausgehärtet. Die exakten Prozessparamter sind im Anhang C auf Seite 126 aufgelistet. In Abbildung 5.5 sind REMAufnahmen von Querschnitten der NIL-Strukturen gezeigt. In Abb. 5.5 A) wurde ein UV-Lack mit groÿer Restschicht verwendet, während in Abb. 5.5 B) der verdünnte NX-R2010 eingesetzt wurde und die Restschicht wesentlich kleiner ausfällt. Weiterhin weist die Form der Strukturen darauf hin, dass die Kavitäten des Molds beim Imprint komplett gefüllt wurden. Somit lässt sich die Tiefe der Strukturen im Mold indirekt bestimmen. Für Molds mit 200 nm und 300 nm Strukturen wurde die Tiefe zu 80 nm bestimmt, während die 100 nm Strukturen eine Tiefe von 60 nm und die 50 nm Strukturen eine Tiefe von 50 nm aufweisen. Die Unterschiede sind ein Resultat des Ätzprozesses mit RIBE bei der Moldherstellung. Der Abtransport von geätztem Material ist in kleinen Strukturen langsamer als in groÿen (sog. RIE lag)[140]. Da alle Molds mit derselben Ätzzeit hergestellt wurden, fällt die Tiefe der Strukuren unterschiedlich aus. Zum Übertragen der Strukturen in den Metalllm sind grundsätzlich zwei Ätzschritte notwendig. Im ersten Schritt wird die Restschicht des Lacks durch Ätzen mit CF 4 entfernt. Der NX-R2010 hat einen hohen Feststoanteil mit Si-Komponente, weshalb ein Ätzen mit
μm UV-Lack Imprint mit Mold Ablösen des Molds UV-Belichtung SiO 2 A) B) 200nm 100nm
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Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft
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Forschungszentrum Jülich GmbH Pete
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Kurzfassung In dieser Arbeit wurde
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Abstract The focus of this PhD thes
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Inhaltsverzeichnis Abkürzungen XII
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Abkürzungen AFM EBL EUV FIB NIL PL
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2 Kapitel 1: Einleitung einem Ionen
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2 Grundlagen und Methoden 2.1 Theor
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Theoretische Grundlangen 7 zwei Met
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Theoretische Grundlangen 9 Valenzba
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Theoretische Grundlangen 11 den Nob
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Molekularelektronik 13 leichte Proz
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Molekularelektronik 15 nicht genüg
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Weitere Strukturierungsmöglichkeit
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Abbildungen 119 mit PEDOT:PSS von d
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Abbildungen 121 Abbildung B8: Layou
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Protokolle 125 Ätzrezepte zum Troc
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Protokolle 127 Schutzschicht (posit
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Danksagung Für die Hilfe und Unter
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