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Top Elektroden 71 stellt die Kantenrauigkeit für kleine Strukturen dar. Durch sie wird die Untergrenze für erreichbare Strukturbreiten mit dem hier gezeigtem Prozess bestimmt. 5.3 Top Elektroden Zur Herstellung der Top-Elektroden wurden ebenfalls 4 Si-Wafern verwendet. Eine Oxidation ist hier nicht notwendig. Das Schichtsystem ist in Abbildung 5.8 A) dargestellt. Ein wesentlicher Unterschied zum PALO Prozess von Shimizu et al. ist der wasserlösliche Polymer, der als Opferschicht verwendet wird [92]. Ursprünglich wurde Polyacrylsäure (engl. Poly Acrylic Acid, PAA) verwendet, jedoch reicht die Haftung von PAA zu Gold nicht aus, um eine Strukturierung mit NIL durchzuführen. Beim Ablösen des Molds nach dem Imprint wurden Teile der Goldschicht mit abgelöst und blieben am Mold haften. Daher wird für die Herstellung von Top-Elektroden durch NIL ein anderer Polymer verwendet. Der schon A) B) C) PDMS UV-Lack Gold NX-R3022 NIL RIE PMMA Si Si +PMMA +PDMS Si Abbildung 5.8: Schematische Darstellung des Herstellungsprozess einer Top-Elektrode. A) Das Schichtsystem besteht aus einem Si-Wafer, einer 250 nm Schicht NX- R3022(6%), einer 60 nm Goldschicht und dem Zweischicht Lacksystem NX- R3022(1%) / NX-R2010(3%). B) Der Strukturierungsprozess durch NIL ist analog zur Bottom-Elektrode. Durch RIE werden die Strukturen in den Metalllm übertragen. Es verbleibt eine zusammenhängende Goldschicht von ca. 15 nm. C) Verkapselung des Elektrodenfeldes in PMMA. Zusätzlich wird ein Stück PDMS zur besseren Handhabung aufgelegt. bei der Herstellung der Bottom-Elektroden zum Einsatz gekommene Haftvermittler NX- R3022 haftet sehr gut an Gold und ist zudem wasserlöslich. Damit sich die Top-Elektrode in annehmbarer Zeit vom Substrat ablösen lässt, muss die Opferschicht eine gewisse Dicke haben. Versuche mit dünnen Schichten von etwa 30 nm waren nicht erfolgreich. Durch Verwendung von NX-R3022 mit einem Feststoanteil von 6% lassen sich Schichtdicken bis zu 250 nm durch Rotationsbeschichtung erreichen. Diese Schichten haben sich als zuverlässige Opferschichten erwiesen und führten zu reproduzierbaren Ergebnissen. Als Alternative zu NX-R3022 wurde auch PMMA als Opferschicht getestet. Grundsätzlich war auch mit PM- MA die Herstellung der Top-Elektroden möglich. Jedoch kann dann PMMA später nicht als Verkapselung verwendet werden, da sich diese beim Ablösen der Elektroden ebenfalls auösen würde. Auÿerdem ist Aceton als Lösemittel unvorteilhaft, da das Verbleiben von Rückständen auf der Elektrodenoberäche nicht ausgeschlossen werden kann. Auf die Opferschicht werden 60 nm Gold thermisch aufgedampft. Dabei ist es notwendig,
μm O 2 Ar CF 4 μm A) B) C) 200nm 200nm 200nm 100μm 1μm
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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 15 nicht genüg
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Lithographie Techniken und Untersuc
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