Entwicklung einer Nanotechnologie-Plattform für die ... - JuSER

4 DIE HERSTELLUNGSTECHNOLOGIEN
Es wird hier deutlich, dass eine geringe Peripheriefläche, wie sie bei 8 bit-Strukturen
vorhanden ist zu einem höheren Füllungsgrad des Stempels führt als bei 16 bit- oder
32 bit-Strukturen, da ein geringeres Volumen gefüllt werden muss. Dennoch sind bei
einer Lackdicke von 20 nm auch die 8 bit-Strukturen nicht zu 100 % vorhanden.
Wird die initiale Lackdicke durch Erhöhung des Feststoffgehaltes vergrößert, so steigert
sich die Füllungseffizienz (siehe Abbildung 4.19). Um stets alle Elektroden-Strukturen
zu 100 % füllen zu können, muss ein Feststoffgehalt von mindestens 1,5 % des NX-
2010 gewählt werden. Dies resultiert in einer initialen Schichtdicke von ~ 45 nm und
einen Residual-Layer im Zentrum der Nanostrukturen von ~ 35 nm. Die
Originalgebinde von Nanonex enthielten einen Feststoffgehalt von 3 %, sodass diese in
einem 1 : 1 - Verhältnis mit MMA gemischt wurden.
Wie aus den oben aufgeführten Sachverhalten deutlich wird, kann kein beliebig dünner
Residual-Layer unter Verwendung dieses Crossbar-Designs erzielt werden. Dadurch
wird die Realisierung sehr kleiner Strukturen im sub-50 nm Nanometerbereich stark
eingeschränkt, da die Verluste durch den Breakthrough-Prozess in diesem Bereich nicht
mehr zu vernachlässigen sind. Eine Lösung bietet die Herstellung der
Zuleitungsperipherie mit Hilfe anderer Technologiemethoden (z.B. durch optische
Lithographieverfahren), sodass lediglich die Strukturen im Elektrodenzentrum mittels
Nanoimprint-Lithographie hergestellt werden (siehe Kapitel 5.4). Somit sind keine
großen Volumina im Stempel mehr zur füllen, der Residual-Layer kann reduziert
werden und die Herstellung von Elektroden im Nanometerbereich ist möglich.
Auch die Realisierung eines homogenen Residual-Layers ist mit dem vorhandenen
Crossbar-Design und mit der Verwendung eines Aufschleuderverfahrens des Imprint-
Lacks nicht möglich. Für regelmäßig angeordnete Strukturen, die über die Gesamtfläche
des Wafers verteilt sind, kann jedoch durchaus ein homogener Residual-Layer erzielt
werden. Ein Werkzeug zur Berechnung und somit zur Optimierung der Residual-Dicke
bietet in diesem Fall die Stefan’s Gleichung [34]
1 1 2 p
= + t ,
2
2 2
h ( t)
h η s
0
0
welche die Dicke des Residual-Layers h in Abhängigkeit von Imprint-Druck p, -Zeit t,
Initial-Lackdicke h 0 , Lackviskosität η 0 und der Fläche des Stempels, die gefüllt werden
muss, also in den Stempel hineingeätzt wurde, s 2 beschreibt. Für die Herstellung von
Crossbar-Array-Strukturen kommt eine Abschätzung mit Hilfe der Stefan’s Gleichung
erst dann in Frage, wenn die Zuleitungsperipherie für die elektrische Charakterisierung
nicht mehr von Nöten ist, also wenn z.B. Crossbar-Array-Speicher auf einen CMOS-
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