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

4 DIE HERSTELLUNGSTECHNOLOGIEN
(Abbildung 4.20 a). Die beschleunigten Ionen werden an der Lackkante gestreut und
treffen unter einem schrägen Winkel auf die Substratoberfläche. Eine Ätzselektivität
zwischen unterschiedlichen Materialien ist nur bedingt durch die Verwendung
verschiedener Gase gegeben [112].
Im Fall II) der chemischen Trockenätzverfahren werden reaktive Gase (O 2 , F, Cl etc.)
eingesetzt. Durch die Reaktion des Ätzgases mit den Waferatomen bilden sich flüchtige
Verbindungen, die durch Desorption von der Oberfläche entweichen. Der chemische
Ätzprozess zeichnet sich durch seine isotrope Charakteristik aus, wodurch bei
vorstrukturierten Substraten ein Unterätzen der Maske entstehen kann
(Abbildung 4.20 b).
Im Fall III) des physikalisch unterstützten chemischen Prozesses wird ein Gasgemisch
aus inerten und reaktiven Gasen gebildet. Der Inertgasanteil sorgt in diesem Fall dafür,
dass nicht-flüchtige Reaktionsprodukte durch eine kinetische Komponente von der
Oberfläche entfernt werden können. Dieses Verfahren bietet eine hohe Flexibilität, da
durch geeignete Gasmischungsverhältnisse zum einen senkrechte Ätzkanten realisiert
und zum anderen hohe Ätzselektivitäten unterschiedlicher Materialien erzielt werden
können. Senkrechte Kanten und hohe Selektivitäten sind in der Trockenchemie-
Technologie wünschenswert, da hierdurch unerwünschte, vertikale und horizontale
Strukturverluste gering gehalten werden.
Neben der Wahl geeigneter Gase und Mischungsverhältnisse spielen Parameter, wie die
Beschleunigungsenergien der Ionen, die Temperatur der Probe, der Kammerdruck und
die Plasmadichte, während des Prozesses eine bedeutende Rolle. Die Regelung und
Einflüsse dieser Parameter sind jedoch stark von der verwendeten Technologie (z.B.
RIBE oder RIE) und der Dimensionierung der Prozesskammer bzw. deren
Komponenten abhängig [113, 114].
4.2.5 Ätzprozesse
Zur Herstellung der Crossbar-Bauelemente wurden eine Reihe an Materialien
strukturiert. Für die Stempelherstellung wurde sowohl das Hartmaskenmaterial,
bestehend aus verschiedenen Metallen, als auch das Glassubstrat (SiO 2 ) geätzt (vgl.
Abbildung 4.7 d, e). Für die Herstellung der Crossbars wurde zunächst nach der
Nanoimprint-Lithographie der Residual-Layer, bestehend aus siliziumhaltigem UV-
Lack, und anschließend das Elektrodenmaterial, welches verschiedene Metalle
beinhalten konnte, strukturiert. Ferner wurde eine Planarisierungsschicht benötigt (siehe
Kapitel 5.5), welche mittels RIBE gedünnt werden musste. Diese Schicht bestand aus
einem SiO 2 -haltigem Glas, wodurch hier Ätzprozesse für reines SiO 2 angewendet
wurden.
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