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

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4 DIE

4 DIE HERSTELLUNGSTECHNOLOGIEN Folge dessen Aspektverhältnisse von bis zu ~ 5 mit der Reverse-Tone Technik erzielt werden konnten. (Abbildung 4.28 c: größtes Aspektverhältnis ~ 5 = 500 nm Strukturhöhe / 100 nm Strukturbreite). Jedoch muss das Design der Stempelstrukturen dazu auf den Negativ-Prozess angepasst und somit invertiert werden. Durch das Reverse-Tone-Prinzip können größere Residual-Layer strukturiert werden, was bei der parallelen Herstellung von sehr großen (mehreren 100 μm) und sehr kleinen (sub-50 nm) Strukturen vorteilhaft ist. Zudem bietet die Planarisierung die Möglichkeit ungleichmäßige Oberflächen zu strukturieren, wie es in [120] gezeigt wird. 4.2.7 Fencing Werden Materialien in einem RIBE-Prozess strukturiert, so kann vor allem bei der Strukturierung von Metallen eine Redeposition des abgetragenen Materials an den Seitenrändern der Ätzmaske auftreten. Dieses Phänomen wird als Fencing bezeichnet (siehe Abbildung 4.29). Redeposition Lack Metall Substrat Abbildung 4.29: Fencing, Redeposition abgetragener Metalle an den Seitenrändern der Lackmaske. Fencing wurde während der Untersuchung der Ätzprozesse insbesondere bei der Herstellung von Pt-Strukturen, welche später als Elektroden der Crossbars benötigt wurden, festgestellt. Die Problematik des Fencing zeigte sich hier deutlich nach der Entfernung der Lackmaske (Abbildung 4.30 a). Es traten parasitäre Erhöhungen an der Oberseite der Pt-Elektroden auf, welche im Querschnitt der Leiterbahn der Form von „Hasenohren“ ähneln und folglich in der Literatur dementsprechend als „Rabbit-Ears“ bezeichnet werden. Die Reduzierung der Fencing-Effekte konnte durch einen zusätzlichen Ätzschritt nach der Strukturierung der Pt-Schicht erzielt werden (Abbildung 4.30 b). Die Lackmaske wird dabei zunächst nicht entfernt, da die Fencing-Strukturen durch sie eine Stabilisierung erfahren und ohne die Lackstütze einknicken könnten. Um nun die 65

4 DIE HERSTELLUNGSTECHNOLOGIEN a) 500 nm b) 500 nm Abbildung 4.30: Pt-Strukturen nach dem Ar-Sputterätzen: a) Auswirkung des Fencing nach entfernen der Lackmaske, b) Reduzierung der Fencing-Strukturen durch 10°-Winkel-Ätzen. Metallreste von den Lackkanten zu entfernen, wurde die Probe unter sehr flachem Winkel geätzt. Hierin diente eine 10° Verkippung der Probe zum Ionenstrahl der Realisierung flacher Ätzwinkel. Um eine Gleichmäßigkeit des Ätzabtrags zu gewährleisten, rotierte der Probenhalter mit 10 rpm. Nach dem Anti-Fencing-Prozess wurde der Lack von der Oberfläche der Metallstrukturen entfernt und es entstanden gleichmäßig strukturierte Leiterbahnen ohne Rabbit-Ears, wie sie in Abbildung 4.30 b) dargestellt sind. Substrat 10 rpm Ar + 10° Abbildung 4.31: Reduzierung der Fencing- Strukturen durch Ätzprozesse unter sehr flachen Winkeln. 66