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

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5 HERSTELLUNG VON

5 HERSTELLUNG VON CROSSBAR-STRUKTUREN als Planarisierungsmaterial, welches die Auffüllung der Elektrodenzwischenräume bewirkte. UV-Lack Pt Pt a) 500 nm Lack b) 250 nm c) 250 nm Abbildung 5.2: Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen verschiedener Prozessfortschritte bei der Herstellung von Bottom-Elektroden: a) Lackstrukturen auf der Pt-Schicht nach der Nanoimprint-Lithographie, b) Lackstrukturen nach Entfernen des Residual-Layers in einem CF 4 -Prozess, c) Pt-Bottom-Elektroden mit einer Linienbreite und einem Half-Pitch von 50 nm nach der Strukturierung in einem Ar-RIBE-Prozess. Das MSQ wurde mit einer Schleuderrate von 2000 rpm in 30 s auf den Wafer aufgeschleudert (Abbildung 5.3 b). Danach wurde die Probe in drei Schritten, 80°C, 150°C und 250°C, je 2 min lang aufgeheizt. Dadurch wurde zum einen zunächst die Fließfähigkeit des Materials zur Planarisierung unterstützt und zum anderen der Lösungsmittelanteil verdampft. Um ein vollständiges Vernetzen des MSQ zu bewirken, musste die Probe in einem abschließenden Prozess 60 min in Stickstoffatmosphäre mit einer Temperatur von 425°C ausgeheizt werden. 69

5 HERSTELLUNG VON CROSSBAR-STRUKTUREN Die initiale Höhe der Glasschicht auf den Bottom-Elektroden wurde mit 130 nm gemessen. Für die elektrische Verwendung wurden die Elektroden erneut freigelegt, um auf deren Oberfläche funktionales Material abscheiden zu können. Dazu wurde die MSQ-Schicht gedünnt, bis die Elektrodenoberfläche zum Vorschein kam (Abbildung 5.3 c). Abbildung 5.4 zeigt beispielhaft das Resultat des Planarisierungsprozesses von 500 nm breiten Pt-Bottom-Elektroden anhand von Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen. a) b) c) Abbildung 5.3: Planarisierungsprozess, a) Pt-Bottom Elektroden auf dem Substrat, b) Einbetten der Elektroden mit Spin-On-Glas und gleichzeitiges Planarisieren der Waferoberfläche, c) Dünnen bzw. polieren der MSQ-Schicht in einem Ar-RIBE Prozess bis die Bottom- Elektroden freigelegt sind. MSQ Pt MSQ Pt 500 nm 500 nm a) b) Abbildung 5.4: Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen des Planarisierungsprozesses, a) Einbettung der Bottom-Elektroden in Spin-On-Glas (MSQ), b) Dünnen bzw. Polieren der Glasschicht bis auf die Elektroden. 70