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2008 - Elisabeth Lausecker
Nanoimprint Lithographie
Large Area High-Density Patterns defined by Nanoimprint Lithography for
the site-controlled Deposition of Semiconductor Nanostructures
Dissertationsprojekt:
Forschungsaufenthalt am Department of Electrical Engineering der Princeton University, Princeton, New Jersey, USA
11.02.2008 – 31.10.2008
Elisabeth Lausecker
Contact: vorname.nachname(/\t)liwest.at
OÖN Artikel: Neun Monate an Amerikas Elite-Universität
Als Doktorandin des Instituts für Halbleiter- und Festkörperphysik der Johannes Kepler Universität Linz erhielt ich die Chance 9 Monate an der Princeton University bei Prof. Sigurd Wagner und Prof. James C. Sturm am Department of Electrical Engineering zu arbeiten.
Der Schwerpunkt meines Forschungsaufenthaltes lag auf der Imprint Lithographie. Das Prinzip dieser Methode zur Mikro- und Nanostrukturierung basiert auf dem Übertrag von Strukturen unter Verwendung eines Imprint Stempels. Dieser mikro- oder nanostrukturierte Stempel wird zuerst in einen speziellen Imprint-Lack gepresst, welcher entweder mittels nachfolgendem Abkühlen unter die Glasübergangstemperatur (Hot Embossing) oder UV Bestrahlung (UV Nanoimprint Lithographie) ausgehärtet wird. Danach enthält der Imprint-Lack die inversen Strukturen des Stempels. Die dünne Restschicht des nicht vollständig verdrängten Imprint-Lackes zwischen den hervorstehenden Strukturen des Stempels und dem Substrat wird durch Reaktives Ionen ätzen (RIE) entfernt. Somit wird die Substratoberfläche freigelegt. Schlussendlich kann der Imprint-Lack zum Strukturübertrag in das darunterliegende Substrat mittels RIE oder einem Lift-Off Prozess verwendet werden.
Die Vorteile der Imprint Lithographie gegenüber konventionellen Lithographie Methoden liegen in den geringeren Kosten und dem geringeren Zeitaufwand dieser Technik und der Möglichkeit auch große Fläche mittels eines einzigen Imprint Schrittes zu strukturieren.
Stephen Y. Chou, Peter R. Krauss, Preston J. Renstrom, "Nanoimprint lithography", J. Vac. Sci. Technol. B, vol. 14, no. 6, 4129-4133, 1996.
Während meines Forschungsaufenthaltes wurde ein neuartiger Prozess zur Herstellung von Silizium-Dioxid Stempel entwickelt. Diese Stempel wurden zur Definition der Transistor Strukturen in den Imprint-Lack verwendet. Der Imprint Prozess wurde auf die hergestellten Stempel optimiert und ganzflächige, defektfreie Imprints waren schlussendlich möglich. Das nachfolgende ätzen zum Strukturübertrag in das Substrat wurde mittels RIE durchgeführt. Nach der Erarbeitung des gesamten Prozesses und seiner Optimierung war die Herstellung von Dünnschicht-Transistoren mittels Imprint Lithographie möglich. Elektrische Messungen der Bauelemente bewiesen ihre Funktionsweise.
Meine erzielten Resultate konnte ich auf der diesjährigen "International Conference on Nanoimprint and Nanoprint Technology 2008" in Kyoto, Japan im Rahmen eines 20 minütigen Vortrags präsentieren.
Weiters wurde ich, an dem in Princeton vorhandenen Elektronenstrahl Schreiber eingeschult. Die Elektronenstrahl Lithographie ist die wichtigest Technik um Imprint Stempel mit Strukturen im Nanometerbereich herzustellen. Die Herstellung der für meine Dissertation interessanten Strukturen von nanometer-großen Kreisen, wurde mittels einer neuen, nicht zeitintensiven Methode der Belichtung getestet.
Das gewonnene Wissen während meines Forschungsaufenthaltes werde ich nun im Rahmen meiner Doktorarbeit verwenden um in Linz Nanoimprint Stempel herzustellen und Silizium Substrate im Nanometerbereich zu strukturieren.