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懸浮橋奈米結構的製作
Thesis

懸浮橋奈米結構的製作

陳碧媛
Masters, 國立清華大學, 物理系
2001

Abstract

奈米結構 電子束 奈米微影術 SOI 原子力顯微鏡 化學蝕刻 探針 Nanostructure E-Beam Nanolithography Silicon on Insulator Atomic Force Microscopy chemical etching tip Si
本論文主要在研究如何製作一個奈米級(10-9m)的微橋(free-standing)結構,在利用了原子力顯微鏡AFM(Atomic Force Microscopy)微影和溼式蝕刻(Wet Etching)的方法,以及電子束微影(E-Beam lithography)和溼式蝕刻(Wet Etching)、乾式蝕刻(Dry Etching)來製作懸浮橋的機械共振結構。以AFM微影製作懸浮橋的奈米結構時,需要注意氧化方塊之間的距離,如果太寬(μm)則不容易製作成懸浮橋,太窄(0.1nm)懸浮橋會斷掉。以AFM微影製作懸浮橋結構,可以知道氧化高度和溫度、溼度有關。以E-Beam lithography製作懸浮橋,Dosage過大會造成pattern過於膨脹,微橋的間距過短,若Dosage過小則會造成未完全將光阻(PMMA)曝光完,微橋的間距過大。樣品1表面容易因蝕刻而剝離,溫度控制不佳、蝕刻時間過久等因素。改善方法是將樣品表面的Si3N4加厚,可以抵擋KOH蝕刻Si和HF蝕SiO2樣品2的懸浮橋比較容易塌陷,改善方法是將Si的厚度加厚至2000Å可以使懸浮橋不易塌陷,或者將底下的SiO2厚度也加深至4000Å。我們再利用乾式蝕刻來確定蝕刻Si薄膜的變因,所遇到的困擾是光阻太薄很容易一下子就將光阻完全打穿,改善方法是將光阻鋪厚至少5000Å最後我們發現其實AFM微影或E-Beam lithography方法製作懸浮橋的奈米結構,兩者是相輔相成的。

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