同步辐射x射线光刻制作深亚微米T形栅

x射线光刻非常适合用于深亚微米T形栅的制作,这是因为它的高分辨率、大的曝光视场和高的生产效率足以满足MMIC制造工艺的要求。本文中我们首先对我们的x射线掩模制造工艺进行介绍,然后论述了一种用于制造深亚微米T形栅的两层胶工艺,介绍了所取得的一些研究结果,最后对国内的深亚微米光刻现状进行了简要分析。     

光子筛的超分辨聚焦特性研究

对光子筛的结构进行了优化设计,通过实验研究了光子筛对355 nm激光的聚焦特性,并与传统的聚焦元件波带片进行了比较.首先,使用自行编写的光子筛自动生成宏文件程序,优化设计了光子筛图形;制作了特征尺寸为2 μm、适用于355 nm激光的聚焦光子筛和波带片;搭建了聚焦光斑的测试光路系统,得到了光子筛和波带片对355nm激光的聚焦光斑.通过比较分析,得出光子筛具有更好的聚焦特性以及旁瓣抑制能力的结论.     

电子散射参数提取的新方法

准确提取电子散射参数是确保纳米级电子束光刻邻近效应校正精度的关键。采用了一种不基于线宽测量和非线性曲线拟合的电子散射参数提取的方法。邻近效应校正的近似函数采用双高斯分布,其中η的提取是基于设计线宽变化与相应曝光剂量之间的线性关系进行拟合而得;α和β的提取则是分别根据前散射和背散射的范围设计特定的提取版图,并根据电子束邻近效应产生的特殊现象进行参数值的确定。根据此方法提取了150nm厚负性HSQ抗蚀剂层在50kV入射电压下的散射参数,并将其应用于邻近效应校正曝光实验中,很好地克服了电子束邻近效应的影响,验证了此方法提取电子束曝光邻近效应校正参数的实用性及准确性。     

阵列位相环匀光器

基于衍射光学中的角谱理论,针对一种分布为同心3环、相位为0.9π,0和0.9π的结构进行深入分析,提出一种10×10的3环2值位相环阵列结构,并与二元光学中的10×10的菲涅尔波带片阵列结构进行比较,应用MATLAB软件仿真632.8nm激光器的高斯光通过二者后的效果。结果表明,阵列3环2值位相环对高斯光的匀光效果要明显优于阵列菲涅尔波带片,该阵列可以对激光束在远场的衍射光场进行修正,能较大地改善高斯光的匀光效果,在光均匀性要求较高的场合具有广泛的应用前景。     

深亚微米光学光刻工艺技术

光学光刻的生命力仍然在不断延续 ,即使在 0 13 μm及 0 13 μm以下集成电路制造水平上 ,光学光刻仍然是一个非常重要的候选者。深亚微米光学光刻工艺技术目前面临着越来越严重的挑战。对深亚微米光学光刻中的一些关键工艺技术如移相光刻、光学邻近效应校正、远紫外光刻胶、套刻对准误差等进行了论述。     

纳米加工和纳米电子器件

介绍了电子束曝光技术、EUV光刻技术和X射线光刻技术的进展;对各种纳米电子器件如单电子器件、共振隧穿器件和分子电子器件的研究现状及面临的主要挑战进行了讨论。     

金属结单电子晶体管的模型建立及实验验证

在正统理论的基础上，使用主方程法建立了金属结单电子晶体管的器件模型和算法流程．将电容、电阻和温度等参数代入器件模型得到的I-V特性曲线与实验结果吻合较好，从而验证了模型、算法以及程序流程的正确性．此外，通过详细讨论模拟与实验的三组曲线差别，得到模型使用主方程的稳态解是导致模拟与实验之间结果存在差别的主要原因，即求解含有时间的主方程将增加模拟精度；而且，指出镜像电荷引起的电势使电流随电压呈现指数增加的主要影响因素，明显偏离理论模拟的线性增加趋势．     

HSQ用于电子束曝光的性能分析

作为一种非化学放大的无机负性电子束光刺抗蚀剂,HSQ(hydrogen silsesquioxane)具有极高的分辨率(约5 nm),由于灵敏度较低,限制了其在微纳米加工方面的应用.从化学结构变化的角度分析了HSQ在电子束曝光中的性能,通过实验验证了其灵敏度及对比度受前烘温度及显影液浓度的影响较大,并且其在电子束曝光中的邻近效应也可以通过改变这两个条件而得到一定的抑制.根据所得优化工艺条件,在450 nm胶层上,制作出100 nm等间距光栅结构胶层图形,且其侧壁陡直性良好.     

X射线二极管平响应滤片的制作

针对X射线二极管平响应滤片的设计要求,采用电子束蒸发生长薄金层、紫外光曝光光刻、微电镀厚金层、体硅腐蚀制作镂空结构和等离子体刻蚀去掉PI等技术,成功制备了阵列结构的圆孔直径为5μm,周期为10.854μm,金层厚度分别为50,400nm的薄、厚两种金层滤片。电镀过程中采用台阶仪多次测量图形四周电镀厚度后取均值的方法得到尽可能准确的电镀厚金层。滤片交付实验后,在X光能量0.1～4keV取得的平响应曲线标准偏差与均值之比在13%以内,可以满足相关单位的具体物理研究实验要求。     

纳米电子器件及其集成

对基于Top-Down加工技术的纳米电子器件如：单电子器件、共振器件、分子电子器件等的研究现状、面临的主要挑战等进行了讨论. 采用CMOS兼容的工艺成功地研制出单电子器件，观察到明显的库仑阻塞效应；在半绝缘GaAs衬底上制作了AlAs/GaAs/In0.1Ga0.9As/GaAs/AlAs双势垒共振隧穿二极管,采用环型集电极和薄势垒结构研制的共振隧穿器件，在室温下测得其峰谷电流比高达13.98，峰电流密度大于89kA/cm2；概述了交叉阵列的分子存储器的研究进展.