Технологія наноконтактних досліджень s
Старший науковий співробітник
Національний інститут передових промислових наук і технологій (AIST), Японія
Мої дослідження та винаходи
натисніть тут, щоб переглянути весь вміст або кнопку нижче для певної теми
більше розділів на цю тему:
Вступ
Транспортні екв.
Близькість віджиму/ін'єкція віджиму
Виявлення віджиму
Формули Больцмана.
Смуга струму
Струм розсіювання
Безглуздий шлях
Струм біля Інтерфейсу
Звичайний ефект Холла
Аномальний ефект Холла, ефект AMR
Спін-орбітальна взаємодія
Ефект Спіна Холла
Нелокальне виявлення віджиму
Рівняння Ландау-Ліфшица
Біржова взаємодія
сп-д обмінна взаємодія
Примусове поле
Перпендикулярна магнітна анізотропія (РМА)
Керований напругою магнетизм (ефект VCMA)
Суцільнометалевий транзистор
Обертальний момент обертання (SO крутний момент)
Що таке діра?
спінова поляризація
Накопичення заряду
MTJ на основі MgO
Магнітооптика
Спін проти орбітального моменту
Що таке Спін?
порівняння моделі
Запитання та відповіді
Нанотехнологія EB
Сітка 11
Технологія наноконтакту
Як зробити малі риси за допомогою електронно-променевої літографії (ЕБ)
Технологія
Виготовлення наноконтакту діаметром близько 30 нм за допомогою літографії ЕВ є складним, але можливим завданням. Для успішного та надійного виготовлення всі етапи повинні бути добре оптимізовані.
Навіть незважаючи на те, що за допомогою літографії з електронно-променевим (ЕБ) порівняно легко зробити елементи більшими за сотню нанометрів, наступні поради можуть бути корисними і для більших функцій.
Як виготовити пристрої з характеристиками менше 100 нм за допомогою літографії EB. Поради:
1) Використовуйте хімічно посилені відносно товсті EB-резисти (товщина 150-300 нм).
2) Використовуйте модульовану експозицію. Межі ваших функцій повинні бути виставлені більше, ніж посередині.
3) Важливе фокусування променя EB.
4) Наприклад, щоб виготовити наномагніт діаметром 30 нм, краще не малювати наноточку діаметром 30 нм. Натомість краще намалювати більшу наноточку діаметром 100 нм з оптимізованим профілем кордону. Далі діаметр слід зменшити за рахунок схуднення.
5) Використовуйте посилення адгезії поверхні.
6) Перемістіть зразок дуже обережно у проявнику та воді.
7) Не промивайте (тримайте) зразок у воді довше 10-20 секунд. Невеликі особливості EB-резисту можуть деформуватися у воді.
8) Найменша характеристика повинна бути поперек мовенту променя EB. Наприклад, зазвичай промінь ЕВ рухається зліва направо (вздовж осі х). Тоді довга вісь еліпса повинна бути вздовж осі x, а коротка вісь - вздовж осі y.
Метод модульованої експозиції
Експозиція ЕБ наномагніту або наноконтакту методом модульованої експозиції
Це важлива частина цієї технології!
За допомогою цього методу контролюється форма витравленого опору EB. (Див. Рис. 3 нижче)
Ідея:
Замість однорідної експозиції ЕВ на ділянці об’єкта зона експозиції ділиться на 3 зони:
1) прикордонна зона високої та оптимізованої експозиції
2) розрив відсутності експозиції
3) основна зона мінімально можливої експозиції
Ширину прикордонної області та зазору слід оптимізувати відповідно до чутливості та товщини опору EB та максимальної швидкості модуляції електронного променя вашої машини EB.
Перешкода для літографії ЕБ: Ефект близькості електрона
Коли електронний пучок виставляє бажану площу опору EB, електрони відбиваються від зразка під різними кутами, і якась небажана область також оголюється.
Для того, щоб зменшити небажані наслідки ефекту наближення електрона, слід використовувати якнайменший вплив. При цьому кількість відбитого електрона недостатня для того, щоб оголити ЕВ в небажаних областях. Однак слабо опромінений ЕВ-опір не може добре зберегти свою форму. Тому необхідна вища експозиція на краю форми письма.
Ще однією перевагою методу модульованої експозиції є те, що край опору EB може бути оптимізований.
.Файли j01 різної форми для методу модульованої експозиції можна знайти внизу цієї сторінки
Ізоляційний шар
Він використовується для електричної ізоляції між задньою і верхньою електродами безконтакту.
Осадження ізоляційного шару супроводжується процесом відведення або плануризації, які дуже чутливі до товщини ізолюючого шару.
Ізолюючий шар повинен бути якомога тоншим.
Крім того, матеріал ізоляції повинен бути м'яким або/і крихким, щоб його легко було зламати або/і відполірувати.
Оскільки ЕВ протистоїть перекристалізації при високій температурі, тонкий ізолюючий шар повинен бути виготовлений при низькій температурі.
Розпилення або осадження електронного променя - це перший вибір. CVD або PCVD вимагають більш високої температури. Можливим варіантом є низькотемпературний параметр ALE.
Матеріали
1) SiO2 найчастіше використовується матеріал. Мінімальна товщина - 45-55 нм. Нижче цієї товщини SiO2 скупчується. Через отвори між ними протікає електричний струм
Експозиція великих розмірів об'єкта великих розмірів методом модульованої експозиції
2) Al2O3 є аморфним. 15-30 нм Al2O3 забезпечує хорошу ізоляцію. Основна проблема: Al2O3 травиться розробником опору. Це створює головний біль для наступних процесів виготовлення.
3) Ti2O3 є аморфним. 15-30 нм Ti2O3 забезпечує хорошу ізоляцію. Основна проблема: під час розпилення Ti2O3 має тенденцію кристалізуватися до дрібних частинок усередині камери. Це за короткий час забруднює камеру розпилення.