عنوان پایان‌نامه
لایه برداری دقیق و عمیق سیلیکان برای ساخت آرایه ای از نانو استوانه ها و مدلسازی پروسه زدایش
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E2063;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53514
- تاریخ دفاع
- ۰۲ مرداد ۱۳۹۱
- دانشجو
- مهلا پودینه
- استاد راهنما
- سیدشمس ا لدین مهاجرزاده, زینب سنائی
- چکیده
- در این پایان نامه، ساخت آرایه¬ی بسیار منظم از نانوسیم¬های سیلیکنی با استفاده از زدایش دقیق و عمیق سیلیکن در محیط پلاسما بررسی شده است. برای ایجاد ساختارهای کوچک¬تر از nm 50، به عنوان ماسک زدایش، از روش ارزان لیتوگرافی با کره¬های نانومتری استفاده شده است. این روش لیتوگرافی علاوه بر ارزان بودن، امکان ایجاد ساختارهای کوچک را در ابعاد بزرگ فراهم می¬کند. در این پروژه، از پلی¬استایرن¬هایی با قطرهای nm 460 و nm 300 و ?m 1 برای لیتوگرافی استفاده شده است. پروسه¬ی زدایش، پروسه¬ای ترتیبی بوده و در دستگاه RIE انجام می¬شود. این پروسه از دو مرحله¬ی زدایش و حفاظت تشکیل شده است. برای زدایش ساختارها، سه گاز SF6، O2 و H2 استفاده می¬شوند. SF6 به عنوان زداینده سیلیکن و گازهای O2 و H2 برای حفاظت دیواره¬ها به کار می¬روند. استفاده هم¬زمان از هر سه گاز در هر دو مرحله¬ی زدایش و حفاظت، امکان زدایش ساختارهای کوچک و با نرخ زدایش بالا را فراهم می-کند. با این پروسه¬ی جدید، امکان زدایش ساختارهایی با نسبت منظر بالای 30 و با نرخ زدایش بین 5/0 تا 7/0 میکرومتر بر دقیقه وجود دارد. علاوه بر ساخت نانوسیم¬های سیلیکنی، در این پروژه دو آنالیز مهم از نانوسیم¬های سیلیکنی ساخته شده شامل گسیل میدانی، فوتولومینسنس نیز بررسی شده است. در انتها نیز با توجه به اهمیت زدایش عمیق سیلیکن، به بررسی پدیده¬ی زدایش وابسته به نسبت منظر که پدیده¬ی مرسوم در زدایش¬های عمیق است، می¬پردازیم.
- Abstract
- In this thesis, fabrication of highly ordered sub-50 nm nanowire array using a deep reactive ion etching process has been reported. A low cost, high throughput colloidal lithography is used to form patterns with minimum feature size less than 50 nm. Polystyrene beads with diameter of 300 nm and 460 nm are used to realize these features. The etching process is based on our novel process which is a sequential and consists of two sub-sequences called etching and passivation. Three gases of SF6, O2 and H2 are used to etch features, and in a low plasma density RIE system. Usually SF6 is used to etch silicon while O2 and H2 are used to passivate sidewalls. The concurrent use of all three gases in both sub-sequences allows one to achieve high etch rate and high precision to etch sub-50 nm features. The etch rates of 0.5 to 0.7 ?m/min and the aspect ratios about 30 for nanowires have been achieved to etch 30 nm features. Both mask fabrication and etching process are inexpensive and large scale processes make it suitable for using in industry. It is worth to mention that the time duration of our new process to fabricate nanowires with the size of 30 nm and aspect ratio over 30 is less than 3 minutes, and this show the high etch rate of our process to fabricate such fine features. In addition to silicon nanowire fabrication, some main analyses have been done on the samples to explore their properties. These analyses are as follows: Field Emission, Photoluminescence. At the end, the modeling of Aspect Ratio Dependent Etching (ARDE) which is one of the famous phenomena in DRIE has been reported. The modeling is based on the molecular dynamic theory.
