Ανάπτυξη νανοδομών χαλκού με την μέθοδο λιθογραφίας vανοσφαιρών και επιλεκτικής χημικής εναπόθεσης από ατμό

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύσσουμε νανοδομές χαλκού επί διαφόρων υποστρωμάτων με εφαρμογή της λιθογραφίας νανοσφαιρών και εξετάζουμε την επιλεκτική χημική εναπόθεση από ατμούς Οξειδίου του βαναδίου στις δομές αυτές. Η λιθογραφία νανοσφαιρών, της οποίας βασική διάσταση είναι η διάμετρος των νανοσφαιρών, εφαρμόσθηκε για διαστάσεις 1.39 μm, 1.06 μm, 508 nm και 281 nm με διάφορες μεθόδους και παραλλαγές αυτών. Στη συνέχεια κατασκευάσθηκαν δομές από εξαγωνικά διατεταγμένες κουκκίδες (dots) χαλκού με θερμική εξάχνωση του μετάλλου και αφαίρεση (lift off) των νανοσφαιρών. Ακολούθως, έγιναν εναποθέσεις οξειδίου του Βαναδίου σε διάφορες θερμοκρασίες υποστρώματος από 135 οC έως 200 οC που βρέθηκε μόνο πάνω στις δομές του χαλκού. Όλα τα πειράματα διεξήχθησαν στο εργαστήριο CVD του ινστιτούτου Μικροηλεκτρονικής του Εθνικού κέντρου Έρευνας Φυσικών Επιστημών ‘’Δημόκριτος’’. Σκοπός των πειραμάτων είναι η αξιολόγηση των εκάστοτε μεθόδων της λιθογραφίας νανοσφαιρών καθώς και η επιλογή των βέλτιστων συνθηκών επιλεκτικής εναπόθεσης VOx πάνω σε δομές χαλκού σε χαμηλές θερμοκρασίες.

In this thesis patterned Cu structures with fine features were grown on various substrates using nanosphere lithography and the ability of selective chemical vapor deposition of Vanadium Oxide was examined on these structures. Nanosphere lithography, which basic characteristic is the diameter of the nanospheres in use, was applied on substrates using nanospheres with diameter at 1.39 μm, 1.06 μm, 508 nm and 281 nm by various means of methods and versions. Thereafter, hexagonically arranged Cu dots were obtained by thermal evaporation of the metal and lift-off of the nanospheres. Hereupon, depositions of Vanadium oxide were carried out at different substrate’s temperatures varying between 135 οC and 200 οC and were found to be happening only on the Cu dots while not on the substrate. All experiments were conducted by the CVD laboratory of Institute of Microelectronics of NCSR “Demokritos”. Goal of these experiments was the evaluation of every method of Nanosphere Lithography in use and the best conditions selection of selective deposition of Vanadium oxide on Cu structures at low temperatures.