微納結(jié)構(gòu)因其具有新穎的光學(xué)特性在納米光電子領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。作為常用的微納結(jié)構(gòu)加工方法,傳統(tǒng)激光干涉光刻技術(shù)由于受衍射極限的限制,光刻分辨率無法超越四分之一波長(zhǎng)。該問題可通過采用更短波長(zhǎng)的光源解決,但昂貴的光源限制了該方法的大規(guī)模應(yīng)用。表面等離子體,作為一種超衍射電磁模式,其傳輸波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于相同光子頻率下的真空波長(zhǎng)。因而,表面等離子體干涉條紋周期將遠(yuǎn)小于激光干涉條紋周期,表面等離子體干涉光刻技術(shù)的分辨率將減小至百納米以下量級(jí),甚至達(dá)到32nm光刻節(jié)點(diǎn),這將為微納光電子功能器件制備提供一種較為廉價(jià)的加工方案。本論文利用表面等離子體波的超衍射特性,開展了突破衍射極限的超分辨深亞波長(zhǎng)干涉光刻原理和實(shí)驗(yàn)研究。本論文主要內(nèi)容可以分為三個(gè)部分:采用Al/SiO₂多層膜構(gòu)成的雙曲色散材料實(shí)現(xiàn)深亞波長(zhǎng)BPPs(Bulk plasmon polaritons)干涉光刻;設(shè)計(jì)了并驗(yàn)證了基于BPPs的周期可調(diào)的深亞波長(zhǎng)干涉光刻;實(shí)現(xiàn)了基于Al-PR-Al結(jié)構(gòu)的SPs(Surface plasmon polaritons)干涉光刻。具體的研究?jī)?nèi)容如下:1.基于BPPs的固定周期縮小干涉光...

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 光刻技術(shù)研究背景
    1.2 傳統(tǒng)干涉光刻研究
        1.2.1 描述光刻質(zhì)量的基本物理參數(shù)
        1.2.2 激光干涉光刻技術(shù)
        1.2.3 泰伯干涉光刻技術(shù)
    1.3 超分辨光刻研究進(jìn)展
        1.3.1 衍射極限與倏逝波
        1.3.2 超分辨光刻技術(shù)
        1.3.3 表面等離子光刻
    1.4 本文主要研究工作及結(jié)構(gòu)
    1.5 本文的章節(jié)安排
第2章 表面等離子體研究的基本理論
    2.1 前言
    2.2 表面等離子基本理論
        2.2.1 表面等離子體的存在條件
        2.2.2 表面等離子的電磁特性
        2.2.3 表面等離子的色散特性
        2.2.4 表面等離子體的激發(fā)方式
    2.3 倏逝波調(diào)控的電磁計(jì)算和分析方法
        2.3.1 亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)電磁場(chǎng)矢量計(jì)算方法
        2.3.2 雙曲色散超材料分析方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于BPPs的固定周期縮小干涉光刻
    3.1 引言
    3.2 基于BPPs的固定周期縮小干涉光刻原理與設(shè)計(jì)
        3.2.1 高頻倏逝波帶通結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.2 光刻實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.3 場(chǎng)增強(qiáng)技術(shù)對(duì)光刻效果的影響分析
        3.2.4 膜層粗糙度對(duì)光刻效果的影響分析
    3.3 基于BPPs的固定周期縮小干涉光刻實(shí)驗(yàn)
        3.3.1 樣品制備與曝光實(shí)驗(yàn)
        3.3.2 光刻實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.4 表面等離子體干涉圖形樣式理論分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于BPPs的周期可調(diào)的干涉光刻研究
    4.1 前言
    4.2 周期可調(diào)的BPPs干涉光刻原理與設(shè)計(jì)
        4.2.1 周期可調(diào)BPPs干涉光刻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.2.2 HMM結(jié)構(gòu)的帶通性能分析
        4.2.3 衍射級(jí)次透過分析
        4.2.4 背反射層對(duì)干涉圖案的影響
    4.3 周期可調(diào)的BPPs干涉光刻結(jié)果分析
        4.3.1 一維周期可調(diào)的BPPs干涉光刻
        4.3.2 二維周期可調(diào)的BPPs干涉光刻
    4.4 本章小結(jié)
第5章 深亞波長(zhǎng)SP干涉光刻研究
    5.1 前言
    5.2 深亞波長(zhǎng)SP干涉光刻原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.2.1 衍射波激發(fā)分析
        5.2.2 金屬-介質(zhì)-金屬共振模式
    5.3 深亞波長(zhǎng)SP干涉光刻規(guī)律分析
        5.3.1 光源偏振態(tài)對(duì)SP干涉光刻的影響
        5.3.2 介電常數(shù)對(duì)SP干涉光刻的影響
        5.3.3 空氣距對(duì)SP干涉光刻影響
    5.4 深亞波長(zhǎng)SP干涉光刻實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)
    6.1 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.2 未來的工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3904952