本文關(guān)鍵詞：基于雙Bowtie結(jié)構(gòu)的納米直寫光刻聚焦特性研究

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【摘要】：近場直寫納米光刻技術(shù)具有操作系統(tǒng)簡單,刻寫方式靈活和無需掩膜的優(yōu)點,而且能夠有效地突破傳統(tǒng)光刻中存在的衍射受限問題,從而獲得更高分辨率的光刻圖形。該技術(shù)是基于表面等離激元(SPs)進行工作的,SPs是指光子與金屬表面的電子相互作用形成的電磁波,它具有短波長特性,能夠突破衍射極限。然而,由于SPs只在金屬與介質(zhì)界面?zhèn)鞑?而在垂直于金屬表面方向上,SPs的強度以呈指數(shù)形式衰減。這一特性導(dǎo)致了工作距控制難的問題,也使得獲得的光刻圖形深度淺、邊緣模糊,從而阻礙了光刻技術(shù)的進一步發(fā)展。針對這些問題,基于單Bowtie(SB)結(jié)構(gòu)的納米光刻器件被提出。在SB結(jié)構(gòu)下聚焦光斑的強度得到了極大的增強,尺寸也得到了較大的壓縮。但是由于SB結(jié)構(gòu)的不對稱性使獲得的聚焦光斑存在不對稱的問題,不利于近場直寫納米光刻技術(shù)的發(fā)展。1.為了解決光斑不對稱的問題,本論文在單Bowtie(SB)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上提出了雙Bowtie(DB)結(jié)構(gòu),利用COMSOL仿真模擬對比了兩種結(jié)構(gòu)的焦斑對稱特性,計算結(jié)果表明在SB結(jié)構(gòu)下獲得的焦斑呈橢圓形,而在DB結(jié)構(gòu)下獲得的焦斑呈圓形,因此DB結(jié)構(gòu)的提出有效地解決了焦斑不對稱問題。其次,利用仿真分析研究了DB結(jié)構(gòu)的電場增強特性,雖然經(jīng)過DB結(jié)構(gòu)的透射光電場強度得到了局域增強,但僅限制在DB結(jié)構(gòu)的下表面,因此導(dǎo)致了工作距短的問題。2.為了達到延長工作距的目的,文獻[5,13,58]提出了單Bowtie結(jié)構(gòu)+金屬-介質(zhì)-金屬(SB-MIM)結(jié)構(gòu),該新型結(jié)構(gòu)有效地解決了工作距短問題。因此,為了達到獲得圓形焦斑和延長工作距的目的,本論文在SB-MIM結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出了雙Bowtie+金屬-介質(zhì)-金屬(DB-MIM)結(jié)構(gòu),并利用COMSOL仿真軟件分析了極化方式調(diào)控對獲得焦斑形狀的影響,仿真結(jié)果表明在圓偏振光激勵下可以獲得圓形光斑。其次,利用軟件模擬在DB-MIM結(jié)構(gòu)下獲得的焦斑尺寸約為45nm×45nm,工作距延長到50nm。另外,對影響焦斑質(zhì)量的因素也進行了分析討論,影響因素包括:DB結(jié)構(gòu)尺寸、DB-MIM結(jié)構(gòu)的各層厚度變化以及掩模材料。
【關(guān)鍵詞】：近場直寫光刻技術(shù) 表面等離基元 超衍射 SB-MIM結(jié)構(gòu) DB-MIM結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：四川師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN305.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 引言9
• 1.2 表面等離子體的歷史背景9-10
• 1.3 近場直寫納米光刻研究進展10-12
• 1.3.1 散射探針10-11
• 1.3.2 圓環(huán)陣列探針11
• 1.3.3 SB型結(jié)構(gòu)探針11-12
• 1.4 本文的主要內(nèi)容及安排12-14
• 2 表面等離子體納米光刻理論基礎(chǔ)14-22
• 2.1 表面等離子體（SPs）14-16
• 2.2 激發(fā)表面等離子體的方法16-18
• 2.3 局域表面等離激元(LSPs)理論基礎(chǔ)18-20
• 2.4 計算方法介紹20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 3 DB納米光刻結(jié)構(gòu)的聚焦特性22-26
• 3.1 DB納米光刻結(jié)構(gòu)22-23
• 3.2 DB納米光刻結(jié)構(gòu)的焦斑對稱特性23-24
• 3.3 DB納米光刻結(jié)構(gòu)的電場增強特性24-25
• 3.4 本章小結(jié)25-26
• 4 DB-MIM納米光刻結(jié)構(gòu)的聚焦特性26-35
• 4.1 DB-MIM納米光刻結(jié)構(gòu)26-27
• 4.2 DB-MIM納米光刻結(jié)構(gòu)的極化調(diào)控特性27-28
• 4.3 DB-MIM納米光刻結(jié)構(gòu)的聚焦特性28-30
• 4.3.1 DB-MIM納米光刻結(jié)構(gòu)對電場增強因子和焦斑尺寸的調(diào)控28-30
• 4.3.2 DB-MIM納米光刻結(jié)構(gòu)對工作距（D）的調(diào)控30
• 4.4 DB-MIM納米光刻結(jié)構(gòu)參數(shù)對焦斑質(zhì)量的影響30-34
• 4.4.1 DB納米光刻結(jié)構(gòu)對焦斑尺寸的影響30-32
• 4.4.2 DB-MIM納米光刻結(jié)構(gòu)各層厚度的影響32-33
• 4.4.3 DB-MIM納米光刻結(jié)構(gòu)掩模材料的影響33-34
• 4.5 本章小結(jié)34-35
• 5 結(jié)束語35-36
• 5.1 主要工作35
• 5.2 仍存在的問題35-36
• 參考文獻36-40
• 附錄40-41
• 致謝41-42
• 在校期間科研成果42

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄭杰;基于雙Bowtie結(jié)構(gòu)的納米直寫光刻聚焦特性研究[D];四川師范大學(xué);2016年

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本文編號：644178