發(fā)布時間：2022-02-21 11:18

　　由于加工過程無需掩模、加工精度高和加工方法靈活等優(yōu)點,電子束曝光成為了力、熱、聲、光、電等學科在納米尺度開展研究的關(guān)鍵技術(shù)。隨著納米尺度下科學研究的推進,微納結(jié)構(gòu)所需集成的功能不斷增加、幾何形狀復雜程度持續(xù)攀升,這對依賴于AutoCAD或者L-edit等軟件進行的電子束曝光版圖設(shè)計方法提出了挑戰(zhàn)。因此,如何有效地設(shè)計和優(yōu)化電子束曝光版圖成為了微納加工領(lǐng)域內(nèi)一個重要的研究課題。基于上述電子束微納加工中所面臨的問題,本論文提出了使用計算機編程來輔助設(shè)計和生成曝光版圖的方法來提高電子束高分辨加工的靈活性。本論文的主要研究內(nèi)容如下:（1）“輪廓加工”作為一項全新的微納加工工藝大幅提高了電子束曝光的圖形加工效率。我們基于MATLAB平臺開發(fā)出了一套提取數(shù)字圖像的邊緣特征并將其轉(zhuǎn)換為版圖的程序,并應用于“輪廓加工”中,提高版圖設(shè)計效率和可靠性。該程序使用圖像灰度化和自適應閾值分割算法預處理了數(shù)字圖像,隨后利用MATLAB bwboundaries函數(shù)追蹤了圖像邊界,最后使用GDS工具箱生成了曝光版圖。通過實驗,我們證明了該方法生成的版圖的有效性,且能與“輪廓加工”工藝良好兼容。進一步的實驗則利用本... 

【文章來源】：湖南大學湖南省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電子束微納加工研究背景
        1.2.1 微納加工技術(shù)
        1.2.2 光學光刻
        1.2.3 電子束曝光
    1.3 高分辨電子束直寫技術(shù)研究挑戰(zhàn)
    1.4 研究動機和工作內(nèi)容
第2章 電子束曝光版圖數(shù)據(jù)格式簡介
    2.1 CIF文件簡介
        2.1.1 CIF文件語法
        2.1.2 CIF版圖簡單編寫示例
    2.2 GDSII文件簡介
        2.2.1 GDSII的基本特征
        2.2.2 GDSII數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析
    2.3 CIF與 GDSII在圖形定義上的區(qū)別
    2.4 本章小結(jié)
第3章 復雜圖案輪廓加工版圖的生成及工藝實現(xiàn)
    3.1 研究背景
    3.2 邊界追蹤簡介
        3.2.1 邊緣檢測
        3.2.2 邊界追蹤算法
        3.2.3 圖像預處理
    3.3 版圖生成程序設(shè)計
        3.3.1 圖片讀取及圖片預處理
        3.3.2 邊界追蹤和數(shù)據(jù)優(yōu)化
        3.3.3 數(shù)據(jù)歸一化及版圖生成
    3.4 實驗部分
        3.4.1 電子束直寫
        3.4.2 金屬沉積
        3.4.3 剝離
        3.4.4 形貌與光學表征
        3.4.5 計算機平臺
    3.5 實驗結(jié)果與分析討論
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于Al等離激元結(jié)構(gòu)的電子束納米全彩打印
    4.1 引言
    4.2 表面等離激元簡介
        4.2.1 表面等離激元基本原理
        4.2.2 表面等離激元激發(fā)方法
    4.3 顏色理論與版圖生成算法
        4.3.1 顏色理論
        4.3.2 納米全彩打印版圖生成
    4.4 實驗部分
        4.4.1 電子束曝光
        4.4.2 金屬沉積
        4.4.3 表征
        4.4.4 模擬
    4.5 結(jié)果與分析
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄
附錄B GDSII數(shù)據(jù)塊對應數(shù)據(jù)類型
附錄C 第3章中涉及程序代碼
    數(shù)字圖像邊界追蹤及版圖生成代碼
        main函數(shù)
        edge_get函數(shù)
附錄D 第4章涉及的程序代碼
    彩色打印版圖生成程序
        main函數(shù)
        color_contrast函數(shù)
        color_contrast_lab函數(shù)
        delta E2000 函數(shù)
        position_definer函數(shù)
        layoutmaker函數(shù)
        spectrum2rgb函數(shù)
    FP腔透射/反射光譜計算程序
        FP_calculate函數(shù)
        formula函數(shù)


【參考文獻】：
期刊論文
[1]光學顯微線條紋圖像中心線提取[J]. 李海,張憲民,黃沿江,單譯琳.  光學精密工程. 2017(05)
[2]EUV微影技術(shù)與7nm工藝[J]. 麥利.  集成電路應用. 2016(04)
[3]用于線紋顯微圖像的邊緣檢測算法[J]. 余金棟,張憲民.  光學精密工程. 2015(01)
[4]移動互聯(lián)網(wǎng):終端、網(wǎng)絡(luò)與服務[J]. 羅軍舟,吳文甲,楊明.  計算機學報. 2011(11)
[5]彩色與灰度圖像間轉(zhuǎn)換算法的研究[J]. 劉慶祥,蔣天發(fā).  武漢理工大學學報(交通科學與工程版). 2003(03)
[6]集成電路版圖（layout）設(shè)計方法與實例[J]. 程未,馮勇建,楊涵.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2003(03)



本文編號：3637144