在半導(dǎo)體行業(yè)中,圖案化技術(shù)至關(guān)重要。隨著集成電路的高度小型化和集成化發(fā)展,作為目前半導(dǎo)體行業(yè)的核心技術(shù),光刻技術(shù)面臨著衍射極限帶來的技術(shù)復(fù)雜化和制備成本大幅度提高的困難。納米壓�。∟IL）作為一種具有高產(chǎn)量高精度的圖案化工藝,被認為是克服半導(dǎo)體光刻技術(shù)衍射極限瓶頸最有希望的技術(shù)手段之一。然而,目前的NIL技術(shù)專注于對光刻膠圖案的定義,光電子器件的制備涉及到許多復(fù)雜的工藝流程包括功能材料的沉積、聚合物的圖案化、刻蝕和去膠等。這些繁瑣的步驟為器件的制備帶來了許多的不足之處:材料的浪費、較長的制備時間、刻蝕導(dǎo)致的窄的襯底材料選擇范圍等,限制了NIL技術(shù)的實際應(yīng)用。為了解決這些問題,本論文利用NIL技術(shù),直接對不同的功能材料進行圖案化,直接在不同襯底上制備了光電子器件,大大縮短了器件的制備時間并降低了器件的制作成本,取得的主要成果如下:（1）基于準二維鈣鈦礦的穩(wěn)定性偏振敏感光電探測器:利用傳統(tǒng)的納米壓印方法,將準二維層狀Ruddlesden-Popper鈣鈦礦的結(jié)晶過程限制在PDMS模板與襯底之間的微通道里,得到高結(jié)晶質(zhì)量、形貌均勻、高度對齊的微米線晶體陣列�；谶@種高質(zhì)量的微米線晶體陣列,我... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

納米壓印的流程示意圖[25]

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文4穩(wěn)定圖案后，釋放模板，在襯底上留下大面積的與模板結(jié)構(gòu)相反的圖案。結(jié)合后續(xù)的刻蝕去膠等手段，使得模板的圖案最終轉(zhuǎn)移到襯底上。這一過程是整個納米壓印流程中最為關(guān)鍵的步驟，它決定了最后的產(chǎn)量以及質(zhì)量。這一過程被學(xué)術(shù)界和工業(yè)界廣泛地研究，取得了許多進步，使得納米壓印工藝不斷地發(fā)展成為多種變體技術(shù)。這些技術(shù)大概可以分為三個大類：熱納米壓印技術(shù)、紫外納米壓印技術(shù)和其他納米壓印技術(shù)。在接下來的小節(jié)中，將對這幾種不同的納米壓印技術(shù)進行詳細介紹。1.2.1熱納米壓印技術(shù)在壓印過程中，將襯底上的抗蝕劑薄膜通過加熱到玻璃態(tài)溫度以上的方式，使得抗蝕劑薄膜變得可流動起來，從而在壓力作用下能夠?qū)⒛０灏疾厶顫M，然后將溫度降到抗蝕劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg以下，使其形成形狀永久的固態(tài)，模板脫離以后，便在襯底上得到了與模板圖案相符合的圖案（圖1.3）[33]。以上這種通過加熱控制圖案轉(zhuǎn)移的方法稱為熱納米壓印技術(shù)。圖1.3熱納米壓印流程示意圖[33]在熱納米壓印中，抗蝕劑的設(shè)計十分重要�？刮g劑首先需要具備易于旋涂在襯底上的特點，同時它還必須滿足易于成型和便于脫模板過程的特點。通常會選擇熱塑材料作為納米壓印中的抗蝕劑，因為熱塑聚合物材料不僅可溶于有機溶劑易于大面積均勻旋涂成膜，它們的形變?nèi)菀壮潭冗�具有與溫度相關(guān)的特點。如圖1.4所示，通常熱塑聚合物材料在Tg以下時處于玻璃態(tài)，流動性非常差，此時材料的楊氏模量幾乎為一個常量，形變量非常�。划敎囟雀哂诓ＡB(tài)轉(zhuǎn)化溫度Tg時，聚合物的鏈段發(fā)生局部運動，楊氏模量大幅度降低，但是整個鏈段仍然局限于聚合物網(wǎng)絡(luò)中，形變量不是很大；溫度繼續(xù)上升，聚合物會處于一個橡膠-彈性

第一章緒論5體高原區(qū)域，此時固定于聚合物網(wǎng)絡(luò)中的鏈段的伸縮，材料具有相對較大的形變，但是這種形變是可逆的，外力撤走之后形變是可恢復(fù)的，因此不適合用來作為壓印的溫度選擇；繼續(xù)升高溫度，材料會處于可流動狀態(tài)，此時的形變主要來源于聚合物中鏈段的滑動，這時的形變是不可逆的，外力撤走后會保持形變狀態(tài)，因此這個溫度區(qū)域非常適合作為熱納米壓印的加熱溫度[27]。在熱納米壓印技術(shù)中，通常選擇比Tg大約高70-80℃的溫度來作為加熱溫度[27]。圖1.4熱塑性聚合物變形情況與溫度之間的關(guān)系[27]除了適合的抗蝕劑和加熱溫度之外，模板的選擇、壓力的大孝壓印的時間均十分關(guān)鍵。選擇合適的參數(shù)，可以大大提高工藝精度。如圖1.5，Chou等人早在1997年就利用熱納米壓印技術(shù)，在PMMA上實現(xiàn)了直徑為10納米的微孔陣列圖案[34]。這一工作證明了熱納米壓印技術(shù)的低成本、高產(chǎn)量和高效率等優(yōu)勢。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Nanoimprint lithography for the manufacturing of flexible electronics[J]. SHAO JinYou,CHEN XiaoLiang,LI XiangMing,TIAN HongMiao,WANG ChunHui,LU BingHeng.  Science China（Technological Sciences）. 2019(02)
[2]用于海面目標探測的中波紅外實時偏振成像系統(tǒng)研究[J]. 韓平麗,劉飛,魏雅喆,邵曉鵬.  紅外與毫米波學(xué)報. 2018(06)
[3]碳材料基柔性可穿戴傳感器（英文）[J]. 蹇木強,王春雅,王琪,王惠民,夏凱倫,訚哲,張明超,梁曉平,張瑩瑩.  Science China Materials. 2017(11)
[4]Effect of Annealing on the Morphology,Structure and Photoelectric Properties of AZO/Pt/FTO Trilayer Films[J]. Li-Jing Huang,Nai-Fei Ren,Bao-Jia Li,Ming Zhou.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(03)
[5]納米壓印制備的光子晶體結(jié)構(gòu)對AlGaN基材料深紫外出光效率的提高[J]. 蔡鈞安,秦志新.  發(fā)光學(xué)報. 2014(08)
[6]基于熱非線性效應(yīng)的硅基串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔全光開關(guān)[J]. 劉毅,仝曉剛,于晉龍,薛晨陽,王文睿,郭精忠,王菊,韓丙辰,楊恩澤.  中國激光. 2013(02)

碩士論文
[1]偏振敏感的有機無機雜化鈣鈦礦（CH3NH3PbI3）納米線光電探測器[D]. 曾凱.華中科技大學(xué) 2017
[2]納米壓印工藝及模板制備的研究[D]. 傅欣欣.南京大學(xué) 2014



本文編號：3295835