利用掩膜板制备器件的原理

浏览: 时间:2023-07-23 分类:科研支持
利用掩膜板制备电子器件的关键,在于:1,减小掩膜板对准误差;2,减小掩膜图案特征尺寸;3,减小掩膜板加工误差;4,减小掩膜板和衬底间的距离。

以垂直异质结类型的忆阻器交叉阵列为例,其制备步骤如下:


第一:掩膜板设计


WechatIMG16112



第二:利用掩膜板沉积/生长材料


Picture18

第一步:通过掩膜板#1向衬底沉积电极1。

第二步:通过掩膜板#2向衬底沉积材料A,形成A/电极结构。

第三步:通过掩膜板#3向衬底沉积材料B,形成异质结BA电极结构。

第四步:通过掩膜板#4向衬底电极2,形成电极BA电极结构。

影响器件制备的因素:

1,掩膜板的对准误差以上述忆阻器制备为例,更换掩膜板#1 至 #4过程中,掩膜板偏离预定位置的误差,是决定器件最小尺寸的关键因素之一。目前,商业化掩膜对准装置的误差为±5μm,但一个致命缺点是往往不能在高温下使用,且体积较大,不能放入大部分真空系统中。


2,掩膜板特征尺寸:特征尺寸包括缝隙宽度和圆半径等,一般由掩膜板加工过程决定,如激光功率和光斑大小等,掩膜板特征尺寸也是决定器件最小尺寸的重要因素之一。目前最先进的飞秒激光切割,特征尺寸可达1μm以下。 


3,掩模板尺寸误差:由掩模板加工过程决定,特别是激光切割器的XY定位误差和重复定位误差。目前市面上主流光纤激光器的误差超过±10μm。 


4,掩膜板和衬底之间的距离:会产生阴影效应,阴影效应会导致实际制备出来的器件尺寸比设计尺寸大。一般掩膜板和衬底之间的距离越小,阴影相应就越弱,反之则越明显。