作者单位
摘要
1 季华实验室,广东佛山528000
2 湖南大学 机械与运载工程学院 国家高效磨削工程技术研究中心,湖南长沙41008
提出并演示了利用宽束离子束刻蚀方法一次性对多个杠铃形金属纳米结构进行“横向抽减”,形成极小纳米间隙,从而实现多个金属纳米间隙结构的快速加工。利用电子束曝光定义图形化抗蚀剂结构,通过传统的金属沉积和湿法剥离将抗蚀剂图案转移至杠铃形金属纳米结构,最后使用宽束离子束刻蚀进行修剪。实验表明,精确控制刻蚀时间可以使杠铃形结构的两个纳米天线间的间隙距离达到10 nm以下,通过结合基于HSQ负性抗蚀剂的图案化工艺,可在HSQ纳米模板上制得悬空金属纳米间隙结构。利用表面结构形貌表征获得刻蚀过程中纳米结构的形态演变规律,并通过系统的实验和模拟验证了悬空金属间隙结构用于表面增强拉曼散射的优势。该方案为多个极小金属纳米间隙结构的一次成型提供了新的思路,在大面积拉曼传感衬底的低成本高效制备方面具有可观的应用前景。
离子束刻蚀 电子束曝光 金属纳米间隙 亚10 nm 拉曼检测 ion beam etching electron beam lithography metallic nanogaps sub-10 nm Raman detection 
光学 精密工程
2023, 31(1): 109
周一轩 1,2杨婧 3徐陶然 2乔治 2[ ... ]褚卫国 2,4,***
作者单位
摘要
1 长春理工大学光电工程学院,吉林 长春 130022
2 国家纳米科学中心纳米加工实验室,中国科学院纳米光子材料与器件重点实验室(筹),中国科学院纳米科学卓越创新中心,北京 100190
3 中国环境监测总站国家环境保护环境监测质量控制重点实验室,北京 100012
4 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
报道了一种利用混合抗蚀剂的一步电子束曝光制备表面增强拉曼散射(SERS)基底的新方法。基于氢倍半硅氧烷(HSQ)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)电子束抗蚀剂的混合产生相分离形成纳米球体的现象,并利用合适剂量(2000 μC/cm2)电子束曝光、固化纳米球,经显影去除多余残胶后再使用电子束蒸发沉积Au薄膜,得到纳米球型SERS基底。纳米球尺寸分布均匀,相对标准偏差为7.56%,表面粗糙Au层及球之间的间隙能够提供丰富SERS“热点”,从而使其表现出良好的拉曼增强效应。该SERS基底对多种目标物均能表现出良好的检测性能。对4-巯基苯硼酸(4-MPBA)检测的SERS增强因子为5.8×106,检测限为1.06×10-8 mol/L。对罗丹明6G(R6G)和三聚氰胺的检测限分别达到7.08×10-9 mol/L和7.94×10-10 mol/L。三聚氰胺的检测范围为1.0×10-9~1.0×10-5 mol/L,跨度达4个数量级,并呈现良好线性关系(R2=0.952),检测优势十分显著。这种利用不同性质抗蚀剂在纳米尺度独特的分离现象制备纳米球的方法简单、重复性好,对发展新型纳米结构高性能SERS基底及其制备方法具有重要意义。
表面光学 表面增强拉曼散射(SERS) 电子束曝光 痕量检测 三聚氰胺 optics at surface surface-enhanced Raman scattering electron beam lithography trace detection melamine 
光学学报
2022, 42(15): 1524002
作者单位
摘要
1 中国科学院 电工研究所,北京0090
2 中国科学院大学,北京100049
曝光工艺中经离心涂敷后抗蚀剂胶层的均匀性对曝光线宽有很大的影响。为了得到高速旋转下抗蚀剂胶体在凹面衬底上所形成膜层厚度的均匀性,在凹面衬底上建立了非牛顿流体微元经离心旋转的流体动力学模型。根据对应的边界条件、非牛顿流体的本构方程和连续性方程,推导并得到了流体性质、曲面面形、旋转速度和时间等因素与最终厚度的关系式。使用流变仪对950 K PMMA C 2%抗蚀剂的流体性质进行标定,在凹面衬底上以旋转速度为单一变量进行离心涂胶实验,使用光谱椭圆偏振仪测量离心后随矢量半径变化的胶体厚度,并与理论推导进行对比。实验结果表明:旋转速度在2 000 r/min时,理论厚度为267 nm,实验所测厚度为230 nm,偏差比率为13.86%;旋转速度在3 000 r/min时,理论厚度为178 nm,实验所测厚度为172 nm,偏差比率为3.37%。考虑到涂胶后,前烘工艺会进一步减小胶层厚度,偏差在正常范围内。本文建立的数学模型具有较好的预见性,可以对胶体经旋转离心后的均匀性提供理论指导。
电子束曝光 离心涂胶 非牛顿流体 胶层厚度 曲面 electron beam lithography spin-coating non-Newtonian fluid layer thickness curved surfaces 
光学 精密工程
2022, 30(1): 71
作者单位
摘要
1 长春理工大学 理学院 高功率半导体激光国家重点实验室, 长春30022
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏苏州1513
针对氮化铝微环谐振腔实现临界耦合条件困难的问题,设计并制备了氮化铝弯曲耦合微环谐振腔。分析了微环谐振腔耦合系数公式,分别阐述了多种提高耦合强度方案的优势和劣势,最终选用弯曲耦合结构来增强耦合强度,得到了在宽耦合间隙下,实现临界耦合条件的解决方案。在蓝宝石衬底上生长了高质量的氮化铝单晶薄膜,选用导电胶克服材料的不导电性,并利用电子束曝光系统将弯曲角度为40°、耦合间隙0.19 μm、波导宽度0.41 μm的微环谐振腔图形化,分析优化多项氮化铝刻蚀参数,最终将图形转移至氮化铝层,得到了耦合间隙均匀、侧壁平整的弯曲耦合氮化铝微环谐振腔。该研究为氮化铝微环谐振腔实现临界耦合条件提供了选择参考。
氮化铝 微环谐振腔 临界耦合 弯曲耦合 电子束曝光 Aluminum nitride Microring cavity Critical coupling Bending coupling Electron beam exposure 
光子学报
2021, 50(5): 86
作者单位
摘要
1 湖南大学 机械与运载工程学院, 湖南 长沙 410082
2 湖南大学 物理与微电子科学学院, 湖南 长沙 410082
轮廓曝光技术可大幅提高跨尺度结构电子束直写的加工效率, 但对于复杂图案, 前期人工绘制曝光版图的过程费时费力。为了进一步提高版图生成效率, 本文提出一种利用边界追踪算法提取数字图像轮廓并将它转换为曝光版图的方法。首先, 通过图像灰度化以及Otsu自适应阈值分割法将图像转换为二值图像。接着, 使用MATLAB bwboundaries边界追踪函数追踪二值图像边界。最后, 利用GDS工具箱将图像边界转换为曝光版图。实验结果表明, 本工作提出的方法可以有效地提取树叶、数字及动物等复杂图案边缘并将它们转换为版图进行后续曝光。通过制备“枫叶”图形证实利用本文方法生成的版图在轮廓曝光中可获得从纳米尺度到亚毫米尺度下的跨尺度、高保真度图形, 通过制备50 μm和100 μm等不同大小、不同复杂程度的金结构证实了此方法在微纳制造中的通用性。
跨尺度微纳制造 轮廓曝光 电子束曝光 边界追踪 multi-scale patterning “sketch and peel” lithography electron-beam lithography edge tracing 
光学 精密工程
2019, 27(3): 584
湛治强 1,2,*阎大伟 1,2熊政伟 1,2沈昌乐 1,2[ ... ]吴卫东 1,2
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院a.激光聚变研究中心
2 b.微系统与太赫兹研究中心,四川绵阳 621999
亚微米尺寸金属电极在高电子迁移率晶体管( HEMT)等半导体电子学器件中有重要应用,其制作是器件制作中的关键工艺,对器件性能有着重要影响。本文选择合适的涂胶旋转转速、烘烤温度(180℃)和时间,可以有效地减少电子束曝光后所产生的气泡。通过对聚甲基丙烯酸甲酯/聚二甲基戊二酰亚胺(PMMA/PMGI)双层胶进行电子束曝光和显影,确定了合适的曝光剂量为550 μC/cm2。通过调整显影液配比,并将显影时间控制在合理范围,获得了光滑完整的 PMMA/PMGI双层光刻胶曝光图形。开发了双层光刻胶电子束曝光工艺,制备出宽度为 200 nm的金属电极。
双层胶 亚微米 电子束曝光 金属电极 bilayer photoresist submicron electron beam lithography metal electrode 
太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(4): 646
作者单位
摘要
1 山东大学,化学与化工学院,济南,250100
2 东营职业学院,科研处,山东,东营,257091
3 山东大学,控制学院,电子束研究所,济南,250061
提出了电子束重复增量扫描曝光技术新概念,对吸收能量密度与深度和曝光剂量之间的关系、溶解速度与吸收能量密度之间的关系进行了理论分析,发现溶解速度随曝光剂量增加而增大.以此为依据,在SDS-3型电子束曝光机上采用20 keV能量的电子束对570 nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯进行了7次重复增量扫描曝光实验,得到了轮廓清晰的梯锥和圆锥3维结构,证明了电子束重复增量扫描曝光技术的可行性,为电子束加工3维结构提供了新工艺.
电子束曝光 吸收能量密度 剂量 溶解速度 抗蚀剂 
强激光与粒子束
2007, 19(3): 503
作者单位
摘要
中国科学院电工研究所,北京,100080
电子束曝光机的偏转系统控制电子束偏转扫描.像差低、偏转灵敏度高、扫描速度快是它的基本要求.对各种偏转器、偏转方式进行分析、比较,从偏转器空间场的数值计算方法、偏转系统的优化、像差校正、偏转器制作工艺、电气参数等方面阐述设计过程和工程实现上一些值得注意的问题.综合考虑偏转器和偏放电路的设计可以得到最优性能的系统.
偏转器 优化设计 动态校正 电子束曝光 
光电工程
2004, 31(12): 12
作者单位
摘要
山东大学控制科学与工程学院电子束室,济南,250061
以SDS-3电子束曝光机的聚焦透镜系统为基础,在0.005弧度半张角,3×10-5的高压纹波,50 mm的像距,30×30 mm扫描场的条件下,研究了电磁透镜成像的笛卡尔坐标系中的近轴轨迹方程,给出了相应的计算初值条件和实例.讨论了电子束曝光机聚焦透镜系统中的球差、彗差、像散、场曲和畸变等电子光学特性的确定以及系统像质评定的问题.
电子束曝光 透镜 像差 畸变 近轴轨迹 
光子学报
2004, 33(4): 509
作者单位
摘要
1 中国科学院微电子中心微光刻实验室,北京,100029
2 山东大学电气工程学院,山东,济南,250061
3 中国科学院微电子中心电工研究所,北京,100080
提出一种新的随动坐标系矢量转换方法,给出用于转换散射电子空间输运坐标的矩阵方程.该方程具有递推的形式,计算方便,并且只涉及乘法运算,不会引起计算上的困难,将其用于PMMA(Si中电子散射过程的Monte Carlo模拟,结果表明可以有效节约机时,提高模拟效率,明显优于习惯上使用的静态坐标系方程.
电子束曝光 蒙特卡罗法 坐标转换 
光电工程
2002, 29(3): 24

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