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Nanostrukturierung und Reinraumzentrum-Infrastruktur

Arbeitsgruppe 2.44

Vier-Winkel-Schrägbedampfungsverfahren

Um die Eigenschaften von metallischen Einzelelektronen- Schaltungen zu verbessern ist es notwendig, die Dimensionen der Insel zu verringern. Daraus resultieren sowohl höhere Betriebstemperaturen als auch eine Reduzierung des Hintergrundladungsrauschens. Bei der hier vorgestellten Technik wird die bekannte Schrägbedamfungsmethode mit einem abschließenden Ätzschritt kombiniert.


Die dreilagige Lackstruktur, bestehend aus einer Copolymer-, einer Germanium- und einer PMMA-Schicht, wird mittels eines Elektronenstrahls belichtet. Danach wird die obenliegende PMMA-Schicht entwickelt und die Lackstruktur durch einen Ätzprozess in die Germaniumschicht und dann in das Copolymer übertragen. Durch einen weiteren Ätzschritt wird ein starker "Unterschnitt" und somit eine freitragende Germaniumbrücke erzeugt (a).

Durch diese Maske wird nun in zwei nachfolgenden Schritten Aluminium unter zwei verschiedenen Winkeln aufgedampft und so die beiden Basiselektroden erzeugt (b, c). Anschließend wird die Tunnelbarriere durch eine in situ Oxidation definiert. Durch zwei weitere Aufdampfschritte (AuPd), bei denen die Probe stärker geneigt wird, werden die beiden Elektroden verbunden (d, e). Nach dem Lift-Off-Prozess wird durch einen abschließenden Ätzschritt die AuPd Insel von den Zuleitungen getrennt (f, g). Mit dieser Technik konnten SET-Transistoren mit Inseln mit Durchmessern < 30 nm erzeugt werden.






Durch Vier-Winkel-Schrägbedampfungsverfahren hergestellter SET-Transistor.
f) Schematische Darstellung, g) REM-Aufnahme.