Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 1 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Litografi Prosesleri.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 1 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Litografi Prosesleri."— Sunum transkripti:

1 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 1 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Litografi Prosesleri

2 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 2 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Mikro-Üretim Örneği 4 mm boyunda deniz altı sıvı akrilikten kalıplanıp katılaştırılmış. Ergitme ve katılaşma bilgisayar kontrollü lazer demeti ile yapılmış. Mikroskobik seviyede insan bünyesinde tedavi amaçlı kullanılması düşünülmekte.

3 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 3 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Nanolitografi Uygulamaları Moleküler elektronik, Miroişlemciler (organik, biyo-organik devreler) Katı hal nano direnç elemanları Şifreleme (Kriotografi) Ultra küçük, hassas ve seçici sensörler Nano ve mikro akışkanlar Kristalizasyon (kolloidal kirstaller, biyo yapılar) Nano baskı katalizörler Ultra yüksek yoğunlukta çekirdekleştiriciler (gen devreleri, sıralayıcılar

4 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 4 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Mikroişlemcilerde ilerleme ~ 10, 000 Tranzistör ~ 2 cm

5 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 5 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ AMD dual core Opteron TM İşlemci 0.35 mm 1.2 milyon tranzistör 35 mm mm 9 milyon tranzistör 78 mm nm 37 milyon tranzistör 120 mm 2 AMD Am486 ® İşlemci AMD K6 ® -III İşlemci AMD Athlon™ İşlemci AMD Opteron™ İşlemci r 130 nm 100 milyon tranzistör 193 mm 2 90 nm 233 milyon tranzistör 199 mm Mikroişlemcilerde ilerleme

6 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 6 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Litografi ile Devre Yapımı Işık Lensler Si wafer Rezist Maske

7 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 7 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ sourcedraingate insulating layer resist coat insulating layer resist align, expose and develop insulating layer resist etch of the insulating layer and resist strip sourcedraingate Litografi ile Devre Yapımı

8 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 8 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Litografinin temel basamakları Radyasyona dayanıklı hassas polimer kaplamaların yapılması (spin kaplama vs.) Tabakanın maske veya maskesiz (İşleme bağlı) işleme maruz bırakılması Cihazı ortaya çıkarmak (geliştirmek) İstenmeyen bileşikleri dışarı atmak (dağlamak vs.) veya yeni malzeme biriktirmek (kaplama ile)

9 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 9 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Litografi Proses Akışı Si Altlık(Wafer) İnce film biriktirme (oksit, nitrür, vs.) Fotorezist kaplama Hafif pişirme Maskeleme Işık, XRD, vs uyg. Rezist malz. işleme Nihai pişirme Litografi sonu

10 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 10 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Litografi Yöntemleri Fotolitografi –Temas –Kalkan –İz düşüm Elektron Demet Litografisi X-Işını veya UV Litografisi İyon Demet Litografisi Dağlama (Kazıma) AFM Litografisi Nano Küre Litografisi

11 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 11 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Fotolitografi Optik Kaynak Açıklık Işık Kesici (panjur) Maske Dayanıklı wafer (pulcuk)

12 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 12 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ

13 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 13 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Fotolitografi Örnek (I)

14 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 14 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Fotolitografi Örnek (II)

15 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 15 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Fotolitografi ile üretilen bazı örnekler

16 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 16 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Elektron Demet Litografisi

17 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 17 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Elektron Demet Litografisi Define pattern on spin coated E-beam resist Resist development RIE etching Cladding deposition Altlığın üstündeki rezist (Örnek. PMMA) içine nano paternleri transfer etmek için yüksek voltajlı elektronlar kullanılır (1 kV – 100 kV)

18 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 18 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Litografi ve gölge buharlaştırma ZEP 520 PMGI SF7 SiO x Si

19 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 19 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Elektron demeti ile ışık saçma Litografi ve gölge buharlaştırma

20 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 20 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ İki katmanın seçici olarak ortaya çıkarılması: Üst katman: Alt katman: Litografi ve gölge buharlaştırma

21 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 21 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Al biriktirme Litografi ve gölge buharlaştırma

22 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 22 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ İlk katmanın oksitlenmesi Litografi ve gölge buharlaştırma

23 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 23 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Ters açıdan Al biriktirme Litografi ve gölge buharlaştırma

24 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 24 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Rezist ve artan metalin uzaklaştırılması Galeri bağlantıları Litografi ve gölge buharlaştırma

25 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 25 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Devre ve Josephson Tünel Bağlantıları Elde edilen ürün

26 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 26 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ X-Işını Litografisi

27 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 27 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ 27 Ayırma (Lift-off) Prosesi

28 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 28 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Absorblayıcı

29 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 29 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ İyon Demeti Litografisi Elektron demeti litografisi ile aynı ancak yüksek odaklı elektron demeti kullanan yöntem İyonlar W iğne içeren sıvı bir metal iyon kaynağından çıkarılan iyonlardır. Her biri 125 nm olan delikler bilgisayar kontrollü bir odaklanmış iyon demeti ile delinmiştir.

30 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 30 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ İyon Demeti Üretim Örnekleri 2 mikrometrelik bu dişli odaklı iyon demeti ile üretilmiştir. (Büyütme 50,000 x)

31 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 31 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ 6 Adet mikroskobik dişli bir mikro motoru Rpm hızda döndürebilmektedir. İyon Demeti Üretim Örnekleri

32 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 32 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ İlk adımda PVD, CVD veya lazer ile kaplama yapımı. Takiben maskeleme (paternleme ile beraber ) yapılıp kaplama dağlanması. Şekil. Paralel elektrodlu tepkime odasında plazmayla dağlama (kazıma). Litografi Prosesleri

33 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 33 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Kimyasal Dağlama –Islak dağlama –Plazma dağlama Fiziksel Dağlama –Sputter dağlama –İyon dağlama Kimyasal/Fizikel Dağlama –Kimyasal destekli iyon demeti dağlama –Reaktif iyon dağlama(RIE) Şekil. Silisyumdan k imyasal dağlama litografisi ile üretim

34 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 34 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Dağlama İşlemi

35 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 35 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Islak Dağlama Silisyum oksitin dağlanması SiO 2 + 6HF → SiF 6 + 2H 2 O + H 2 ↑ Silisyumun dağlanması Si + HNO 3 + 6HF → H 2 SiF 6 + HNO 2 + H 2 O +H 2 ↑

36 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 36 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Plazma Dağlama

37 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 37 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Sputter Dağlama

38 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 38 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ İyon Dağlama

39 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 39 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Reaktif İyon Dağlama

40 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 40 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ 1.5 mm Bağlanma papuçları

41 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 41 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Bağlantı şeritleri

42 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 42 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ 100 nm Al Co Ferro magnet (Co) dan normal metal (Al) a dönme enjeksiyonunu ölçen devre Ferromagnetik - Normal metal tünel bağlantıları

43 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 43 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Bir çipteki şehir

44 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 44 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Basitleştirilmiş karşılaştırmalı dağlama mekanizmaları: (a) iyon dağlama, (b) plazma dağlama ve (c) reaktif iyon dağlama

45 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 45 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ AFM Litografisi The AFM ucu rezist malzeme tepesinden kazıma yapar. Bir geliştiriciye daldırma ile ara katman işlenir. Üst katman depozisyon için gölge maskesi olarak davranır. Rezist katmanın kaldırılmasından sonra depozit edilen nano yapı kalır. Takiben tema maskesi kaldırılır ve nano yapı elde edilir. AFM Bulldozing Developing DepositingLift Off Undercut

46 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 46 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ AFM Derin Kalem Nanolitografisi Kaleme benzer uç kullanan taramalı prop esaslı litografi tekniğidir. Uç kimyasal (mürekkep yapısı) içine daldırılıp uca atom ve moleküllerin yapışıp bir altlığa transferi hedeflenir. Çözünürlük: 15 nm veya daha iyidir

47 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 47 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Isıtıcı eleman uca entegre edilir. Nispeten yüksek sıcaklılarda katı olan mürekkep kullanımına imkan verir. Isıtma elemanı ayarı ile depozisyon kolaylıkla on/off by yapılabilir Kirlilik/ yüzeye absorblanma olmaz ise anında yüzey fotoğrafı da alınabilir. Termal Derin Kalem Nanolitografisi

48 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 48 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Tiyol, antikor, polimerler içeren mürekkeplerden derin kalem litografi örnekleri 6  m Electroluminescent polymers Tagged antibodies Human Hair (80  m width) Thiol ‘Ink’ on gold (Friction Image) Noy et al., Nano Letters (2002) Chemical ‘Ink’ on glass (Confocal Images)

49 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 49 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ 1. Clean Substrate 2.Drop Nanosphere Solution 3. Dry 6. Image Nanostructures 5. Remove Nanospheres 4. Deposit Metal Nanoküre Lithografi Tekniği 5000 nm

50 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 50 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ 5000 nm 125 nm Nanosphere (Diameter = 400 nm) Hole in Mask Atomic Force Microscope Image

51 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 51 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Litografi ile üretilen Nanoçubuklardan örnekler

52 Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 52 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Litografi ile üretilen Nano örnekler


"Prof. Dr. Hatem AKBULUT 11 Aralık 2015 Cuma 1 MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Litografi Prosesleri." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları