請用此 Handle URI 來引用此文件：
http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/47750完整後設資料紀錄
| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 管傑雄 | |
| dc.contributor.author | Chien-Chung Chen | en |
| dc.contributor.author | 陳建中 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-15T06:16:23Z | - |
| dc.date.available | 2015-08-16 | |
| dc.date.copyright | 2010-08-16 | |
| dc.date.issued | 2010 | |
| dc.date.submitted | 2010-08-11 | |
| dc.identifier.citation | [1]D.B.lee,“Anisotropic etching of Silicon, ”J.Appl.Phys., Vol.40,1969,p4569.
[2]Oliver Powell, H Barry Harrison, ”Anisotropic etching of {100} and {110}planes in (100) silicon,” J. Micromech. Microeng. 11 (2001) 217–220. [3] Roman Holly , Kurt Hingerl,“Fabrication of silicon vertical taper structures using KOH anisotropic etching,” Microelectronic Engineering 83 (2006) 1430–1433. [4]J.B.Prince, “Anisotropic of Silicon with KOH-H2O-IPA,” in semiconductor Silicon,ed.H.R.Burgess,Princeton,NJ,Electrochemical Socety Proceedings,1973,p339. [5]Irena Zubel , Irena Barycka,“S Silicon anisotropic etching in alkaline solutions I.The geometric description of figures developed under etching Si (100)in various solutions, ” Sensors and Actuators A 70 (1998) 250-259 [6] J. Fruhauf ,S. Kronert,“Wet etching of silicon gratings with triangular profiles” Microsyst Technol (2005) 11: 1287–1291 [7] Hyun Soh , Young Chai Kim,“SRemote RF Oxygen Plasma Cleaning of the Photoresist Residue and RIE-Related Fluorocarbon Films,” Journal of the Korean Physical Society, Vol. 41, No. 2, August 2002 [8] 2 H. Seo, S. B. Kim, J. Song, Y. Kim, H. Soh, Y. C. Kim and H. Jeon, J. Vac. Sci. Technol., B, 2002, 20, 1548–1555. [9] .LW. Cobum and H.F. Winters, Ann. gev. Mater. Sci. 13 (1983) 19; .I.W. Coburn, Plasma Etching and Reactive Ion Etching, American Vacuum Society Monograph Series, New York (1982). [10] G.J. Coyle and G.S. Oehtlein, Appl. Phys. Letters 47 (1985) 604. [11] T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi,T. Thio and P. A. Wolff, ”Extraordinary optical transmission through sub-wavelength hole arrays,” Nature (London), vol. 391, no. 6668, pp. 667-669, February 1998. Hans Lochbihler, Phys. Rev. B 50, 4975-4801(1994). [12] D. Crouse and P. Keshavareddy, 'Polarization independent enhanced optical transmission in one-dimensional gratings and device applications,' Opt. Express 15, 1415-1427 (2007) [13] U. Fano, J. Opt. Soc. Am. 31, 213(1941). [14] A. Hessel and A. A. Oliner, Appl. Opt. 4, 1275(1965). [15] Barnes W L, Dereux A, Ebbesen T W. “Surface plasmon subwavelength optics.” Nature,2003,424(6950):824-830. | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/47750 | - |
| dc.description.abstract | 本篇論文針對如何適當使用阻擋層並利用濕蝕刻製程原理來有效製作三角形與鋸齒狀光柵以及矽光柵在紅外光下的異常穿透與拉曼光譜量測來作一系列的探討，
藉由電子束微影技術與非等向性濕蝕刻原理，於矽基板上製作一維的光柵結構，並在掃描式電子顯微鏡下觀察，搭配阻擋層長度與蝕刻時間的變化，我們也成功做出鉅齒狀的光柵結構，實驗的過程中也讓我們發現RIE完所殘留的碳氟聚合物能直接拿來做為阻擋層，並由XPS來分析其元素組成。 接著將所製作出的樣品並進行FTIR的紅外線量測與拉曼光譜量測，比較不同深度與形狀的矽光柵，其紅外光穿透行為的變化。我們利用光動量守恆和色射關係式，即推出某些異常穿透現象發生的波長位置，然而還有部分異常穿透波長位置，無法用上述理論來解釋。拉曼光譜的量測則發現角度越尖的光柵結構，其尖角處訊號強度會越強。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | In this work, we fabricate Si sawtooth and triangle grating by wet etching .Then study the transmittance of infrared light and the intensity of Raman spectrum.
By electron beam lithography and anisotropic wet etching principle, we fabricate one-dimensional grating structure on the Si substrate, then observed by SEM. By Changing length of mask and etching time, we successfully fabricate sawtooth grating. During the experiment we also found that the residue after RIE process can be used as wet etching mask which was a kind of Carbon-Fluorine polymer, and then analyze it by XPS . Then measuring the samples by FTIR and Raman spectrum. Comparing the infrared transmittances with different depths and angles of silicon grating.. We use light momentum conservation and dispersion relation to find out some wavelength position of extraordinary transmission phenomenon. there are some extraordinary transmission wavelength which can’t be explained by the theory. By Raman spectrum, we found that the sharp grating has stronger signal of Raman spectrum. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-15T06:16:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-99-R97943099-1.pdf: 8062233 bytes, checksum: a233fbb1e3ac1e4f592cea873d9ed11e (MD5) Previous issue date: 2010 | en |
| dc.description.tableofcontents | 目錄
第一章 導論……………………………………………………………………… 1 1.1.前言……………………………………………………………………… 1 1.2.論文架構…………………………………………………………………… 1 第二章 基本原理介紹…………………………………………………………… 4 2.1.蝕刻原理介紹…………………………………………………………… 4 2.1.1.濕蝕刻原理介紹………………………………………………… 4 2.1.2.乾蝕刻原理介紹………………………………………………… 5 2.2.量測儀器及量測方法介紹……………………………………………… 6 2.2.1掃描式電子顯微鏡……………………………………………… 6 2.1.2光電子能譜(XPS)介紹………………………………………………8 2.1.3傅氏轉換紅外線光譜儀及量測方法的介紹………………………8 2.1.3.拉曼光譜與量測方法介紹……………………………………… 10 第三章 製程介紹………………………………………………………………….11 3.1使用SiO2作為保護材料製作流程……………………………………… 11 3.1.1樣品準備……………………………………………………………11 3.1.2.PECVD成長SiO2……………………………………………………12 3.1.3.電子束微影製程…………………………………………………12 3.1.4.光阻硬烤製程……………………………………………………15 3.1.5.BHF濕蝕刻圖形轉移製程………………………………………16 3.1.6.氫氧化鉀(KOH)溶液濕蝕刻製程………………………………16 3.1.7.製程結果………………………………………………………18 3.2.發現碳氟聚合物過程與做為阻擋層之製作流程………………………19 3.2.1.RIE乾蝕刻圖形轉移製程與碳氟聚合物的產生…………………19 3.2.2碳氟聚合物介紹……………………………………………………21 3.2.3.製程流程…………………………………………………………22 第四章 實驗結果…………………………………………………………………23 4.1.光柵結構隨蝕刻時間的變化 ……………………………………………23 4.2.阻擋層長度對形狀的影響…………………………………………………32 4.2.1.阻擋層1200nm之形狀變化………………………………………32 4.2.2阻擋層400nm之形狀變化…………………………………………37 4.3.整理…………………………………………………………………………40 第五章 量測結果…………………………………………………………………42 5.1.FTIR量測…………………………………………………………………42 5.1.1.異常穿透現象與TE TM定義………………………………………42 5.1.2.不同深度對矩形矽光柵穿透率的影響……………………………45 5.1.3.不同windowsize對矩形矽光柵穿透率的影響…………………46 5.1.4鋸齒狀矽光柵的紅外光穿透率……………………………………52 5.2.鋸齒矽光柵的拉曼訊號量測………………………………………………55 第六章 結論…………………………………………………………………………58 圖目錄 圖2.1. SEM主要結構示意圖……………………………………………………… 7 圖2.2. 麥克森干涉儀的原理………………………………………………………9 圖3.1.二氧化矽光柵結構…………………………………………………………16 圖3.2. V字型光柵結構……………………………………………………………17 圖3.3.以二氧化矽作為阻擋層之濕蝕刻結果……………………………………18 圖3.4.BHF侵入示意圖……………………………………………………………18 圖 3.5.使用乾蝕刻RIE進行圖形轉移之實驗流程圖……………………………19 圖 3.6.RIE 2分鐘後所作出之光柵結構…………………………………………20 圖 3.7.RIE 5分鐘後所作出之光柵結構……………………………………………20 圖 3.8. 交界處些微的蝕刻現象……………………………………………………21 圖 3.9.碳氟聚合物之XPS分析圖…………………………………………………21 圖3.10.以碳氟聚合物作為阻擋層的製程流程……………………………………22 圖4.1. 阻擋層600nm蝕刻2分鐘之sem圖…………………………………………23 圖4.2. 阻擋層600nm蝕刻3分鐘之sem圖…………………………………………23 圖4.3.阻擋層600nm蝕刻4分鐘之sem圖………………………………………24 圖4.4.阻擋層600nm蝕刻5分鐘之sem圖……………………………………………24 圖4.5.阻擋層600nm蝕刻6分鐘之sem圖……………………………………………24 圖4.6.阻擋層600nm蝕刻7分鐘之sem圖……………………………………………25 圖4.7.阻擋層600nm蝕刻8分鐘之sem圖……………………………………………25 圖4.8.阻擋層600nm蝕刻9分鐘之sem圖……………………………………………25 圖4.9.阻擋層600nm蝕刻10分鐘之sem圖…………………………………………26 圖4.10.阻擋層600nm蝕刻11分鐘之sem圖…………………………………………26 圖4.11.阻擋層600nm蝕刻12分鐘之sem圖…………………………………………26 圖4.12.梯形結構變為三角形結構………………………………………………27 圖4.13.長度600奈米阻擋層消失前蝕刻深度對蝕刻時間圖……………………28 圖4.14.高度1640nm之三角形光柵結構……………………………………………28 圖4.15.長度600奈米阻擋層消失前蝕刻深度對蝕刻時間的作圖………………29 圖4.16.五角形之光柵結構…………………………………………………………29 圖4.17. 底角25°之鋸齒狀光柵結構………………………………………………30 圖4.18.鈍角光柵結構之底寬由窄變寬……………………………………………30 圖4.19.總蝕刻過程的形狀變化圖………………………………………………31 圖4.20.阻擋層長度 1200奈米之梯形結構變為三角形結構……………………34 圖4.21.高度2510nm之鋸齒狀光柵結構…………………………………………35 圖4.22.光柵結構由五角形變為鈍角三角形……………………………………35 圖4.23.鈍角三角形光柵結構逐漸消失不見……………………………………36 圖4.24.長度1200奈米之阻擋層蝕刻高度對蝕刻時間圖………………………37 圖4.25.阻擋層400nm三角形光柵結構變為五角形光柵結構…………………39 圖4.26.長度1200奈米之阻擋層蝕刻高度對蝕刻時間圖………………………40 圖4.27.各阻擋層長度之蝕刻高度與時間對應圖………………………………41 圖5.1.TE和TM模態的定義………………………………………………………44 圖5.2.TE模態 windowsize30% 不同深度的穿透率……………………………45 圖5.3.TM模態 windowsize30% 不同深度的穿透率……………………………45 圖5.4. TE mode 430奈米深度矩形矽光柵的紅外光穿透率圖形…………………47 圖5.5. TM mode 430奈米深度矩形矽光柵的紅外光穿透率圖形………………47 圖5.6.TE mode 930奈米深度矩形矽光柵的紅外光穿透率圖形…………………48 圖5.7.TM mode 930奈米深度矩形矽光柵的紅外光穿透率圖形…………………48 圖5.8 .TＥ模態 1440奈米深度之矩形矽光柵的紅外光穿透率圖形……………49 圖5.9 .TM模態 1440奈米深度之矩形矽光柵的紅外光穿透率圖形……………49 圖5.10 .TＥ模態 2400奈米深度之矩形矽光柵的紅外光穿透率圖形…………50 圖5.11 .TM模態 2400奈米深度之矩形矽光柵的紅外光穿透率圖形…………50 圖5.12 .TE模態 2880奈米深度之矩形矽光柵的紅外光穿透率圖形…………51 圖5.13 .TM模態 2880奈米深度之矩形矽光柵的紅外光穿透率圖形…………51 圖5.14.作為量測之鋸齒矽光柵(a)鈍角矽光柵(b)銳角矽光柵………………53 圖5.15.TE模態950奈米鋸齒光柵與矩形光柵穿透率比較………………………53 圖5.16.TM模態950奈米鋸齒光柵與矩形光柵穿透率比較………………………54 圖5.17.TE模態2400奈米鋸齒光柵與矩形光柵穿透率比較………………………54 圖5.18 TM模態2400奈米鋸齒光柵與矩形光柵穿透率比較………………………55 圖5.19.高度950奈米之鈍角鋸齒光柵的拉曼訊號強度圖……………………….56 圖5.20.鈍角鋸齒光柵的mapping示意圖…………………………………………56 圖5.21.高度2510奈米之銳角鋸齒光柵的拉曼訊號強度圖……………………56 圖5.22.銳角鋸齒光柵的mapping示意圖…………………………………………57 表目錄 表 2.1. 晶格方向與mask方面對角度之關係表………………………………… 5 表 3.1. 樣品清洗流程……………………………………………………………11 表 3.2.電子束微影術的各項參數…………………………………………………15 表4.1.長度600奈米阻擋層消失前之高度與寬度及形狀對應表…………………28 表4.2.長度600奈米阻擋層消失後之高度與寬度及形狀對應表………………31 表4.3.長度1200奈米阻擋層之高度與寬度及形狀對應表………………………32 表4.4.長度400奈米阻擋層之高度與寬度及形狀對應表………………………38 表4.5.各阻擋層長度對應之最高蝕刻高度與蝕刻生命期對應表………………41 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.title | 用碳氟聚合物作為濕蝕刻阻擋層製作鋸齒狀矽光柵結構與其FTIR與拉曼光譜量測 | zh_TW |
| dc.title | Using Carbon-Fluorine polymer as wet etching mask to fabricate Si sawtooth grating and measuring with FTIR and Raman Spectrum | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 98-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 孫建文,林致廷,賴聰賢,孫允武 | |
| dc.subject.keyword | 電子束微影系統,非等向性濕蝕刻,RIE殘留物,異常穿透,TETM模態,拉曼光譜, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | electron beam lithography systems,anisotropic wet etching,RIE residues,extraordinary transmission,TETM mode,Raman spectrum, | en |
| dc.relation.page | 60 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2010-08-11 | |
| dc.contributor.author-college | 電機資訊學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 電子工程學研究所 | zh_TW |
| 顯示於系所單位： | 電子工程學研究所 | |
文件中的檔案：
| 檔案 | 大小 | 格式 | |
|---|---|---|---|
| ntu-99-1.pdf 目前未授權公開取用 | 7.87 MB | Adobe PDF |
系統中的文件，除了特別指名其著作權條款之外，均受到著作權保護，並且保留所有的權利。