Nanofabricación de estructuras metal-óxido-metal

Abstract

RESUMEN: El presente trabajo de tesis de maestría se enfoca principalmente en el estudio del proceso de nanofabricación de un dispositivo basado en electrodos interdigitados de Titanio dióxido de zirconio-Oro en configuración Metal-Oxido- Metal (MOM), mediante la técnica de litografía electrónica (EBL, por sus siglas en inglés d Electron Beam Lithography). La obtención de los electrodos interdigitados se llevó a cabo usando PMMA 950 A2 (120 nm de espesor) y un revelador con una relación 1:3 de MIBK: IPA a 4 4°C. Para elaborar los electrodos interdigitados de uniones MOM se utilizó la técnica de reconocimiento y alineación de marcas para la fabricación localizada en la muestra y por último se realizó un estudio de dosis para encontrar los parámetros que se emplean en la EBL. Después de optimizar las condiciones del proceso de EBL, se obtuvo un arreglo interdigitado de 10 líneas de Titanio de 100 nm de ancho, espaciadas 100 nm, sobre las cuales se depositó una capa delgada de ZrO2 del orden de 2 nm de espesor. Perpendicularmente a las líneas de Titanio se desarrollaron 10 líneas de Oro de 100 nm de ancho, de tal manera que se lograron en los cruces de las líneas, zonas cuadradas de 100 nm de lado conformando transversalmente las uniones Ti-ZrO2-Au. El equipo de EBL utilizado para el logro del objetivo de este trabajo de tesis es de la marca Raith GmbH(Alemania) modelo Pioneer, actualmente el único en Latinoamérica, se encuentra ubicado en el Centro de Investigación en Computación (CIC) del Instituto Politécnico Nacional (IPN). El equipo para el depósito de películas delgadas por evaporación por cañón de electrones se localiza en la Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de ESIME Azcapotzalco del IPN. ABSTRACT: The present work of focuses mainly on the study of the nanofabrication process of a device based on interdigitated electrodes made of titanium, zirconium dioxide and Gold in a Metal-Oxide-Metal (MOM) configuration, employing the Electron Beam Lithography (EBL) technique. The development of the interdigitated electrode array was carried out using the spin coating deposition. The resist used was PMMA 950 A2 (120 nm in thickness) and as developer MIBK:IPA (1:3) at 4°C. The elaboration of the interdigitated electrodes forming MOM junctions was conducted using marks for achieving a precise overlay. Finally, a dose study was carried out to find the parameters that were used in the EBL. After optimizing the conditions of the EBL process, an interdigitated array of Titanium lines (100 nm in width spaced at 100 nm) was obtained on which a thin layer of ZrO2 of the order of 2 nm thickness was deposited. Perpendicular to the Titanium lines, Gold lines were placed (100 nm width) forming the Ti-ZrO2-Au junctions. The EBL equipment used to Nano manufacturing used in this thesis work, brand Raith GmbH (Germany) Pioneer model, currently the only one in Latin America, is located in the Centro de Investigación en Computación (CIC) del Instituto Politécnico Nacional (IPN).The equipment for the deposition of thin films was performed by electron beam evaporation located in the Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de ESIME Azcapotzalco del IPN.