第六十九期 2011年10月刊
 
 
 
發行人:林清富所長  編輯委員:陳奕君教授  主編:林筱文  發行日期:2011.10.18
 
 

 本所彭隆瀚教授指導電機系李志軒同學榮獲「99年度大專學生參與專題研究計畫研究創作獎」,特此恭賀!

  本所孫啟光教授指導呂任棠同學榮獲「中國電機工程學會100年青年論文獎第二名」,特此恭賀!

  本所何志浩教授指導光電所學生團隊榮獲「IUMRS International Conference in Asia Outstanding Paper Award (1) & Excellent Poster Award (2)」,特此恭賀!

  本所何志浩教授指導光電所學生團隊榮獲「2011年中華民國尖端材料科技協會學生論文科揚獎(特優)」,特此恭賀!

  本所何志浩教授指導張閎智同學榮獲「100年度科林論文獎碩士論文優等獎」,特此恭賀!

 
 
 

~ 美國三校參訪紀要  系列報導 ~

【之一】

時間:100年8月19日

參訪地點:UCLA (University of California, Los Angeles)

撰文:光電所黃建璋教授

老實說,到ULCA參觀不是第一次,十年前在美國念書的時候,當時在UCLA念書的同學就帶我到校園晃了一個下午。另外,我們光電所有兩位ULCA的傑出校友,因此對其突出的研究也有深刻印象,然而,一直到今年暑假,才有機會與ULCA電機系相關領域的教授級實驗室交流。

8月19日一早,在林所長的帶領下,吳志毅、吳育任、何志浩等教授及我一行五人,前往Engineering IV Bldg,原先想大概是按照報告順序,我們與ULCA的教授報告研究成果及交流討論等。沒想到ULCA電機系安排非常周到,雖然是暑假,還是將此訪問擴大舉行了seminar(有茶點的喔),大概有近十位教授及二十幾位研究生在百忙之中參與。

首先由ULCA電機系張主任報告系況,UCLA電機系有多位美國國家工程院院士,各協會的fellow自不在話下,著作許多我們常用的教科書,以及多項影響我們目前科技及生活的突破,這是一個非常精彩的演講,真不愧是美國排名前幾名的學校。接下來由Professor Bahram Jalali演講” Evolution of Photonic Time Stretch: From Analog to Digital Conversion to Blood Screening “,Prof. Jalali 是光學領域著名的學者,除了Photonic Time stretch的突破外,他也提及其應用到blood screening的成果。另外,我個人的感覺,ULCA的光電相關研究,或許是funding agency的驅使,或者在跨領域上有許多emerging topics,會與bio相關。如Prof. Eric Chiou,介紹其” Photothermal Nanoblade for Single Cell Surgery and Cargo Delivery ”及Prof. Ozcan 的學生Ting-Wei Su,介紹” Lensfree On-Chip Microscopy for Global Health Applications ”都將mems及optical lens design與bio結合。另外,Mr. Scofield介紹” Nanopillar-based Photonic Crystal Lasers: A Bottom-up Approach to Photonic Integration ”。

下午的實驗室參觀,值得一提的是”Calif. Nanosys Inst(CNSI) “,這中心充分展現了ULCA即使已為一流名校,對於下世代頂尖研究投資及創意激盪的努力仍不遺餘力。個人會有些感慨,相對於在台大,還是在許多KPI中打轉,過度重視paper number, citation number 及ranking number等number,此行讓我有不同的思維。

晚上,感謝張懋中主任設宴款待,張主任除了在RF的突出研究外,在語言上也非常有學養。晚宴談笑風趣,賓主盡歡。我也學習到做房地產,要找有山、有河或有海的地方,土地有限制,房地產才會漲。

 

 

 

【之二】

時間:100年8月29日

參訪地點:UCSB (University of California, Santa Barbara)

撰文:光電所吳育任教授

這次我們所上藉由參加SPIE會議之後的機會,順道拜訪加州大學聖塔芭芭拉分校(UC Santa Barbara),此次參訪加州大學聖塔芭芭拉分校(UC Santa Barbara),最主要的目的,就是希望能夠達成雙邊的合作和交流,希望在教學方面能夠就雙學位等問題交換意見,而在研究方面,希望雙方能夠達成一些合作同盟的協定。就如同一般人的印象中UCSB雖然不是傳統的名校,但是最近的排名尤其在材料和電機方面竄升的速度很快,尤其在設立加州奈米中心後(CNSI)以及出現許多諾貝爾獎級準諾貝爾獎得主的光環下,學校的聲譽越來越好,算是以理工聞名的重點學校。其中材料系竄升的非常快,已經衝到全美第一名,令人不禁想要了解,是什麼因素讓這個學校竄升的如此快。由於我今年有幸能夠得到國科會和學校的補助從九月份開始來這邊當訪問學者,因此這次的參訪行程,就由我來負責聯絡和接洽事宜。

一大清早,在晴朗的天氣下,我開著跟朋友借來的車去接林清富所長和蘇國棟教授到UCSB的電機系館。在林同學的幫忙下,我們很順利的跟電機系前系主任Prof. Cheng見面,雙方就兩邊的研究項目進行交流,由於Prof. Cheng 跟林所長是好朋友,對此次的參訪也是Prof. Cheng大力促成,因此氣氛很熱絡,接下來我們就去拜訪Prof. John Bower。由於Prof. Bower很早以前就有跟所上孫啟光老師有所合作,對我們的參訪很是高興,所長也就目前研究上ring waveguide的最新成果跟Prof. Bower進行分享,之後我們也去Prof. Bower的實驗室參觀。11點左右,我們就去拜訪工學院院長Prof. Larry Coldren,就目前雙方研究的主題進行交流討論,並且就雙方雙學位問題進行討論,由於新任的院長九月初會上任,但是還沒到UCSB報到,因此我們只能將雙學位問題進行討論,但是結論要等新任院長到了之後才能下決定。中午院長邀請了前電機系主任Prof. Cheng、前材料系主任Prof. James Speck,和我們在UCSB海灘邊的一家餐廳餐敘,用餐中,我們就如何提升系所的聲譽進行討論,UCSB的教授在這麼快速竄起的情況下,仍然努力的要提升學校的知名度令人感到佩服,Prof. James Speck同時也是固態照明中心重要的負責人,則跟我們討論一些合作聯盟的可行性,並且邀請所長在參訪結束前,和固態照明中心主任Prof. Steven DenBaars一起討論一些細節,算是此行的重大突破。

下午的行程主要為實驗室參訪,同時三點多的時候,由林所長就所上現況跟UCSB 的學生和教授們做介紹,然後蘇教授則對實驗室研究的成果進行報告分享,而我因為要在這邊長期訪問的關係,Prof. James Speck已經另行安排我在十月左右演講,因此我的研究部分就先不介紹。下午實驗參訪部分,先參觀整個UCSB固態照明中心的長晶和無塵室方面的設備,由Prof. James Speck 學生Jordan和Christopher帶領我們參觀長晶設備,我們發現到UCSB的設備之多讓人感到羨慕,但是最重要的專業的FAB管理人員更是令人印象深刻。舉例來說,UCSB有十台以上的MBE設備,彼此可以共用,MOCVD的設備也是非常多台,教授們也不藏私。而專業的FAB管理人員,更是讓所有CLEAN ROOM的設備能夠維持故障時間不超過一兩天,算是接近工業界的水準,我想這一點是值得我們好好學習,如何提出優渥的條件,留下好的管理人才,讓這邊的研究人員,只要花心思在想題目,而不是煩惱儀器故障的問題,對研究水準的提升,是有很正面的幫助的。無塵室的面積非常大,同時也對外營業,由於設備非常的先進,也有許多小公司進駐直接在裡面開發新製程、新技術。由於對外營業,得以維持研究的開銷,而良好的管理環境,和營業收入,更讓無塵室可以不停更新設備和招商,據表示有十幾家公司每年願意付上50萬美金的代價使用這裡的設備,代表這邊設備的新穎度和穩定度,我想這是他們工學院,尤其是材料系這幾年快速竄升的原因之一。

最後,傍晚所長和Prof. James Speck 和Prof. Steven DenBaars去討論參訪細節的同時,林同學帶我和蘇教授去參觀Nobel獎得主Prof. Heeger教授的實驗室參觀,並跟他的學生討論實驗室的風格和特色,令人印象深刻。這次的參訪行程雖然短,但是收穫頗多,尤其日後我會在這邊研究兩個學期,也算是對整個UCSB的設備和結構有深刻的了解,希望在未來的一年裡,可以深入的和Prof. James Speck的實驗室進行緊密的交流研究,並且扮演所上和這邊溝通的橋樑,以期待在研究領域上有更大的突破,並擴展台大在外界的能見度。

 

 

 

 

 

 

 

【之三】

時間:100年8月31日

參訪地點:Cornell University

撰文:光電所蘇國棟教授

康乃爾大學成立於1865年,位於紐約州的綺色佳(Ithaca),是長春藤聯盟之一的學校,也是在盟校中唯一一個在獨立戰爭後建立的學校。康乃爾大學還與紐約州政府簽立合約,共同管理三個大學部學院和一個研究生級的獸醫院,其經費來自州政府,用以支持於特定領域的研究,若是紐約州居民進入就讀,也可減免學費。因此,雖然康乃爾大學是私立學校,但是某些院系的學生,卻是可以公立大學的學費來就讀,相當特別。

康乃爾大學綺色佳校區有人文、工程和農業學院,另外還有科學實驗室和體育建築群。人文學院四周的建築屬哥德式、維多利亞式及新古典式風格,很多著名的建築物也都在此,像是酒店管理學院的教學酒店斯塔特勒酒店(Statler Hotel)。康乃爾大學除了有全美最佳的酒店管理學院,他們的工程科學、農業工程、文學理論,以及建築學、化學、生物學、量子物理、計算機工程、通信工程、航空太空工程、製造工程、機械工程、土木工程等理工科專業,均排名在全美前十名之內。涵蓋相當廣泛的領域,因此康乃爾大學的規模是長春藤盟校內的大型學校。

這次我們拜訪了School of Electrical and Computer Engineering,一進入其Duffield Hall,很難不注意到裡面的桌子或椅子,都有著捐贈系友的名字,讓人對美國私立學校的募款能力,不得不佩服。這次承蒙Prof. Tsuhan Chen和Prof. Edwin Kan的細心協助,我們有機會和幾位教授面對面的溝通。除了雙方對各自研究領域的介紹外,我們也更可以瞭解到未來雙方合作的機會。台大光電所除了可以送出博士班學生到康乃爾大學外,也可以吸引對方學生來台。對於雙方的合作與國際化的推廣,都是相當正面的。

得力於酒店管理學院,康乃爾大學的住宿與餐飲也是全美數一數二的,讓學生在這裡可以盡情享受學院時光。在參訪完之後,系主任Prof. Tsuhan Chen也招待我們在斯塔特勒酒店享受精緻的義大利美食與康乃爾大學的日落,為此次的參訪畫下句點。

康乃爾大學的華人校友相當龐大,較知名的像是文學家胡適以及台灣前總統李登輝。若是有機會,我會建議學生爭取機會體驗在康乃爾的生活。

 

 

 
 

 

吳肇欣助理教授於2002年取得台大電機系學士學位,以第一名直升台大光電所,於2004年取得台大光電所碩士學位,完成兵役後,於2005年回到台大電機系擔任助教工作一年,負責大學部自動控制實驗室及系上必修科目的協助。並於2006年前往美國伊利諾大學香檳分校攻讀電機博士學位,於2010年取得博士學位,之後續留在伊利諾擔任博士後研究員的工作,於2011年八月返回台大電機系及光電所擔任助理教授。

吳肇欣助理教授的研究領域和興趣在先進三五族半導體電子及光電元件的研究和製作:包括高頻光電元件的設計和量測、下一代光電整合積體電路的開發、光通訊和光互聯元件、三五族高速電子元件。在過去五十年,所有的文獻都將載子的生命週期認定在1 ~ 2 ns,而發光二極體(LED)的自發性放光(spontaneous emission)的調變速度始終在幾百個MHz附近,所有的光通訊光源都只能透過二極體雷射(diode laser),然而雷射的調變響應,也因為載子的復合生命週期太長,造成元件有很大的共振頻率響應(resonance response),造成光訊號的失真和傳輸頻寬的下降。因此,發光電晶體本身因為結構的不同,第一次發現載子生命週期可輕易達到小於100 ps,且達到世界紀錄的7 GHz自發性放光的調變頻寬,透過此突破性的研究成果,讓吳教授拿到了Nick and Katherine Holonyak Jr. Graduate Research Award獎項。未來研究的發展方向,希望將發光電晶體和電晶體雷射應用在光電積體整合電路上,利用此三端元件的特性,同時具有傳輸電訊號和光訊號的優勢,將光整合到電路設計中,開發下一代新型的光電積體電路。

在教學研究之餘,吳教授喜歡四處旅行、攝影、健身、看電影。在美國求學期間,由於國外天氣寒冷的關係,培養了打羽球(在室內)的習慣,有空喜歡煮菜和享受美食,嚮往大自然和平靜的生活。

吳教授認為光電產業包羅萬象,每個學生不要妄自菲薄,透過在台大光電所的訓練和所學,找到自己在這個產業的定位,努力向前、貢獻專長。然而除了工作之餘,培養不同的興趣也是很重要的,生命不是只有工作和賺錢,要有自己內在價值的目標,透過不斷地尋找和實現,人生才會更有意義。

 
 
 
Low Loss Terahertz Air-Core Pipe Waveguides

 Professor Chi-Kuang Sun

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 孫啟光教授

Terahertz (THz) technology has high potential in a wide variety of applications ranging from high-speed telecommunications to bio-imaging. To facilitate THz applications, it is essential to develop low-loss and low-cost THz waveguides. Recently, we proposed a dielectric circular air-core pipe for low-loss THz waveguiding. The pipe waveguide is the simplest pipe with a large air core region surrounded by thin and low-index dielectric cladding. Without complex fabrication, we used commercial Teflon pipes to demonstrate that the circular pipe waveguides not only possess low attenuation constants (< 0.001 cm-1) and high coupling efficiency (> 80%), but also suffer low bending loss. By modifying the circular pipe waveguides into rectangular ones, we further removed the transmission degeneracy of two orthogonal polarizations. It is expected that these easily available, low loss, low bending loss, and polarization-sensitive THz waveguides would have a high potential for THz sensing, communication, and imaging applications.

Fig. 1. Structure of the pipe waveguide. (n1 = 1, air).

Fig. 2. Attenuation spectra of straight Teflon pipe waveguides for t = 0.5 mm and 1.0 mm. The core diameters were the same (D = 9 mm).
Fig. 3. Bending loss spectra of the pipe waveguide for bending radius of curvature (R) = 75 and 60 cm. Fig. 4. Attenuation spectra of PE rectangular pipe waveguides for different polarizations.

 

Beyond-Bandwidth Electrical Pulse Modulation of a TO-Can Packaged VCSEL for 10 Gbit/s Injection-Locked NRZ-to-RZ Transmissions

 Professor Gong-Ru Lin

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 林恭如教授

A TO-46-can packaged VCSEL with a finite bandwidth of only 3 GHz has been employed to demonstrate a 10-Gbit/s all-optical NRZ-to-RZ data-format convertor, as shown in Fig. 1. This approach is based on the injection-locking induced gain-switching and the beyond-bandwidth electrical-pulse modulation of the TO-46-can packaged VCSEL biased at nearly lasing condition. To support 10-Gbit/s RZ data pulse generation, the resonant relaxation oscillation frequency of this TO-46-can packaged VCSEL is increased through direct modulation by an electrical-pulse at 10 GHz and external NRZ optical injection from 2 to at least 7.3 GHz. The optimized 10-Gbit/s RZ data-stream exhibits the signal to noise ratio, the timing jitter, and the pulsewidth of 7.2 dB, 2.9 ps, and 27 ps, respectively. The peak-to-peak chirp and corresponding chirp parameter are slightly raised to 4.3 GHz and 122 MHz/ps by increasing the injection power and the biased current. Owing to carrier accumulation and gain variation, the RZ data pulsewidth gets reduced by increasing the optical NRZ injection power and concurrently increasing the DC biased current.

A higher DC biased current further promotes the RZ data with greater modulation depth and sharper shape. A BER of 10-9 at 10 Gbit/s is achieved at a receiving power of -19.5 dBm, and an improvement of receiving power penalties up to 16 dB is observed when the DC biased current is reduced to only 10% of its lasing threshold, as shown in Fig. 2. In particular, the slope of the BER versus receiving power significantly changes at a receiving power of >-19 dBm. The major reason for the slope change in the BER curves is crosstalk between the reflected incoming optical NRZ injection and the output of the VCSEL converted RZ data-stream. With a limited receiving sensitivity of the 10-Gbit/s lightwave receiver (Agilent 83434A), the VCSEL converted RZ data-stream inevitably introduces a noise floor in its BER response. Despite the finite bandwidth set by the homemade VCSEL, this work demonstrates the feasibility of operating the TO-can packaged VCSEL based RZ generator beyond its intrinsic modulation bandwidth with the aid of electrical-pulse modulation and externally optical injection. Most concerns regarding the noisy data-stream output can be addressed if the VCSEL can tolerate a larger bias and thereby achieve a better SNR before breakdown.

Fig. 1. VCSEL based 10-Gbit/s NRZ-to-RZ convertor. Amp: microwave amplifier; MZM: Mach-Zehnder modulator; OC: optical circulator; PC: polarization controller; TL: tunable laser; Att: attenuator; DSO: Digital Sampling Oscilloscope; BER: bit error rate tester; OSA: optical spectrum analyzer.

Fig. 2 BER analysis of the optical NRZ from a externally modulated VCSEL without injection (black), and the generated RZ at 10 Gbit/s from the injection-locked VCSEL at DC bias of 1.2, 1.3, and 1.4 mA.
 

Reference:
Chia-Chi Lin, Yu-Chieh Chi, Hao-Chung Kuo, Peng-Chun Peng, Connie Chang-Hasnain, and Gong-Ru Lin, “Beyond-Bandwidth Electrical-Pulse Modulation of a TO-can Packaged VCSEL for 10 Gbit/s Injection-Locked NRZ-to-RZ Transmission,” Journal of Lightwave Technology, Vol. 29, Issue 6, pp. 830-841, Mar. 2011.

 

 
 
論文題目:次波長週期結構之濾波特性與等效光學參數之研究

姓名:陳于堂   指導教授:林晃巖教授

 

摘要

次波長週期結構(subwavelength periodic structures)在電磁領域具兩種功能:可調式擇頻特性以及提供天然材料中所不存在或不易獲得之等效電磁參數;因此,可將次波長週期結構附加於微波、兆赫波以及光波波段之元件中,以增進其效能或提供額外功能。次波長週期結構之濾波特性及特殊等效參數主要來自共振效應。除了來自電磁波與材料本質作用之共振外,還有因結構侷限所產生之幾何共振、表面電漿共振、Fabry-Perot共振、波導模態共振。另一方面,週期性提供群集效應,不同週期及晶格排列方式則產生晶格共振。若藉由這些不同共振模態耦合則產生Fano共振,可提高次波長結構之設計自由度而增進應用之多樣性,然而卻也增加了分析的困難度。

本論文首先分析由多個非對稱金屬導電帶所組成之次波長週期結構之多重Fano共振,並藉由電場及表面電流模態了解其Fano共振機制,而此結構可應用於多頻帶濾波器上。接著,我們設計次波長金屬結構於光波段之異常光吸收濾波效應。我們設計由一維複合孔洞所組成之金屬次波長光柵,於p極化入射時,在可見光波段中具兩高吸收峰值,而在紅外光波段中,更具一接近完美之寬頻吸收峰值,可應用於光檢測器。此高吸收現象之成因與激發金屬表面電漿模態有關,我們並討論在異常吸收時,所激發之特殊表面電漿模態。除了討論由導體組成之次波長結構,我們亦討論由高介電常數之介質所組成之二維次波長圓柱結構,並藉由在準靜態中利用等效介質理論(effective medium),計算此次波長週期結構之等效材料參數。藉由等效介質理論,計算在準靜態中此次波長結構之等效電容率以及導磁率。而此結構在s極化之入射時,有一波段中等效電容率以及導磁率同時為負值,因而具有等效負折射係數。

圖一:具Fano共振特性之金屬次波長週期結構

圖二:具負折射現象之介電質圓柱次波長結構

 

 

論文題目:銦鎵系氧化物相變化記憶體與薄膜電晶體元件之研製

姓名:王菘豊   指導教授:彭隆瀚教授


摘要

本論文以濺鍍法生長氧化銦鎵材料,深入探討其生長條件與材料特性。隨著製備條件(鍍率、氧分壓、溫度)與製備方式(共濺鍍、堆疊結構)的不同,氧化銦鎵可由導電材料轉變為半導體或絕緣材料。

吾人利用氧化銦低相變化溫度的特性研製相變化記憶體(phase change memory, PCM),同時為了升高元件電阻以降低重置電流,吾人以共濺鍍法摻雜少量氧化鎵至氧化銦中。將氧化銦鎵於低氧分壓(<1×10-4托耳)環境下中速沉積(約1Å/sec) 可獲得良好的相變化特性,此時電阻率約在1-103 W-cm間。為提供平行的電場分布,使得材料能較容易被均勻相變化,吾人又引入上下雙加熱柱結構於氧化銦鎵相變化記憶元件中。完成的具上下雙加熱柱之記憶體元件,當加熱柱接觸面積為6.2 mm2,且氧化鎵摻雜比例為0.2%時,則氧化銦鎵相變化記憶體操作所需條件如下:寫入電脈衝80 ns/ 7.25 V/ 0.8 mA;重置電脈衝20 ns/ 4.7 V/ 18 mA;寫入與重置的體積能量密度為1.77±0.11與7.26±0.44 pJ/mm3,結果如圖一所示。

而在薄膜電晶體(thin film transistor, TFT)的製作上,吾人選用絕緣性優異的高介電係數氧化鉿(HfO2)材料,以傳統原子層沉積法(atomic layer depositon, ALD)製備,選用的條件為基板溫度280°C,介電係數27.9,厚度90Å。考慮功函數與金屬與氧化物的化學反應性,吾人選用了鉬金屬作歐姆接觸電極,完成的元件具閘極錯開式薄膜電晶體結構,並具有7層之氧化銦/氧化鎵堆疊結構。元件最高場效載子遷移率mFE可高達51.3 cm2/Vs,同時VTtri = 0.57 V,VTsat = -0.04 V,ION/IOFF > 6×107,S = 0.38V/dec,結果如圖二所示。顯示本實驗室所提出的氧化銦/氧化鎵堆疊通道,有助於提高氧化物通道的載子遷移率,使元件特性最佳化。

於本研究中吾人深入鑽研氧化銦與氧化鎵材料特性,同時於相變化記憶體與薄膜電晶體元件的製作與量測過程中學習許多半導體元件的分析知識,並獲致不錯的成果,然氧化物半導體屬於新興起的研究領域,尚待後續研究者繼續深入了解其材料與元件特性,並拓展其應用領域。 

圖一

 

圖二

 

 
 
 

— 資料提供:影像顯示科技知識平台 (DTKP, Display Technology Knowledge Platform) —

— 整理:林晃巖教授、陳聖灝 —

奈米微影術—使用傳遞與消散波 

奈米級的微影術(lithography)技術至今依舊是一大挑戰,雖然有不少方法與實驗測試被提出,此一問題仍尚未解決,根據Kosei Ueno和他在北海道大學(Hokkaido University)以及日本科技技術中心(Japan Science and Technology Agency)的同事最新的研究結果指出( Appl. Phys. Lett. 99,011107; 2011),利用光阻的雙光子化學反應配合電漿輔助蝕刻(plasmon-assisted lithography aided by two photon chemical reaction of photoresist)可能會是一有用之解決工具。

利用電子束以及10 nm的金薄膜所製作成的奈米結構光罩如下圖左所示,此光罩被直接貼合在正光阻上,由於光罩上許多結構使得入射光在光罩中產生了複雜的電磁反應,其中包含了在波長為780 nm的共振(此研究中採用中心波長為800 nm的飛秒fs雷射)。

雖然電漿蝕刻技術並非一全新技術,但Ueno指出在他們的實驗中特別的地方在於曝光光源的使用上選擇了高階多偶極電漿共振( higher-order multiple plasmon resonance)所產生之具指向性散射成分而非局域的消散場(evanescent fields)。

Ueno表示在過去的電漿蝕刻系統中,利用金屬奈米結構上之電漿偶極(dipole plasmon)所產生的近場光,雖然可以在光阻上產生(平面方向)奈米級的凹洞,但這些被蝕刻出的奈米圖樣受限於近場光的穿透深度,於是蝕刻出的凹槽並不深,同時Ueno也指出這些由電漿蝕刻出的圖樣並不能完全符合光罩預期產生之圖樣 。

Ueno: 「以上所提到的缺點指出了,要建構出一個實用的電漿蝕刻系統應該要解決的問題,為了克服這些問題,我們提出了一個新的電漿輔助蝕刻技術。」由於使用與多偶極電漿共振輻射模態耦合的具指向性散射成分(非近場光),因此可以在光阻上得到較深的奈米圖樣。

其團隊指出由於光阻圖樣與光罩上的圖樣非常類似,且10 nm的寬度都能被明顯地蝕刻出,上圖右為30 μm × 30 μm的範圍內蝕刻的瓶頸狀組成之鏈結圖樣,結構上的誤差約為4 nm。

從實用觀點上,此技術主要缺點在於本身為一種直接碰觸式( direct contact exposure)的曝光方式(雖然在許多電漿式蝕刻系統中很常見),此團隊表示未來將會改良發展成為一套無須直接接觸曝光的光蝕刻技術。

 

原文網頁 http://www.nature.com/nphoton/journal/v5/n9/full/nphoton.2011.207.html
相關論文: http://apl.aip.org/resource/1/applab/v99/i1/p011107_s1
Kosei Ueno, Satoaki Takabatake, Ko Onishi, Hiroko Itoh, Yoshiaki Nishijima, and Hiroaki Misawa, “Homogeneous nano-patterning using plasmon-assisted photolithography,” Appl. Phys. Lett. 99, 011107 (2011)
   
   
 
 
 
版權所有 國立臺灣大學電機資訊學院光電工程學研究所 http://gipo.ntu.edu.tw/
歡迎轉載 但請註明出處 http://gipo.ntu.edu.tw/monthly.htm/