Nanostrukturierung von Silicium durch metallinduziertes Nassätzen

Das Projekt behandelt das metallinduzierte Nassätzen in Verbindung mit alternativen Lithographieverfahren zur kontrollierten Herstellung von Siliciumnanodrähten. Dabei bedingten sich die Aufklärung des zugrundeliegenden Ätzmechanismus und die technologische Weiterentwicklung dieses top-down-Verfahrens gegenseitig. Beim metallinduzierten Ätzen wird das Substratmaterial im ersten Schritt mit einer lithographisch vorstrukturierten Metall-Lochmaske bedampft und im zweiten Schritt in einer fluoridhaltigen Lösung mit einem Oxidationsmittel nasschemisch geätzt. Dieser Ätzprozess läuft bevorzugt unter dem katalytisch wirkenden Metallfilm ab. Das Ergebnis dieses gut kontrollierbaren Prozesses ist eine großflächige Anordnung von Nanodrähten, die für verschiedene Anwendungen z. B. in der Nanoelektronik und Thermoelektrik aufgrund der großflächigen Homogenität gut geeignet ist.Die methodische Weiterentwicklung des Prozesses hat das Ziel, Silicium-Nanodrahtdurchmesser unter 50 nm zu erzeugen, wie sie zur Untersuchung der für Nanodrähte erwarteten neuartigen optischen, elektrischen und thermoelektrischen Eigenschaften notwendig sind.Neben der Technologieentwicklung geht es um das grundlegende Verständnis des metallinduzierten Ätzprozesses. Bei bestimmten Geometrien und Ätzregimen wurden interessante Phänomene beobachtet, die sich nicht mit vorhandenen Konzepten erklären lassen. Ein solches Verständnis ist jedoch für die gewünschte hohe Kontrollierbarkeit notwendig.