diplomová práce

Charakterizace struktur připravených selektivním mokrým leptáním křemíku

Text práce 5.17 MB

Autor práce: Ing. Ondřej Metelka

Ak. rok: 2013/2014

Vedoucí: Ing. Mgr. Tomáš Šamořil, Ph.D.

Oponent: doc. RNDr. Petr Mikulík, Ph.D.

Abstrakt:

Úkolem diplomové práce bylo provedení optimalizace procesu přípravy kovové leptací masky pomocí elektronové litografie a následného selektivního mokrého leptání křemíku s krystalografickou orientací (100). Dále byla provedena charakterizace leptaného povrchu a vytvořených struktur. Konkrétně byla pozornost věnována morfologii znázorněné pomocí skenovací elektronové mikroskopie a studiu změny optických vlastností zlatých plazmonických antén vlivem jejich podleptání.

Klíčová slova:

Křemík, elektronová litografie, EBL, skenovací elektronový mikroskop, SEM, leptací maska, anizotropní mokré leptání, hydroxid draselný, KOH, FTIR, plazmonový povrchový polariton, efektivní index lomu

Termín obhajoby

24.06.2014

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Fakulta strojního inženýrství

Ústav

Ústav fyzikálního inženýrství

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (M2A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (M-FIN)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Mgr. Tomáš Šamořil, Ph.D.

Student Ondřej Metelka se ve své diplomové práci věnoval zcela jiné problematice než v rámci předchozího bakalářského studia. I přesto se dokázal v oblasti elektronové litografie a selektivního mokrého leptání křemíku poměrně rychle zorientovat a dosáhl výsledků, které budou užitečné nejen pro jeho případné doktorské studium, ale i pro další studenty a spolupracovníky z Ústavu fyzikálního inženýrství. Dosažené výsledky jsou navíc příslibem pro pozdější sepsání publikace. Vzhledem k pečlivosti studenta a jeho velmi zajímavým dosaženým výsledkům, které se opírají o široce prostudovanou literaturu, navrhuji ohodnotit jeho práci stupněm A.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
doc. RNDr. Petr Mikulík, Ph.D.

Práce je ryze experimentální, zabývá se leptáním křemíku, konkrétně leptací směsi s KOH, a elektronovou litografií pro tvorbu topologie krycí vrstvy. Práce obsahuje podrobnou rešerši této problematiky a velký kus vlastní práce, ze které je vidět, že se student naučil dobře elektronovou litografii a procesy související s leptáním. Na druhou stranu však práce neobsahuje žádný vlastní teoretický rozbor či simulace (např. tvaru struktur při leptání). Toto v zadání sice přímo nebylo, ale mohlo by to být vcelku přínosné např. pro kreslení vlastních obrázků leptaných struktur místo použití převzatých. Formálně je práce je takřka bez překlepů, obrázky jsou v patřičné kvalitě včetně samotného tisku. Na závěr práce či jako přílohu bych očekával přehledný soupis (tabulku či postup kroků) pro nejvhodnější postup výroby struktur dle jejich velikosti, aby uživatel této techniky nemusel vyhledávat tyto informace v různých částech textu práce.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. Ad str. 6: Vysvětlete, jaký je rozdíl mezi plazmou (ženský rod) a plazmatem (střední rod).
  2. V popisech obrázků (od obr. 35) by čtenář jistě uvítal informaci o hloubce leptu či proleptání.
  3. KOH není povolené leptadlo v čipárnách s technologií CMOS kvůli riziku kontaminace draslíkem. Zabránil jste kontaminaci při práci v laboratoři?
  4. Ad str. 22: Při rotačním lakování bývá tloušťka laku uprostřed větší než na krajích, což žádný zde zmiňovaný model nepopisuje. Jak byste tento jev vysvětlil?
  5. Ad Literatura: Citace do internetu (URL) by kvůli své pomíjivosti měly obsahovat datum.
  6. Jaká byla doba expozice jednotlivých snímků elektronovou litografií?
  7. Obr. 49: Proč zlaté obdélníčky jako plazmonické anténky musí být na „pařezu“ leptaného křemíku? Nemohou být na hladkém křemíku?
  8. Jak dlouho či do jaké hloubky by jak tlustá vrstva PMMA chránila substrát, aniž by na PMMA byla kovová krycí vrstva?
  9. Ad hodnocení výše: Můžete sepsat "optimální" postup pro nějaké struktury?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová