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KOBRA - Dokumentenserver der Universität Kassel  → Fachbereiche  → FB 16 Elektrotechnik / Informatik  → Technische Elektronik  → Dissertationen 

Please use this identifier to cite or link to this item: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:34-2016062850505

Title: 3D nanoimprint technology for NIR Fabry-Pérot filter arrays
Other Titles: Fabrication, characterization and comparison of different cavity desgins
Authors: Nguyen, Duc Toan
???metadata.dc.subject.swd???: Fabry-Pérot-ResonatorNIR-Spektroskopie3D-DruckNanoprägenSpektrometer
???metadata.dc.subject.ddc???: 620 - Ingenieurwissenschaften (Engineering and allied operations)
Issue Date: 28-Jun-2016
Abstract: Im Rahmen dieser Arbeit wird die Herstellung von miniaturisierten NIR-Spektrometern auf Basis von Fabry-Pérot (FP) Filter Arrays behandelt. Bisher ist die kostengünstige Strukturierung von homogenen und vertikal erweiterten Kavitäten für NIR FP-Filter mittels Nanoimprint Technologie noch nicht verfügbar, weil die Qualität der Schichten des Prägematerials unzureichend ist und die geringe Mobilität der Prägematerialien nicht ausreicht, um die vertikal erweiterten Kavitäten zu füllen. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Reduzierung des technischen Aufwands zur Herstellung von homogenen und vertikal erweiterten Kavitäten. Zur Strukturierung der Kavitäten wird ein großflächiger substratkonformer UV-Nanoimprint Prozess (SCIL - Substrate Conformal Imprint Lithoghaphy) verwendet, der auf einem Hybridstempel basiert und Vorteile von harten und weichen Stempeln vereint. Um die genannten Limitierungen zu beseitigen, werden alternative Designs der Kavitäten untersucht und ein neues Prägematerial eingesetzt. Drei Designlösungen zur Herstellung von homogenen und erweiterten Kavitäten werden untersucht und verglichen: (i) Das Aufbringen des Prägematerials mittel mehrfacher Rotationsbeschichtung, um eine höhere Schichtdicke des Prägematerials vor dem Prägeprozess zu erzeugen, (ii) die Verwendung einer hybriden Kavität bestehend aus einer strukturierten Schicht des Prägematerials eingebettet zwischen zwei Siliziumoxidschichten, um die Schichtdicke der organischen Kavität zu erweitern und (iii) die Optimierung des Prägeprozesses durch Verwendung eines neuen Prägematerials. Die mit diesen drei Ansätzen hergestellten FP-Filter Arrays zeigen, hohe Transmissionen (beste Transmission > 90%) und kleine Linienbreiten (Halbwertsbreiten <5 nm).The fabrication of miniaturized NIR spectrometers based on arrays of multiple Fabry-Pérot (FP) filter are reported within this thesis work. Today, the low-cost patterning of homogeneous extended cavity heights for NIR filters using the conventional spin –coated nanoimprint methodology is not available because of insufficient coating layers and low mobility of the resist materials to fill extended cavity structures. This work will focus on the reducing of the technological effort for fabrication of homogeneous extended cavities. Alternative cavity designs are studied, including a new resist and large-area 3D nanoimprint based on a hybrid mold and apply UV Substrate Conformal Imprint Lithography (UV-SCIL) to overcome these limitations. Three different solutions for structuring homogeneous extended cavity heights are presented and compared, i.e. (i) applying the multiple spin coating of the resist to obtain thicker initial resist layer, (ii) introducing a hybrid cavity (combination of thin oxide layer and the organic cavity) to compensate the height differences, and (iii) optimizing the imprint process with a novel resist material. The imprint results based on these methods demonstrate the implementation of NIR FP filters with high transmission intensity (best single transmission >90%) and small line widths (<5 nm in full width at half maximum).
URI: urn:nbn:de:hebis:34-2016062850505
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