Наука и технологии - Нанотехнологии

Электронная литография – один из перспективных, но пока ещё достаточно сложный и дорогостоящий для коммерческого применения метод создания и промышленного производства самых различных устройств и компонентов устройств, позволяющий достигнуть разрешения в 1 нм.

В недавно опубликованной работе в журнале NanoLetters предложили использовать в качестве источника электронов тонкие плёнки излучателей β-электронов, как, например, ⁶³Ni и Be₃H₂, придумав методу яркое название SPEL (self-powered electron lithography).

Оказалось, что в этом случае можно обеспечить разрешение вплоть до 35 нм, что сравнимо с теми техпроцессами, которые разрабатываются и используются на практике ведущими компаниями (Intel, AMD, IBM и т.д.) для производства новых поколений процессоров и других полупроводниковых устройств. Схема установки, приведённая на рисунке 1, чрезвычайно проста, легко масштабируема и не требует дополнительных модулей (вакуумной системы, высоковольтного источника питания и т.п.).

Тонкая плёнка нитрида кремния позволяет ослабить до приемлемых значений энергии поток β-электронов, а вольфрамовая маска эффективно поглощает электроны в тех местах, где это требуется. Полученные результаты говорят сами за себя (Рисунок 2), разрешение в 35 нм не такая уж и большая проблема.

Стоит отметить также, что данная система позволяет сразу засвечивать большие площади подложек с фоторезистом, значительно ускоряя данную процедуру (Рисунок 3).

Так как это не первая публикация данной научной группы по методу SPEL, то они решили продемонстрировать всю мощь разработки и создали массив сантиметровых размеров кремниевых наностержней (диаметр 50 нм и радиус кривизны вершины 5 нм), который отражает менее 1% падающего на него излучения (Рисунок 4).

Безусловно данная разработка найдёт своё достойное применение в различных областях нанотехнологий, ведь с такими впечатляющими характеристиками её можно использовать при создании наноустройств для компьютерной техники, в производстве высокоэффективных солнечных батарей, и даже при создании кантилеверов для атомно-силовой микроскопии. Рисунок 1. (A) Схема установки для SPEL. (B) 3D моделирование поведения электронов с помощью метода Монте-Карло. (С) Зависимость получаемого разрешения от Z (см. Рисунок 1a).

Рисунок 2. Наноструктуры, полученные метом SPEL.

Рисунок 3. (A) Зависимость потока электронов от толщины используемой плёнки источника. (B) Сравнительная характеристика время облучения – облачаемая площадь для SPEL метода с использованием ⁶³Ni и Be₃H₂ и электронной литографии.

Рисунок 4. (A-B) Сантиметровых размеров массив наностержней, полученный по технологии SPEL.© Результаты измерения отражающей способности данного массива.

Электро́нная литогра́фия или электро́нно-лучева́я литогра́фия — метод литографии с использованием электронного пучка. Электронный пучок сканирует поверхность электронного резиста, повторяя шаблон, заложенный в управляющий компьютер, и позволяя достигать разрешения 1 нм благодаря более короткой длине волны электронов по сравнению со светом.[1] Электронная литография используется для создания масок для фотолитографии, производстве штучных компонентов, где требуется нанометровое разрешение, в промышленности и научной деятельности. [править] Системы для электронной литографии Системы электронной литографии для коммерческого применения очень дорогостоящие (> $4 млн.). Для научных исследований обычно используют электронный микроскоп, переделанный в систему электронной литографии при помощи относительно дешевых аксессуаров (< $100 тыс.). Такие переделанные системы создают ширину линии ~20 нм с 1990-х годов. Между тем, специализированное оборудование позволят получать разрешение меньше 10 нм (вплоть до 1 нм). Системы электронно-лучевой литографии можно классифицировать по форме луча и согласно стратегии отклонения луча. Старые системы использовали гауссовские пучки и сканирование производилось растровым методом. Более новые системы используют как гауссовские пучки, так и сформированную форму луча, которые могут быть отклонены в различные положения в поле записи (это также называется векторным сканированием).

Элтайм.ру, по материалам nnn