Как стать автором
Обновить

This is Science: 3D электронная литография в массы

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 22K


Электронной литографией нынче не удивишь никого, ей пророчат весьма успешное будущее в микроэлектронике. Даже РосНано планирует к закупке электронно-лучевую литографию Mapper. А как на счёт материалов – что станет основой фоторезиста будущего?

Ионно-лучевая литография, в обобщённом смысле этого слова, рано или поздно должна прийти на замену традиционной фотолитографии, так как обладает несравнимым разрешением и точностью создания паттернов за счёт использования частиц (ионов или электронов) с очень короткой длиной волны (меньше 1 Ангстрема или 0.1 нм). К тому же, это метод прямого создания паттернов и схем, не требующий разработки дорогостоящих масок (цена которых может доходить до сотен тысяч долларов за штуку), как в случае с фотолитографией.

Например, на представленной схеме фотолитографического процесса, в случае ионно-лучевой литографии мы смело можем исключить маску на стадии номер 3:



Однако в мире капитализма всё решают деньги, в том числе стоимость оборудования и сырья – конечно же и фоторезиста, который расходуется в больших объёмах, так как самый обычный чип может содержать от десятка самых разнообразных слоёв. И фактически именно фоторезист отвечает за то, с какой точностью паттерн будет воспроизведён на подложке.

Итак, группа китайских учёных из Канады предложила способ использования крайне дешёвого полистирола в качестве фоторезиста в электронно-лучевой литографии, позволяя создавать 3D объекты до 1.5 микрон высотой при необычайно малой толщине (ниже сотни нанометров).

Обычно в электронной литографии используется полимер полидиметилсилоксан (PDMS), однако учёные нашли способ, как заменить его на более дешёвый полистирол (рыночная стоимость примерно в 2 раза ниже). При этом повышается чувствительность, а вместе с ней и производительность всего метода в целом, так как требуется меньше времени на создание одного «пикселя».

Суть предложенного метода заключается в том, что полистирол наносится на подложку за счёт термического испарения, а затем после воздействия электронного пучка экспонированную область можно легко растворить смесью ксилолов. В результате чего образуется полость, которая в последствие может быть заполнена различными материалами: алюминием (для создания контактов), диоксидом кремния (для создания волноводов или изолирующих плоскостей) и так далее.


Примеры паттернов, полученных на полистироле с помощью электронно-лучевой литографии

К тому же, при желании можно одновременно «рисовать» на изогнутых поверхностях и даже создавать волноводы на таких поверхностях:


С помощью электронного пучка можно печатать фактически на любой поверхности, создавая сложные паттерны

Таким образом, совокупность свойств: низкой себестоимости, малой дозы или короткого времени экспонирования, совмещённой с возможностью создавать паттерны на изогнутых поверхностях, – фактически делают полистирол востребованным на зарождающимся рынке электронной промышленной литографии.

Оригинальная статья в ACSNano (DOI: 10.1021/nn4064659)



Полный список опубликованных статей This is Science на GeekTimes:
This is Science: Простая и дешёвая солнечная энергетика
This is Science: Графен – жизнь или смерть?
This is Science: Вдувай и получай электроэнергию
This is Science: Кремниевая электроника: согни меня полностью!
This is Science: Эластичный дисплей на квантовых точках
This is Science: Поставить трибоэлектричество на службу человечеству
This is Science: 3D оптическая печать переезжает на микроуровень
This is Science: Что внутри нейроморфного чипа?
This is Science: Новости с графеновых полей
This is Science: 3D электронная литография в массы
This is Science: Разряд щелочных батареек или почему батарейка подпрыгивает
This is Science: микропушки и наноядра
This is Science: носимая электроника и трибоэлектричество. Часть 1
This is Science: носимая электроника и трибоэлектричество. Часть 2


Иногда кратко, а иногда не очень о новостях науки и технологий можно почитать на моём Телеграм-канале — милости просим;)
Теги:
Хабы:
Если эта публикация вас вдохновила и вы хотите поддержать автора — не стесняйтесь нажать на кнопку
+25
Комментарии 10
Комментарии Комментарии 10

Публикации

Истории

Ближайшие события

Московский туристический хакатон
Дата 23 марта – 7 апреля
Место
Москва Онлайн
Геймтон «DatsEdenSpace» от DatsTeam
Дата 5 – 6 апреля
Время 17:00 – 20:00
Место
Онлайн