Новая технология литографии позволяет точно нарисовать наноматериал для производства нанонатяжек
Наномасштабная схема является ключом к будущему электроники. Новый метод фотолитографии позволяет
Фотолитография - это технология, используемая в микрообработке, которая опирается на светочувствительные резисты для создания таких вещей, как микросхемы и микропроцессоры. Этот метод является стандартом изготовления почти 50 лет, однако этот процесс приближается к материальным пределам, и современные технологии стали чрезвычайно дорогими. По мере того, как наши структуры становятся меньше, они требуют меньших и меньших длин волн света для травления схем.
Хотя фотолитография была чрезвычайно полезна в развитии нашей технологии микрообработки, она имеет свои ограничения. Первоначально этот процесс был усовершенствован для использования в развивающейся кремниевой промышленности, но современные технологии приблизились к фундаментальным пределам материала. Современные методы фотолитографии применимы только к узкому диапазону материалов, главным образом, к отклонениям кремния.
В стремлении обеспечить все больше функциональности в микропроцессорах исследователи искали альтернативы фотолитографии в микрообработке. Наноматериалы являются отличным кандидатом и обладают несколькими уникальными свойствами, которые нельзя надежно использовать в больших материалах.
Слева: образец, разработанный исследователями (о размере зерна риса). Справа: частицы сульфида свинца, которые составляют его (каждые восемь нанометров в поперечнике). Изображение предоставлено Дмитрием Талапиным и Юаньюань Ван через Чикагский университет
Изготовление компонентов с использованием этих материалов было очень сложным, поскольку нам не хватает надлежащих методов и проблем, связанных с совместимостью.
Недавно исследовательская группа, состоящая из членов Чикагского университета и Национальной лаборатории Аргонна, создала новый процесс, получивший название DOLFIN, который можно использовать с точностью до наших современных современных технологий.
Преимущество DOLFIN
Обычно для создания одиночных слоев в наноразмерных рисунках требуется множество шагов. Также обычно имеется несколько последовательных слоев, которые должны быть структурированы. Команда обходила это, устраняя необходимость в фоторезисте.
Процесс, который они разрабатывали, направлен на то, чтобы избежать использования фоторезистов с использованием лигандов, которые реагируют на свет, чтобы вызвать изменения в нанокристаллах в растворителе.
Во-первых, команда подготовила образцы материалов, используя геометрию конкретных нанокристаллов и прикрепляя их к фотореактивным лигандам. Стандартная литографическая маска, выполненная в виде стекла, известная как «маска» в этом процессе, освещена и используется в качестве трафарета для направления ультрафиолетового света на подложку.
Шаблоны, созданные на неорганических материалах. Изображение предоставлено Дмитрием Талапиным и Yuanyuan Wang через UChicago Creative
Это устраняет необходимость в фоторезисте, используя свойства фотоактивных лигандсодержащих нанокристаллов для изменения структуры в отсутствие света.
Этот процесс оказался весьма полезным и эффективным в создании нескольких слоев. Как было доказано, этот способ совместим с несколькими различными субстратами, такими как стекло, кремний и различные полимеры. Этот процесс был способен превосходить стандартные методы фотополимеров при создании многослойных 3D-моделей, разрезая процесс с 43 шагов до 19 при использовании сопоставимого количества ультрафиолетового излучения. Результатом стал более дешевый и более эффективный процесс, чем традиционные методы фотолитографии.
Yuanyuan Wang, ведущий исследователь бумаги, с примером маски. Изображение предоставлено Чикагским университетом
«Он может использоваться с широким спектром материалов, включая полупроводники, металлы, оксиды или магнитные материалы, которые обычно используются в производстве электроники, - сказал Yuanyuan Wang, ведущий автор и исследователь из Чикагского университета.
Хотя этот процесс оказался полезным в их текущих параметрах проектирования, его еще предстоит расширить до чего-то вроде массового производства миллиардов транзисторов.
Оригинальную статью можно найти в Журнале науки.