蘇州納米所5nm激光光刻研究獲得進展
近日,中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究員張子旸與國家納米中心研究員劉前合作,在Nano Letters上發(fā)表了題為5 nm Nanogap Electrodes and Arrays by a Super-resolution Laser Lithography的研究論文,報道了一種新型5nm超高精度激光光刻加工方法。
傳統(tǒng)上,激光直寫可利用連續(xù)或脈沖激光在非真空的條件下實現(xiàn)無掩模快速刻寫,降低了器件制造成本,是一種有競爭力的加工技術。然而,激光直寫技術由于衍射極限以及鄰近效應的限制,很難做到納米尺度的超高精度加工。 蘇州納米所張子旸團隊基于光熱反應機理設計開發(fā)了一種新型三層堆疊薄膜結(jié)構(gòu)。在無機鈦膜光刻膠上,采用雙激光束(波長為405nm)交疊技術(圖a),通過精確控制能量密度及步長,實現(xiàn)了1/55衍射極限的突破(NA=0.9),達到了最小5nm的特征線寬。此外,研究團隊利用這種超分辨的激光直寫技術,實現(xiàn)了納米狹縫電極陣列結(jié)構(gòu)的大規(guī)模制備(圖b-c)。 雙束交疊加工技術示意圖(左)和5nm 狹縫電極電鏡圖(右) 相較而言,采用常規(guī)聚焦離子束刻寫,制備一個納米狹縫電極需要10到20分鐘,而利用本文開發(fā)的激光直寫技術,可以一小時制備約5×105個納米狹縫電極,展示了可用于大規(guī)模生產(chǎn)的潛力。 該研究使用了研究團隊開發(fā)的具有完全知識產(chǎn)權的激光直寫設備,利用激光與物質(zhì)的非線性相互作用來提高加工分辨率,有別于傳統(tǒng)的縮短激光波長或增大數(shù)值孔徑的技術路徑,打破了傳統(tǒng)激光直寫技術中受體材料為有機光刻膠的限制,可使用多種受體材料,擴展了激光直寫的應用場景。 研究團隊針對激光微納加工中所面臨的實際問題出發(fā),解決了高效和高精度之間的固有矛盾,開發(fā)的新型微納加工技術在集成電路、光子芯片、微機電系統(tǒng)等眾多微納加工領域展現(xiàn)了廣闊的應用前景。 相關閱讀:http://www.belacell.cn/index-htm-m-cms-q-view-id-7354.html |