Nanotechnológia Nanolitográfia és egyéb kapcsolódó eljárások |
---|
Rétegleválasztás: Vékonyréteg-leválasztás, Kémiai gőzfázisú leválasztás, Atomi rétegleválasztás, Fizikai gőzfázisú leválasztás, Katódporlasztás, Vákuumpárologtatás, Impulzuslézeres leválasztás Felületmódosítás: Fókuszált ionnyalábos porlasztás, Reaktívion-marás, |
Szakterületek |
Anyagtudomány, Szilárdtestfizika, Atomfizika, Mezoszkopikus fizika, Felületfizika, Félvezetők |
Alapjelenségek |
Nanoszerkezet, Kvantumbezárás, Van Hove-szingularitás, Kétdimenziós elektrongáz, Ballisztikus vezetés, Önszerveződés, Alagúthatás |
Eljárások |
Nanolitográfia, Atomerő-mikroszkóp, Pásztázó alagútmikroszkóp, Pásztázó elektronmikroszkóp, Transzmissziós elektronmikroszkóp, Mágneses magrezonancia |
A Wikimédia Commons tartalmaz Nanotechnológia témájú médiaállományokat. |
A nanolitográfia nanotechnológiai eljárások egy csoportjának összefoglaló neve, amelyek nanoméretű objektumok, például nanoszerkezetek és az azokat befoglaló elektromechanikai eszközök előállítására alkalmazhatók. Az ilyen eljárások jellemzően egy maszkon át történő besugárzással, vagy a felület közvetlen módosításával, illetve szelektív felületkezeléssel történnek. Egyes típusait soros (egymás után történő), másokat párhuzamos (egyszerre több azonos szerkezetet kialakító) módban végzik. A kifejezés a litográfiával azaz a kőnyomattal köthető analógia alapján terjedt el a mikro- és a nanotechnológia nemzetközi szaknyelvében.
Igen sokféle litográfiás eljárást ismerünk nanoszerkezetek előállítására, és továbbiak állnak kutatás alatt. A fejlesztések hajtóereje elsősorban a miniatürizálás iránti félvezetőipari igény, de szerepe az alapkutatásban, illetve újfajta, az anyag alapvető építőkövekből való építésével kapcsolatos anyagtudományi kutatásokban is fontos.
A processzorgyártásban, és más félvezetőipari eljárásokban alkalmazott fotolitográfia széles körben elterjedt, de az egyre kisebb vonalszélességű alkalmazásoknál már láthatók ennek a felbontásbeli határai. Az optikai eljárások diffrakciós határának átlépésére számos módszert igyekeznek kifejleszteni. E téren egyelőre nagy áttörés nem történt, de azt sokan a következő évtizedekre várják.
A fotolitográfia segítségével egy maszk mintázatát vetítik le a mintadarabon található fényérzékeny fotoreziszt bevonatra, melyet ezután nanoszerkezetek előállítására használnak. A maszk levilágítása során a fotoreziszt szelektíven módosul a mintázat szerint, melyen ezután kémiai vagy fizikai reakciók segítségével a maszkról leképezett mintázat alakítható ki. A nanoeszközök előállítása során gyakran sok ilyen lépést végrehajtva alakíthatók ki összetett térbeli formájú elrendezések.[1][2]
A folyamat főbb lépései:[2]
A fotolitográfia felbontóképessége egy bizonyos méret (~100 nm) alá a gyakorlatban nehezen csökkenthető. Alternatív megoldásként alkalmazható az elektronsugaras litográfia, melyben fény (azaz fotonok nyalábja) helyett elektronnyalábot alkalmaznak a fotoreziszt lakk exponálására. Az elektron de Broglie-hullámhossza jóval kisebb, mint a fotoné, így ez a fény diffrakciós korlátja alatt is alkalmazható. A fókuszált elektronsugaras módszerrel tipikusan 20 nm-es felbontás érhető el. Azonban mivel ez soros módszer (a nyalábbal a teljes mintázatot végig kell pásztázni), ipari alkalmazása nem praktikus, inkább laboratóriumi eljárásokhoz, vagy fotolitográfiai maszkok készítésére alkalmazzák.