MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Ионно-лучевая литография во многом превосходит классическую фотолитографию, включая возможность выпускать чипы с намного меньшими технологически нормами, но серьёзно уступает ей в одном — в скорости производственных операций. Китайцы, если верить свежим новостям, смогли в сотни раз ускорить обработку кремниевых пластин с помощью ионно-лучевой литографии, особенно продвинувшись в сфере фотонных чипов.
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews
Так, китайские физики разработали способ масштабного формирования трёхмерных элементов фотонных чипов, который сокращает основной этап их изготовления с нескольких часов до десятков секунд. Метод создан в Институте физики (Institute of Physics) Китайской академии наук (CAS) совместно с Гонконгским университетом (University of Hong Kong) и другими научными организациями. В своей работе, опубликованной в престижном журнале Advanced Materials, авторы продемонстрировали как одновременную обработку 10-см (4-дюймовой) пластины целиком за один проход, так и преобразование изначально плоских наноструктур по всей её поверхности. При этом была обеспечена однородность изгибов более чем для 97 % изготовленных таким образом наноэлементов — это открывает путь к массовому промышленному производству.
Технология получила название «оригами, индуцированное ионным пучком». Сначала методами электронной литографии на мембранах из нитрида кремния были сформированы плоские заготовки, покрытые слоем золота. Затем пластину целиком облучали широким параллельным пучком ионов аргона. Ионы создавали в приповерхностном слое дефекты и внутренние механические напряжения, из-за которых заранее подготовленные элементы синхронно изгибались и превращались в заданные трёхмерные конструкции. В опытах использовались двухслойные элементы с толщиной каждого слоя около 50 нм, а заметное формирование массивов происходило примерно за 20 секунд.
В обычном варианте ионно-лучевой литографии сфокусированный ионный пучок обрабатывает структуры последовательно, практически точка за точкой: даже участок размером около 100 × 100 мкм может потребовать не менее семи минут, а обработка крупных массивов — несколько часов. Китайские учёные использовали широкий пучок, который параллельно воздействовал на все элементы на пластине, поэтому время преобразования уменьшилось более чем в сто раз и почти не зависело от количества одинаковых элементов на пластине. Следует обратить внимание, что речь идёт об ускорении лишь одного из этапов изготовления фотонного чипа, тогда как полный цикл его производства займёт существенно больше времени, чем десятки секунд, требующиеся для выполнения продемонстрированной операции.
Источник изображения: Advanced Materials 2026
Для проверки технологии учёные изготовили два типа устройств. Во-первых, трёхмерную хиральную метаповерхность для задач круговой поляризации света, которая показала круговой дихроизм 0,8 на длине волны 3,41 мкм, то есть очень хорошо различала левую и правую круговую поляризацию света. Во-вторых, была создана изгибаемая плазмонная решётка: при изменении её кривизны резонанс можно было перестраивать более чем на 150 нм в видимой области спектра. Такие структуры потенциально применимы в поляризационных датчиках, спектральных фильтрах, оптических сетях связи и интегрированных фотонных схемах. В дальнейшем учёные оценят промышленную пригодность метода, изучив уровень брака, долговечность схем и себестоимость техпроцессов.
Источник:
