Высокоточная техника травления кремниевых заготовок, которую разработали инженеры из США и Китая, выгодно отличается от традиционных методов литографии тем, что не требует использования химикатов.

В стандартной литографии на поверхность кремниевой пластины наносят фоточувствительную плёнку и трафарет (маску), после чего, воздействуя химикатом, таким как раствор гидроксида калия, вытравливают ненужный материал, создавая рисунок в кремнии.

Сотрудники университетов штата Пенсильвания (Penn State) и Юго-Западного Цзяотун в Ченду (провинция Сычуань) в статье для журнала Nature Communications описали альтернативный процесс, который состоит всего из одного этапа и позволяет обойтись без применения масок и агрессивных химических соединений.

Для нанесения рисунка на кремний они предложили использовать сканирующий микроскоп. Его силикатное остриё входит в контакт с поверхностью заготовки, и, в присутствии водяного пара, верхний слой кремния образует связи с вершиной зонда микроскопа. Если зонд медленно смещается, вместе с ним с кремния сползает одиночный слой атомов. Благодаря тому, что отсутствует химическое воздействие, атомы под удаляемым слоем остаются неповреждёнными.

«Это, так называемая, трибохимическая реакция. В отличие от химических реакций, инициируемых теплом, светом или электрическим полем, которые основательно изучены, механически стимулированные химические реакции менее понятны», – сообщил Сеонг Ким (Seong Kim), профессор химических технологий Penn State.

Он признает, что в нынешнем виде новый метод слишком медленный для задач нанопроизводства. Однако исследователи вполне могут использовать его для тестирования прототипов электронных и микроэлектромеханических устройств следующих поколений, с уровнем детализации, соизмеримым с габаритами отдельных атомов. Кроме того, IBM уже экспериментирует с массивами из многих зондов для увеличения производительности трибохимического травления.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365