Nanolithographie en niveaux de gris pour la nanoélectronique 2D

© LMIS1/EPFL CC BY SA
Des chercheurs du laboratoire des microsystèmes de la Faculté des sciences et techniques de l'ingénieur ont publié une technique innovante de nanolithographie en niveaux de gris qui a des applications potentielles dans la fabrication de dispositifs photoniques et nanoélectroniques.
Les surfaces structurées en niveaux de gris avec des caractéristiques à l'échelle du nanomètre sont utilisées dans un nombre croissant d'applications en optique et en fluidique. La lithographie par sonde à balayage thermique permet d'obtenir une résolution latérale inférieure à 10 nm et une résolution verticale inférieure à 1 nm, mais sa profondeur maximale dans les polymères est limitée.
Des scientifiques du LMIS1, qui est dirigé par Jürgen Brugger, ont mis au point une combinaison innovante de nano-écriture dans une résistance thermique et de gravure sèche au plasma avec refroidissement du substrat. Leur méthode, récemment publiée dans la revue Microsystems & Nanoengineering, permet d'amplifier jusqu'à 10 fois les nanopatterns de polymère dans le dioxyde de silicium (SiO2) sans augmenter proportionnellement la rugosité de la surface.
Des nanopatterns sinusoïdaux dans le SiO2 avec un pas de 400 nm et une profondeur de 150 nm sont fabriqués sans distorsion de forme après une gravure à sec. Pour illustrer les applications possibles de la méthode proposée, des nanostructures diélectriques en niveaux de gris sont utilisées pour la fabrication évolutive par lithographie par nano-impression et pour la nano-ingénierie de la déformation des matériaux 2D.
Une telle méthode d'amplification du rapport d'aspect et de nanopatterning lisse en niveaux de gris pourrait trouver une application dans la fabrication de dispositifs photoniques et nanoélectroniques.
Erbas, B., Conde-Rubio, A., Liu, X. et al. Combining thermal scanning probe lithography and dry etching for grayscale nanopattern amplification. Microsyst Nanoeng 10, 28 (2024). https://doi.org/10.1038/s41378-024-00655-y