Исследование и разработка лазерной технологии модификации электрофизических характеристик системы кремний диоксид кремния

1.1. Методы нано- и микротруктурирования поверхности системы 
SiO
2
/Si 

---

13 
разработка методов получения новых структурно модифицированных 
материалов и исследование свойств таких структур представляет большой 
научный и практический интерес. В данном разделе обзора описываются
основные методы микро- и наноструктурирования поверхности кремния и 
системы SiO
2
/Si. 
 1.1.1. Литографические методы микро- и наноструктурирования 
поверхности. 
В течение десятилетий, микро- и нанолитография внесла свой вклад в 
производство интегральных схем (ИС) и микрочипов. Это достижение в 
полупроводнике и IC промышленности привело к новой парадигме 
информационной революции через компьютеры и интернет. Микро- и 
нанолитография является технологией, которая используется для создания 
рисунок с размером от нескольких нанометров до десятки миллиметров. 
Путем сочетания литографии с другими процессами изготовления, такими 
как осаждение и травление, рельефы с высоким разрешением могут быть 
получены, в то время как этот цикл может быть повторен несколько раз, 
чтобы образовывать комплексные микро- наноразмерные структуры. Методы 
литографии делятся на два типа по использованию масок или шаблонов: 
литография с использованием масок и безмасочная. При литографии с 
использованием масок используется маска или пресс-форма для передачи 
рисунки из шаблона на большой площади одновременно, таким образом, что 
позволяет увеличить производительность до нескольких десятков пластин на 
час. 
Виды 
литографии 
с 
использованием 
масок 
включают 
фотолитографии[16], мягкие литографии [17] и наноимпринт-литографии 
[18,19]. С другой стороны, безмасочные литографии, например, электронно-
лучевая 
литография 
[20,21,22,23], 
фокусированная 
ионная 
лучевая 
литография [24] и сканирующая зондовая литография [25], изготавливают 
произвольные 
фигуры 
путем 
последовательного 
написания 
без 
использования масок. Эти методы создают рисунки в последовательном

---

14 
Таблица 1.1: Характеристики методов литографии 
Вид литографии 
Шаг 
Производительность 
Применения 
Фотолитография 
(контактная) 
2-3 мкм 
очень высокая 
Типичное структурирование 
в лабораторном уровне и 
производстве 
различных 
MEMS устройств 
Фотолитография 
(проекционная) 
несколько 
десятков 
нанометров 
высокая-очень высокая 
60-80 пластин / час 
коммерческие продукты и 
современная 
электроника, 
включая 
передовые 
ИС, 
процессорные чипы 
Электронно-лучевая 
литография 
< 5 нм 
очень низкая 
маски и ИС производство 
Ионно-лучевая 
литография 
~ 20 нм 
очень низкая 
структурирование массивов 
отверстий, 
плазмонных 
линз
Мягкая литография 
несколько 
десятков 
нанометров 
до 
микрометра 
(~30нм) 
высокая 
различные 
применения 
Наноимпринт-
литография 
6-40 нм 
высокая, 
> 5 пластин / час 
био-сенсор,био-
электроники,нано 
проволока 
Dip-pen литография 
несколько 
десятков 
нанометров 
очень низкая - низкая 
датчики газа, био-сенсор 
порядке, что позволяют сверхвысокое разрешающее структурирование 
произвольных форм с минимальным размером в порядке несколько 
нанометров. Однако пропускная способность этого вида ограничена его 

---

15 
медленным последовательным характером, что делает его неподходящим для 
массового производства. 
Кроме в полупроводниковой промышленности, микро-и нанолитография 
также играет все более важную роль в производстве коммерческих 
микроэлектромеханических систем (MEMS) [26], а также изготовления 
прототипа в развивающихся наноразмерных науках и конструированиях 
[27,28]. В таблице 1 приведены технические характеристики и применения 
основных методов литографии. 
разрешения – около 15 нм [29]. С помощью метода электрической 
зондовой 
литографии 
(ЭЗЛ) 
могут 
быть 
изменены 
не 
только 
геометрические характеристики поверхности, но и ее электрофизические 
свойства.