نانو لیتوگرافی پُروب اِسکن یا (SPL) در محدوده (زیر ۲۰ نانو متر) دکترای نانو _ میکرو الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: نوک میکروسکوپ تونلی روبشی (STM) یا میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) نه تنها قابلیت تصویربرداری تا وضوح اتمی ، بلکه قابلیتهای نانو ساختار را با چنین وضوح عالی ارائه می دهد. یک مثال پارادایمی ساختن یک کوره کوره با دستکاری تک تک اتم ها بر روی سطح با استفاده از STM است. اگرچه سرعت ساخت چنین چیزی اخیراً بهبود یافته است، این یک فرایند با مشکلات بزرگ در مقیاس بندی و ادغام با صنعت نیمه هادی است.
استفاده از AFM برای اسکن لیتوگرافی کاوشگر نانو لیتوگرافی پروب اسکن نیز از مشکلات مربوط به توان رنج می برد ، اما با توجه به الزامات کمتر سختگیرانه این تکنیک ، مناسب تر از STM برای این کار است: بدون شرایط خلاء بسیار بالا ، سطح رسانا یا کنترل بسیار خوب فاصله بین نوک به نمونه مورد نیاز است. نانو لیتوگرافی پروب اسکن بر اساس AFM می تواند از طریق مکانیسم های مختلف انجام شود و طیف گسترده ای از امکانات را ارائه می دهد . بنابراین ، نوک AFM می تواند تغییرات موضعی در ترکیب ، ارتفاع یا خصوصیات فیزیکی/شیمیایی سطوح را از طریق اثرات حرارتی ، اثرات مکانیکی ، رسوب گذاری ، اثرات شیمیایی و غیره ایجاد کند . اصل این تکنیک برای ساخت نانو ادوات الکترونیکی ترسیم شده است و نمونه ساخت نانوسیم های Si بر اساس اکسیداسیون نانو لیتوگرافی پروب اسکن انجام میگیرد. یک تکنیک مشتق شده که بسیار محبوب شده است نانو لیتوگرافی دیپ-قلم است که در آن نوک جوهر های خاصی را با وضوح عالی در مکان های مورد نظر قرار می دهد.
در واقع به وسیله نانو لیتوگرافی پروب اسکن طرح یک فرایند مبتنی بر نیروی اتمی- میکروسکوپ به نام نانو لیتوگرافی اکسیداسیون در ساخت اَدواتی مانند نانو سیم های Si با اشکال مختلف با وضوح زیر 20 نانومتر (نوار مقیاس 100 نانومتر به جز در تصویر مرکزی) با استفاده از این روش لیتوگرافی کاوشگر اسکن ساخته شده است. وضوح زیر 20 نانومتر به روش معمول تر توسط AFM برسد.به طور کلی تکنیک های نانو لیتوگرافی پروب اسکن بر اساس ضرورت با توجه به نوع بستر ، شرایط محیطی ، نیروی محرک لیتوگرافی (حرارتی ، مکانیکی ، اکسیداسیون ، رسوب گذاری و غیره) ، عدم وجود ماسک های فیزیکی و غیره انعطاف پذیر است. نانو لیتوگرافی پروب اسکن بسیار عالی و قابل دستیابی است ، به این صورت که می تواند به تفکیک اتمی توسط این فرآیند در آزمایش های بسیار خاص مناسب میباشد.تکنیک های نانو لیتوگرافی پروب اسکن از نظر ماهیت بسیار کند هستند ، اما ترکیب آنها با دیگر تکنیک های سنگ نگاری در مناطق بزرگ می تواند برای نمونه سازی یا کاربرد های ساخت نانو اَدوات الکترونیک بسیار مورد توجه باشد.
نتیجه گیری :
نوک میکروسکوپ تونلی روبشی (STM) یا میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) نه تنها قابلیت تصویربرداری تا وضوح اتمی ، بلکه قابلیتهای نانو ساختار را با چنین وضوح عالی ارائه می دهد. یک مثال پارادایمی ساختن یک کوره کوره با دستکاری تک تک اتم ها بر روی سطح با استفاده از STM است. اگر چه سرعت ساخت چنین چیزی اخیراً بهبود یافته است، این یک فرایند با مشکلات بزرگ در مقیاس بندی و ادغام با صنعت نیمه هادی است.