Лаборатория электронно-лучевой литографии оснащена двумя уникальными установкам, Raith-150TWO и Raith Voyager, которые успешно дополняют друг друга. Основой Raith-150TWO является растровый электронный микроскоп высокого разрешения, позволяющий наблюдать нанообъекты с размерами в несколько нм. Одновременно это гибкая система прецизионной электронно-лучевой литографии с ускоряющими напряжениями от 0,5 до 30 кВ, оснащенная лазерно-интерферометрическим столом (диапазон перемещения по осям XY 150 мм), программным обеспечением с развитой автоматизацией и т.д.
Система Voyager — это современная установка электронно-лучевой литографии исследовательского класса с ускоряющим напряжением 50 кВ, что позволяет уменьшить эффекты близости по сравнению с 30 кВ, и, тем самым, повысить потенциальное разрешение процесса. Высокое быстродействие электростатической отклоняющей системы с размером поля до 500 мкм помогает ускорить процесс экспонирования без опасения получить искажения геометрии. Кроме того, наша система оснащена уникальным режимом бесшовного экспонирования MBMS (periodixx ™), в котором можно формировать периодические структуры типа дифракционных решеток и фотонных кристаллов с периодами, задаваемыми с точностью 0,1 нм. Также возможны чирпированные решетки (с переменным периодом).
За годы существования института в нашей лаборатории был накоплен колоссальный опыт в области электронно-лучевой литографии различных структур на совершенно разных подложках — от кремния и полупроводниковых соединений на основе A3B5 (GaAs, InP), структур GaN на сапфире, SiC или кремнии, до пьезоэлектриков типа LiNbO3, LiTaO3, сверхпроводниковых пленок NbN на диэлектриках, КНИ и т. п.
Как пример, в нашей лаборатории были впервые в России изготовлены Т-образные затворы СВЧ-транзисторов типа mHEMT на GaAs с длиной затвора менее 50 нм (см. рис. 1). Кроме того, также впервые, здесь была разработана технология формирования брэгговских латеральных дифракционных решеток полосковых полупроводниковых одночастотных РОС-лазеров на длины волн 1,55 мкм и 1,3 мкм, а также сформированы первые в России оптоэлектронные генераторы ТГц импульсов на основе LT-GaAs (см. рис. 2).
В настоящее время активность лаборатории расширена в область технологии поверхностных плазмонных структур применительно к фотопроводящим ТГц-антеннам и подобным устройствам, а также для формирования планарных волноводов и других элементов интегральной фотоники на диэлектрических подложках и КНИ.
Возможности лаборатории позволяют оперативно прототипировать многомасштабные планарные структуры на различных подложках. Для формирования масок мы используем позитивные резисты типа PMMA, ZEP, а также негативные резисты разной толщины. В зависимости от задач может применяться двухслойная, трехслойная или более сложная маска резиста с комбинированным экспонированием/проявлением. При необходимости используются зарядоснимающие слои. В зависимости от требований задачи разрабатывается оптимальная стратегия экспонирования рисунка в резисте, чтобы минимизировать время и получить приемлемую точность и воспроизводимость результатов. Все процессы ЭЛЛ выполняются в согласованности с другими технологическими операциями.
