Las redes integradas de distribución, procesamiento y detección de señales ópticas requieren la miniaturización de elementos ópticos básicos, como guías de ondas, divisores, rejillas e interruptores ópticos. Para lograr esto, se requieren enfoques de fabricación que permitan la fabricación de alta resolución.
Los elementos curvos como curvas y resonadores de anillo son especialmente difíciles de fabricar, ya que necesitan una resolución aún mayor y una menor rugosidad de las paredes laterales. Además, son imprescindibles las técnicas de fabricación con un control preciso de las dimensiones absolutas de la estructura.
Se han desarrollado varias tecnologías para la fabricación de alta resolución por debajo de la longitud de onda, como la escritura láser directa, la litografía multifotónica, la litografía por haz de electrones, la litografía por haz de iones y la litografía dominó. Sin embargo, estas tecnologías son costosas, complejas y requieren mucho tiempo. La litografía por nanoimpresión es una técnica de replicación emergente adecuada para una fabricación eficiente y de alta resolución. Sin embargo, requiere sellos maestros de alta calidad, que generalmente se producen mediante litografía por haz de electrones.
Bajo una nueva luz:Fabricación avanzada artículo, los científicos Dr.-Ing. Lei Zheng et al. de la Universidad Leibniz de Hannover han desarrollado una técnica de fabricación fácil de usar y de bajo costo, llamada fotolitografía de proyección microscópica (MPP) basada en UV-LED, para la fabricación rápida de elementos ópticos de alta resolución en cuestión de segundos. Este enfoque transfiere patrones estructurales en una fotomáscara a un sustrato recubierto con fotorresistente bajo iluminación UV.
El sistema MPP se basa en elementos ópticos y optomecánicos estándar. En lugar de una lámpara de mercurio o un láser, se utiliza como fuente de luz un LED UV extremadamente económico con una longitud de onda de 365 nm.
Los investigadores desarrollaron un proceso previo para obtener la máscara de cromo con patrón estructural requerida en MPP. Incluye el diseño de la estructura, la impresión en una lámina transparente y la transferencia del patrón a la fotomáscara de cromo. También establecieron una instalación de litografía para la preparación de fotomáscaras. Los patrones de estructura impresos en la lámina transparente se pueden transferir a una fotomáscara de cromo con esta configuración y un posterior proceso de grabado en húmedo.
El sistema MPP puede fabricar elementos ópticos de alta resolución con tamaños de hasta 85 nm. Esto es comparable a la resolución de métodos de fabricación mucho más caros y complejos, como la litografía multifotónica y por haz de electrones. MPP podría usarse para fabricar dispositivos de microfluidos, biosensores y otros dispositivos ópticos.
Este enfoque de fabricación desarrollado por los investigadores es un avance significativo en el campo de la litografía para la estructuración rápida y de alta resolución de elementos ópticos. Es particularmente adecuado para aplicaciones donde son importantes la creación rápida de prototipos y la fabricación de bajo costo. Por ejemplo, podría utilizarse para desarrollar nuevos dispositivos ópticos para investigación biomédica o para crear prototipos de nuevos dispositivos MEMS para aplicaciones de electrónica de consumo.
Más información: Lei Zheng et al, Tamaño de característica inferior a 100 nm realizado mediante fotolitografía de proyección microscópica basada en UV-LED, Luz:fabricación avanzada (2023). DOI:10.37188/lam.2023.033
Proporcionado por la Academia de Ciencias de China
