Интерференционная фотолитография с использованием эффекта фототравления в халькогенидных пленках

The surface roughness of thin amorphous films of chalcogenide glasses (ChG) after photostimulated dissolution in amine-based selective etchant has been investigated. It is established that the rms roughness of the annealed and photoetched ChG film substantially smaller than the as-evaporated film and etched in the same selective etchant. This makes it possible to obtain more higher-quality lithographic masks or periodic relief-phase structures using new photoetching effect: photo-induced enhancement in solubility of annealed ChG layers. A possible mechanism for the photoinduced etching of ChGs is discussed. The diffraction gratings on germanium ChG - more environmentally acceptable compounds than traditionally used arsenic chalcogenides, were recorded for the first time by using the effect of hotoinduced etching on ChG layers and their characteristics were studiedДосліджено шорсткість поверхні тонких плівок аморфних халькогенідних стекол (CHG) після фотостимульованого розчинення в селективних травниках на основі амінів. Встановлено, що середньоквадратична шорсткість поверхні відпаленої та фототравленої ChG-плівки значно менша, ніж осадженої і травленої в тому ж селективному травнику плівки. Використання нового ефекту фототравлення – фотоіндукованого підвищення розчинності відпалених ChG шарів – дає можливість отримати літографічні маски або періодичні рельєфно-фазові структури вищої якості. Обговорюється можливий механізм фотоіндукованого травлення CHG-плівок. Вперше записані з використанням ефекту фотоіндукованого травлення дифракційні гратки на германієвих CHG, екологічно прийнятніші сполук, ніж традиційно використовуваних халькогенідів миш'яку; вивчено їх характеристики.Исследована шероховатость поверхности тонких пленок аморфных халькогенидных стекол (CHG) после фотостимулированного растворения в селективных травителях на основе аминов. Установлено, что среднеквадратичная шероховатость поверхности отожженной и фототравленой ChG-пленки значительно меньше, чем осажденной и травленной в том же селективном травителе пленки. Использование нового эффекта фототравления - фотоиндуцированного повышения растворимости отожженных ChG слоев - дает возможность получить литографические маски или периодические рельефно-фазовые структуры высшего качества. Обсуждается возможный механизм фотоиндуцированного травления CHG-пленок. Впервые записаны с использованием эффекта фотоиндуцированного травления дифракционные решетки на германиевых CHG, экологически более приемлемом соединении, чем традиционно используемых халькогенидов мышьяка; изучены их характеристики

Photostimulated etching of germanium chalcogenide films

The new effect of photostimulated dissolution of as-evaporated and annealed Ge-based chalcogenide glass (ChG) films was investigated in detail. The etching rate increases with the illumination intensity, and its spectral dependence is correlated with absorption in the film at the absorption edge. A possible mechanism for the photoinduced etching of ChG films has been discussed. The high-frequency diffraction gratings on germanium ChG – more environmentally acceptable compounds than traditionally used arsenic chalcogenides – were recorded using the method of interference immersion photolithography with photoinduced etching

Nanopatterning Au chips for SPR refractometer by using interference lithography and chalcogenide photoresist

This study reports on development of the interference lithography (IL) technique applying the resist based on chalcogenide glass films for fabrication of gold chips in the nform of periodic surface nanostructures for surface plasmon resonance (SPR) refractometers. The IL technique was optimized for patterning the Au layers and formation of one-dimensional (grating) structures with the spatial frequency close to 3300 mm⁻¹. The spatial frequency and depth of grating grooves were selected with account of the condition for Bragg reflection of plasmons at the operation wavelength of SPR refractometer and given environment (which is a condition for enhancing biosensor sensitivity as compared to that of a flat Au chip surface). It has experimentally been demonstrated that the use of diffraction patterns in SPR sensor increases its response by 17%

Enhancing sensitivity of SPR sensors by using nanostructured Au chips coated with functional plasma polymer nanofilms

The sensitivity of surface plasmon resonance (SPR) sensors operating in the Kretschmann configuration was investigated using Au SPR chips with a nano-grating surface functionalized via deposition of a-C:H:O plasma polymer films. The surface of the chips was nanopatterned in order to improve the sensitivity of the sensor, as compared with the sensitivity of standard Au chips with a flat (unstructured) surface. It was found that deposition of the plasma polymer nanofilms neither affected the degree of refractometer sensitivity enhancement, nor the width of the operation range of the environment refractive index (n), in which the enhancement was observed. Such functionalization of the chip surface merely resulted in the shift of the operation range position to smaller values of n in comparison to non-coated chips requiring deposition of stable functional films