Twentse ontdekking biedt chips nieuwe mogelijkheden
Onderzoekers van Stichting FOM en het Twentse onderzoeksinstituut MESA+ hebben een nieuwe fabricagemethode ontwikkeld om driedimensionale nanostructuren te creëren. Daarmee kunnen op grote schaal fotonische kristallen worden gemaakt om licht te vangen. De methode maakt het ook mogelijk om chips met extra functionaliteiten te produceren voor bijvoorbeeld computers en mobiele apparaten. De resultaten van het onderzoek zijn op 18 november 2015 gepubliceerd in Nanotechnology.
De gangbare methode voor het fabriceren van driedimensionale nanostructuren bestaat uit het laagje-voor-laagje stapelen op een siliciumchip. Met behulp van een masker en UV-licht wordt eerst een patroon geschreven (gedefinieerd) in fotolak. Het etsen of deponeren van materiaal in de laag, zorgt daarna voor de gewenste vorm. Voor het produceren van chips worden tientallen lagen op elkaar gestapeld. Dit is een bewerkelijk proces met beperkingen. Het aantal gestapelde lagen is begrensd, omdat ver van elkaar gelegen lagen ten opzichte van elkaar gaan 'zwabberen' en de chip dan zijn functionaliteit verliest.
Eén stap
Met de nieuwe methode is het mogelijk om een driedimensionale nanostructuur in één stap te definiëren op een chip. Onderzoekers van FOM en het MESA+ Instituut van de Universiteit Twente hebben een speciaal driedimensionaal masker ontwikkeld dat de structuur aan twee zijden van de wafer tegelijkertijd kan definiëren. Dit zorgt ervoor dat beide zijden van de chip strak op elkaar zijn uitgelijnd, en dat de uiteindelijke driedimensionale nanostructuur gegarandeerd ook in hoogte is uitgelijnd.
Massaproductie
De methode opent de weg naar massaproductie van chips waarin verschillende functionaliteiten dicht bij elkaar liggen. Samen met ASML en TNO wordt onderzocht hoe de nieuwe technologie in de praktijk kan worden geïmplementeerd. "Denk aan een toepassing voor de medische wereld die een optische sensor voor bijvoorbeeld eiwitten, een elektronische rekenchip voor gegevensbewerking en een magnetisch geheugen combineert. Onze methode maakt het mogelijk om op een chip allerlei functionaliteiten eindeloos te combineren, zoals elektronica, optica, magneten en microfluïdica", aldus FOM-werkgroepleider Willem Vos.
Licht opsluiten
De onderzoekers Diana Grishina, Cock Harteveld, en Willem Vos van de vakgroep Complex Photonic Systems (COPS) en Léon Woldering van Transducer Science and Technology (TST) van het MESA+ Instituut ontdekten de methode toen ze bezig waren om nieuwe soorten fotonische kristallen te ontwikkelen. Ze zijn erin geslaagd om in kristallen met een zeshoekige structuur licht op te sluiten en het licht gecontroleerd te sturen. Het onderzoek is financieel mede mogelijk gemaakt door FOM.
Video
Diana Grishina vertelt over haar werk op YouTube.
Contactinformatie
Voor meer informatie of interviewverzoeken kunt u contact opnemen met UT-persvoorlichter Joost Bruysters, 06 10 48 82 28.