Extreem klein
De afstand van veertien nanometer die Sidorkin wist te
realiseren, zou de dataopslag, bijvoorbeeld voor de nieuwe
generatie mobiele telefoons, met een factor tien kunnen verhogen
ten opzichte van de huidige maximale capaciteit. Voor
nanostructuren is het niet alleen belangrijk hoe klein de
afzonderlijke streepjes en puntjes zijn, maar ook hoe dicht je ze
bij elkaar kunt zetten. Dit is van belang vanwege de vraag naar
steeds hogere dichtheid van dataopslag, bijvoorbeeld voor de nieuwe
generatie mobiele telefoons. Chips moeten steeds kleiner worden en
toch steeds meer data kunnen bevatten. Dat betekent dat de
afzonderlijke enen en nullen dichter bij elkaar moeten staan.
Sidorkin onderzocht hoe je zo klein mogelijke structuren kunt
schrijven met behulp van elektronenbundels en ionenbundels. Op dit
moment gebruikt de industrie vooral licht om extreem kleine
structuren te schrijven op halfgeleidermateriaal, bijvoorbeeld om
computerchips te maken. Sidorkin gebruikte een door TNO vanuit
NanoNed-gelden aangeschafte Helium Ionen Microscoop (HIM) om
heliumionenbundels te maken. Hiermee wist hij puntjes te schrijven
met een diameter van zes nanometer.
Laklaag
De afstand van veertien nanometer die Sidorkin wist te
realiseren, zou de dataopslag met een factor tien kunnen verhogen
ten opzichte van de huidige maximale capaciteit. Om de afstand
tussen de verschillende patronen zo klein mogelijk te maken,
gebruikte de Russische onderzoeker speciale door de TU Delft
ontwikkelde ultradunne hydrogen silsequioxane (HSQ) lak.
Sidorkin vergeleek de prestaties van de heliumionenbundel met
die van een elektronenbundel. Met heliumionen bleek het mogelijk om
de structuren veel dichter op elkaar te zetten. Omdat heliumionen
groter en zwaarder zijn dan elektronen, hoef je ze minder hard op
een oppervlak te schieten om een even harde botsing op te leveren.
Bijgevolg veroorzaken de heliumionen veel minder schade in het
omringende materiaal, doordat ze minder ver weg schieten van het
oppervlak en minder ver zijwaarts in de structuur doordringen.
Om een chip te maken, wordt een plaatje silicium (een wafer)
bedekt met een laagje lak (resist). Vervolgens wordt deze resist
belicht met een bepaald patroon. Belichting kan gebeuren met een
laser, met een elektronenbundel of met een ionenbundel.
Elektronenbundels en ionenbundels zijn veel langzamer, maar kunnen
wel kleinere structuren schrijven dan laserbundels. De ionenbundel
'schrijft' het patroon op de laklaag. Daarna wordt de wafer
ontwikkeld. Alleen op de plaatsen waar de ionenbundel heeft
geschreven, blijft de laklaag zitten.