Journal des nanomatériaux et de la nanotechnologie moléculaire

Structures nanométriques en forme d'œil de papillon fabriquées à l'aide d'une résine photosensible ultra-mince et de gravures sèches et humides combinées

Rachit Sood*, Chaoran Tu, Douglas Bamford, Joel Henseley, David Woolf, Curtis Menyuk, NB Singh et Fow-Sen Choa

Les revêtements antireflets (AR) sont utilisés pour supprimer la réflexion et améliorer la transmission optique, mais de nombreux revêtements ne peuvent pas résister à des conditions environnementales difficiles. Dans ce travail, nous rapportons la fabrication de nanostructures sur de l'arséniure de gallium (GaAs) par photolithographie de contact pour des applications antireflets dans la gamme de l'infrarouge moyen (IR moyen). Un masque à faisceau électronique a été utilisé pour transférer par lithographie les motifs de nanostructure sur un masque de gravure SiO ₂ , puis pour transférer la structure sur des plaquettes d'arséniure de gallium. Avec une couche mince de résine photosensible (PR) ainsi qu'une combinaison de gravure ionique réactive (RIE) et de gravure à l'oxyde tamponné humide (BOE), nous avons pu transférer les motifs de nanostructure du PR mince au masque de gravure SiO ₂ épais , puis sur une plaquette. Les structures fabriquées sont des carrés et des hexagones de taille caractéristique de 900 nm, 1000 nm, 1100 nm, et l'écart entre deux formes voisines est de 400 nm. En faisant varier le pas des structures, nous observons une amélioration de la transmission sur la gamme IR moyenne (nombre d'onde 500-2000 cm ^-1 ). Les résultats expérimentaux des GaAs revêtus et non revêtus sont obtenus en utilisant la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) tandis que les résultats théoriques des GaAs revêtus sont présentés en utilisant l'analyse rigoureuse des ondes couplées (RCWA). Ce travail fournit un meilleur taux de réussite et une technique de production de masse plus facilement disponible pour fabriquer les nanostructures sous-longueur d'onde. Les résultats théoriques obtenus en utilisant RCWA concordent bien avec les résultats expérimentaux pour montrer une transmission globale de 69 % avec une plaquette d'arséniure de gallium revêtue sur un côté.