en
Назад
DOI: 10.17586/1023-5086-2023-90-03-05-15
УДК: 666.11+546.22+535.8
Разрешающая способность неорганического халькогенидного резиста при записи голограмм
Полный текст на elibrary.ru
Публикация в Journal of Optical Technology
Михайлов М.Д., Белых А.В., Юсупов И.Ю. Разрешающая способность неорганического халькогенидного резиста при записи голограмм // Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 3. С. 5–15. http:doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-03-05-15
Mikhailov M.D., Belykh A.V., Yusupov I.Yu. Resolution ability of inorganic chalcogenide resist for hologram recording [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2023. V. 90. № 3. P. 5–15. http:doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-03-05-15
M. D. Mikhailov, A. V. Belykh, and I. Yu. Yusupov, "Resolution ability of inorganic chalcogenide resists for hologram recording," Journal of Optical Technology. 90(3), 107-113 (2023). https://doi.org/10.1364/JOT.90.000107
Предмет исследования. Особенности свойств неорганических фоторезистов на основе тонких слоев халькогенидных стекол. Цель работы. Изучение процессов травления слоев халькогенидных стекол и сравнение результатов расчета и экспериментальных данных по форме профиля рельефно-фазовых голограммных решеток и защитных голограмм. Метод. Пленки стекол системы As-S-Se получены термическим испарением в вакууме. Экспонирование пленок осуществлялось светом с длинами волн 380, 436 и 488 нм. Скорость растворения пленок в растворах алифатических аминов измерялась интерферометрическим методом на длине волны 650 нм. Основные результаты. Разработанные составы халькогенидных фоторезистов и технология их использования применяются для записи рельефно-фазовых голограмм — дифракционных решеток и элементов оптической защиты. При записи высокочастотных структур с частотой выше 2000 мм–1 наблюдается кажущееся снижение разрешающей способности при экспонировании малоинтенсивным излучением. Кроме того, наблюдаемая и рассчитанная формы профиля дифракционных решеток существенно различаются. Предполагается, что эти эффекты объясняются диффузией возбужденных электронных состояний из облучаемых областей в необлучаемые в процессе экспонирования. В многослойных структурах диффузия возбужденных состояний в области пленки, не поглощающие актиничное излучение, приводит к изменению скорости ее растворения, аналогичному изменению скорости растворения в поглощающих областях. Практическая значимость. Применение фоточувствительных слоев халькогенидных стекол для записи дифракционных решеток создает возможность производить элементы большого размера. Эффект диффузии избыточных электронно-дырочных пар позволяет записывать копируемые рельефно-фазовые оптические элементы, дающие цветное изображение в нулевом дифракционном порядке.
Благодарность: авторы благодарны коллегам, внесшим значительный вклад в результаты представленной работы: Р.Р. Герке, А.Д. Гальперну, Т.Г. Дубровиной, А.А. Парамонову, С.С. Семенцову.
неорганический фоторезист, сульфид мышьяка, селенид мышьяка, разрешающая способность, дифракционные решетки, рельефно-фазовые голограммы
Коды OCIS: 160.2750, 310.6870, 090.2890, 050.1950
Список источников:1. Михайлов М.Д., Днепровский А.С., Мамедов С.Б., Яковук О.А. Травитель для халькогенидных стекол (его варианты) // А.с № 1160483. Бюл. изобр. № 21. 07.06.1985.
2. Днепровский А.С., Михайлов М.Д., Мамедов С.Б., Степанов К.А., Яковук О.А. Травильный состав для халькогенидных стекол // А.с. № 1230145. Не опубл.
3. Герке Р.Р., Мамедов С.Б., Михайлов М.Д., Юсупов И.Ю., Яковук О.А., Горай Л.И. Рельефная отражающая структура // А.с. № 1161119. Не опубл.
4. Hallman R.W., Kurtz G.W. Electromagnetic radiation sensitive lithographic plates // Patent US № 3,762,325. 1973.
5. Коломиец Б.Т., Любин В.М., Шило В.П. Фоторезист // А.с. № 489449. Бюл. изобр. № 47. 25.12.1976.
6. Mikhailov M.D., Kryzhanowsky I.I., Petcheritsyn I.M. Structure and properties of ion-beam sputtered AsxS1–x films // J. Non-Crystall. Sol. 2000. V. 265. № 1–2. P. 1–8. http:doi.org/10.1016/S0022-3093(99)00956-4
7. Моро У. Микролитография: принципы, методы, материалы. Пер. с англ. под ред. Тимерова Р.Х. Часть 1. М.: Мир, 1990. 606 с.
8. Коломиец Б.Т., Любин В.М., Шило В.П. Фотостимулированные изменения растворимости халькогенидных стекол // Физика и химия стекла. 1978. Т. 4. С. 351–354.
9. Buroff A. Arsenic sulfide as evaporated dry photoresist // Journal de Physique. 1981. V. 142. P. 967–971.
10. Mikhailov M.D., Mamedov S.B., Zventarny S.V. Dissolution kinetics of glassy arsenic sulfide in alkali and amine solutions // J. Non-Crystall. Sol. 1994. V. 176. P. 258–262.
11. Зенкин С.А., Мамедов С.Б., Михайлов М.Д. Кинетика растворения пленок сульфида мышьяка в растворах аммиака, метиламина и диметиламина // Журнал прикладной химии. 1988. Т. 61. С. 1459–1454.
12. Зенкин С.А., Мамедов С.Б., Михайлов М.Д., Туркина Е.Ю., Юсупов И.Ю. Механизм взаимодействия растворов аминов с монолитными стеклами и аморфными пленками системы As-S // Физика и химия стекла. 1997. Т. 23. С. 393–397.
13. Nesterov S.I., Boyko M.E., Krbal M., Kolobov A.V. On the ultimate resolution of As2S3-based inorganic resists // J. Non-Crystall. Sol. 2021. V. 563. P. 120816. https:doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2021.120816
14. Gerke R., Mikhailov M., Yusupov I. Photosensitivity of As-S-based chalcogenide photoresists in the recording of relief phase holograms // Proc. SPIE. Holographic Materials V. 1999. V. 3638. P. 119–126. https:doi.org/10.1117/12.342812
15. Любин В.М., Седых А.М., Смирнова Н.Н., Шило В.П. Неорганические фоторезисты на основе халькогенидных стеклообразных полупроводников // Микроэлектроника. 1989. Т. 18. С. 523–527.
16. Губа Б.С., Крыжановский И.И., Михайлов М.Д., Эльц В.К. Импульсная запись голограмм на фоточувствительных резистивных халькогенидных слоях // Оптический журнал. 1997. Т. 64. С. 822–824.
17. Nesterov S.I., Myagkov D.V., Portnoi E.L. Nanoscale periodical structures fabricated by interference photolithography // Internat. J. Nanoscience. 2004. V. 3. P. 59–64. https:doi.org/10.1142/S0219581X0400181X
18. Waitts R.R., Cueli M.S. Multi-colored material using rainbow grating // Patent US № 5,158,84. 1992.