Nouvelles techniques de lithographie

Les équipes de recherche du LPN (laboratoire de photonique et de nanostructures, Marcoussis) étudient les propriétés électriques et optiques de nano-objets qu'ils conçoivent et fabriquent.
Ces nano-objets composés de divers matériaux semi-conducteurs doivent impérativement être fabriqués en salle blanche car la moindre poussière pourrait perturber le fonctionnement des dispositifs obtenus.
La première étape de fabrication est la lithographie et dans le cas du LPN souvent la lithographie électronique à cause de sa grande résolution. Les faisceaux d'électrons dessinent les motifs des objets dans une résine sensible aux électrons. Après développement, la résine va permettre l'obtention d'un masque par dépôt de métal. La dernière étape sera la gravure des motifs à travers les trous du masque.
Les techniques de dépôts de matériaux sous forme de couches très minces sont l'épitaxie par jets moléculaires et l'épitaxie en phase vapeur aux organo-métalliques.
Une structure souvent utilisée se nomme boîte quantique. Elle est formée de micro-piliers de couches de semi-conducteurs. On fabrique d'abord un empilement de couches par des épitaxies successives, puis par lithographie, on obtient des plots circulaires de nickel au sommet de cet empilement. Ces plots vont servir de masque pour une gravure ionique réactive. Ils protègent contre la gravure et on obtient des piliers cylindriques sous les plots.
Excitées électriquement ou optiquement, les boîtes quantiques émettent des photons. Au LPN, elles permettent de réaliser des sources de paires de photons intriqués.