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美国科学家运用自组装技术研发出可以制备微芯片图案的简单方法

2017-03-31 276浏览 标签:

2017年3月27日,美国麻省理工学院(MIT)介绍了其与芝加哥大学、阿贡国家实验室的研究人员们共同研发出的突破性微芯片制备方法,运用聚合物自组装使得10纳米以下细小图案可以成形。这种方法可调整适应于大规模生产型标准设备,并具有经济可行性,是打破现有技术桎梏的希望。该研究由美国国家科学基金会(NSF)以及美国陆军研究办公室支持,相关研究成果发表在了近期的“Nature Nanotechnology《(自然纳米技术)》杂志上。



图 扫描电镜图像显示了团队使用新方法制作细纹的顺序:首先,通过常规电子束处理产生线阵列(上部);然后,通过添加嵌段共聚物和面漆(topcoating)带来4倍的细纹数量(中部);最后,通过将面漆蚀刻掉,留下新的细纹图案(底部)。

在过去的几十年中,微芯片制造商一直在努力寻找方法,使其芯片中的电线和组件的图案越来越小,以便将更多的组件整合在单个芯片上,从而继续向着更快速和更强大的计算机发展。这种进步现在越来越受限于制造过程的基础性局限,比如用于生产图案的光线波长的限制。目前生产小于22纳米的特征方法就会需要非常昂贵且速度慢的工艺,不适用于大规模生产。

这次的研究成果通过对三种既有制备方法的新颖整合,成功实现了10纳米以下图案的成形。此方法首先通过常规电子束处理以产生线阵列;然后通过添加含有两种不同聚合物的嵌段共聚物,通过其自身的分离自组装成可预知的图案,并在其上利用化学气相沉积法(iCVD)添加一层面漆保护层;最后,通过将面漆蚀刻掉,留下新的细纹图案。

这个新的方法比其他的可能方法更加直接,又因其本身利用的都是已有的工艺,这就意味着不需要对既有设备进行过多的改变,可以更容易地通过调整添加到大规模生产型标准设备的工艺步骤中去。

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