探索熱光刻技術(shù)在金屬納米制造中的應(yīng)用

近日，據(jù)外媒報(bào)道，一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告說，在制造納米芯片方面取得了突破性進(jìn)展。這一突破可能對(duì)納米芯片的生產(chǎn)和全球各地的納米技術(shù)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響?？茖W(xué)家們正在探索越來越小、更快的半導(dǎo)體二維材料。該研究小組由美國(guó)紐約大學(xué)坦頓工程學(xué)院化學(xué)和生物分子工程教授Riedo領(lǐng)導(dǎo)。

據(jù)紐約大學(xué)國(guó)際研究小組報(bào)告，原子微處理器制造技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展，這可能對(duì)納米芯片的生產(chǎn)以及正在探索的二維材料制造技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

紐約大學(xué)坦頓工程學(xué)院化學(xué)和生物分子工程教授Elisa Riedo領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在最新一期的《Nature Electronics》雜志上發(fā)表了這一研究成果。

他們證明，在二維半導(dǎo)體材料二硫化鉬(MoS2)的金屬電極制造技術(shù)上，采用100攝氏度探針光刻技術(shù)效果優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的制造技術(shù)。科學(xué)家們認(rèn)為，這種過渡金屬可能會(huì)取代硅，成為原子級(jí)芯片的材料之一。該小組新的制造技術(shù)-熱掃描探針光刻技術(shù)（t-SPL）-與當(dāng)前的電子束光刻技術(shù)（EBL）相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

首先，熱光刻技術(shù)顯著的提升了二維晶體管的質(zhì)量，抵消了肖特基勢(shì)壘對(duì)電子流動(dòng)的阻礙。此外，與電子束光刻技術(shù)不同，熱光刻技術(shù)使芯片設(shè)計(jì)人員能夠?qū)ΧS半導(dǎo)體材料成像，并對(duì)電極進(jìn)行圖像化處理。同時(shí)，熱光刻技術(shù)可以節(jié)省大量的初始成本和操作成本：通過在環(huán)境條件下工作，極大地降低了功耗，無需高能電子和超高真空。最后，利用平行熱探頭技術(shù)可以很容易的將這項(xiàng)技術(shù)推廣到整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中。

Riedo希望熱光刻技術(shù)能將大部分制造技術(shù)從潔凈室轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室，這便于快速的推進(jìn)材料科學(xué)和芯片設(shè)計(jì)的發(fā)展。3D打印技術(shù)就是一個(gè)最好的例子：有一天，熱光刻技術(shù)的分辨率達(dá)到10nm，可使用120伏的標(biāo)準(zhǔn)電源，熱光刻技術(shù)就會(huì)像3D打印技術(shù)一樣出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室。

《Nature Electronics》雜志2019年1月版刊登了“利用熱納米光刻技術(shù)在單層MoS2上制模金屬觸點(diǎn)打破肖特基壁壘”。

Riedo在熱探頭方面的研究可以追溯到十多年前，首先是在IBM的研究中心-蘇黎世，然后是在由前IBM研究人員創(chuàng)立的SwissLitho。他們開發(fā)了一種基于SwissLitho系統(tǒng)的工藝流程，并應(yīng)用于當(dāng)前的研究。她與論文的第一作者Xiaorui Zheng、博士后Annalisa Calo以及居里夫人獎(jiǎng)學(xué)金獲得者Edoardo Albisetti在紐約城市大學(xué)高級(jí)科學(xué)研究中心(ASRC)，共同探索熱光刻技術(shù)在金屬納米制造中的應(yīng)用。