球狀納米顆粒促進半導體晶片飛速發展
一個國際研究小組已經成功制備出球狀的單晶CeO2 納米顆粒。該顆粒可大大改善用于高集成電路的化學機械拋光技術(CMP),與目前常規CeO2 納米顆粒相比,用單晶CeO2 納米顆粒拋光的晶片產生的缺陷更少。
這些球狀摻雜有Ti的單晶CeO2 納米顆粒減少的CMP缺陷高達80%,硅的切除速度增加50%,這將使微電子和納米電子器件中的大規模生產芯片更為精確和可靠。美國佐治亞理工學院的王仲林,中國北京大學和納米科學與技術國家研究中心的有關人員在納米技術網上說。
王和來自美國Ferro公司,英國Cranfield大學,美國佐治亞理工學院的合作者一起采用液相火焰噴霧熱分解法合成了單晶CeO2 納米顆粒。他們用鈦對CeO2 體系摻雜,應用火焰溫度促使CeO2 結晶,但使鈦保持熔融狀態。
“內部的CeO2 核生長成沒有晶面的單晶球狀,因為整個結晶過程中都完全被一層熔融1-2nm的TiO2殼密封著,”王說,“在液相中,TiO2殼會形成球狀以減少表面能。”
該技術每小時可生產300多克的CeO2 納米顆粒。研究者們認為該技術可合成其它的氧化物。除應用在化學機械拋光外,在光子器件,磁材料,無機材料,顏料和催化劑等領域也可獲得應用。
“化學機械拋光用來分離和連接芯片上的晶體管,” 王說,“化學機械拋光加工是最近十來年發展最快的半導體加工工藝。60%的芯片制備采用化學機械拋光。化學機械拋光未來的發展也將是飛速的,因為銅基互連技術的引入,使化學機械拋光在先進的微處理器和新一代納米器件中獲得新應用。”
球狀CeO2 納米顆粒正在新一代芯片的CMP工藝中取得應用,研究小組正試圖提高粉末的產量并合成單一尺寸的球狀納米粉。
研究者們把他們的工作發表在Science雜志上。
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