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原子尺度的半導體蝕刻方法

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科技產業資訊室 -黃松勳 發表於 2018年5月11日


圖、原子尺度的半導體蝕刻方法

在半導體標準微影蝕刻製程中,須將光阻薄膜塗佈在矽晶圓片上,並利用光罩的電路圖案使光阻膜曝光,然後以腐蝕性化學品在矽晶圓上蝕刻出電路圖案。

Nature Communications上報導,美國賓州大學和中國西南交通大學以及清華大學的研究團隊,利用氧化矽的顯微探針,以機械(摩擦)化學方式,開發出原子尺度的微製程蝕刻技術,無需光罩、微影製程、腐蝕性化學物質蝕刻方法的矽半導體製程。

當矽基板暴露在空氣中時,矽原子的上層原子與水分子反應以形成矽-氧-氫鍵。然後,氧化矽探針表面與矽基板表面,在移動探針的剪應力下,形成矽-氧化物-矽鍵結,使得矽基板表面頂端的矽原子隨著探針移動而被移除掉。此方式的原子層蝕刻,可以提供人們無須利用犧牲層和腐蝕性化學藥品的情況下,獲得的深度解析度。

目前,此技術的缺點是太慢了,只有IBM測驗過多重探針陣列設備來規模化圖形,所以還需與其它製程方式結合與改進,進而達到規模化。但此技術可以用來檢測具有原子尺度(埃,Angstrom)的電子和微機械電子元件。(409字;圖1)


參考資料:
A simple method etches patterns at the atomic scale. Science Daily,2018/4/26
Nanomanufacturing of silicon surface with a single atomic layer precision via mechanochemical reactions. Nature Communications,2018/4/18


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