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光电信息学院徐智谋教授团队在半导体表面有序纳米结构阵列研究领

2017年05月11日 12:53 来源: 网络整理

  新闻网讯 近日,《纳米技术》(Nanotechnology, 2017, 28: 095301)正式刊发徐智谋教授团队关于半导体表面有序纳米结构阵列研究的最新成果《基于高深宽比AAO掩膜纳米孔和纳米柱阵列的制备》(Fabrication of nanopore and nanoparticle arrays with high aspect ratio AAO masks)。徐智谋教授为通讯作者,博士生李泽平为第一作者,博士生屈小鹏、副教授王双保等参与了该论文相关工作。


  半导体表面有序纳米结构阵列元器件性能优异,在材料、信息、新能源、环境和生物医学等领域具有广泛的应用。目前常用的制备方法有:纳米压印技术、全息曝光技术、聚焦离子束刻蚀技术、电子束等纳米光刻技术等。但是这些方法都需要昂贵的设备作为支撑,并且很难实现大面积(如生产中通用2~4英寸半导体芯片)纳米孔或纳米柱的制备。纳米制备技术一直是困扰半导体纳米器件走向大规模应用的关键难题之一。目前在低成本制备大面积半导体表面有序纳米结构阵列方面还没有一个很好的方法。


  徐智谋团队采用人工合成的纳米多孔阳极氧化铝(AAO)为掩膜来制备半导体表面有序纳米结构阵列,实现了纳米器件大面积、低成本制备技术的突破。工艺上解决了纳米孔径(20-500nm)的调控、AAO掩膜与半导体表面吸附等一系列关键问题,尤其是,突破了厚膜(10 m以上)AAO作掩膜的关键技术。AAO掩膜刻蚀技术通常采用超薄AAO膜(200-1000 nm)做掩膜,但由于超薄AAO膜薄、易碎、大面积转移困难和后期难去除等特点,通常只能完成较小有效面积(如2 cm*2 cm)尺寸的掩膜刻蚀工艺。厚膜AAO掩膜刻蚀技术的突破,膜厚度可达10 m以上,具有机械强度高、易转移和易去除,可轻易实现大面积如2~4英寸及以上掩膜的制备。该技术的发现与突破,将使得大面积、低成本制备半导体表面有序纳米结构阵列成为可能,对推动纳米结构半导体器件的应用意义重大。目前徐智谋团队正与光讯科技和华灿光电等企业进行纳米光电器件产业应用前期研究,多项发明专利正在申报中。


  采用厚膜AAO掩膜刻蚀技术制备的硅纳米孔和纳米柱结构如下图所示。


光电信息学院徐智谋教授团队在半导体表面有序纳米结构阵列研究领

  该项目获得了国家863计划项目(No.2015AA043302)和国家自然科学基金面上项目(No. 61474048)的资助。该研究的进展,也将对完成徐智谋教授团队2017年4月获批的国家重点研发计划项目(申报No.SQ2017YFGX020222,课题负责人)起到很好的技术支撑作用。

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