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先进激光用于图形化加工基底的技术与应用

激光与光电子学进展 2025年

作者：王嘉祥何谷峰臧法珩孙云娜杨卓青郭小军上海交通大学集成电路学院上海交通大学微米纳米加工技术全国重点实验室

近年来，随着高性能计算、人工智能技术和智能汽车等新兴领域的蓬勃发展，对图形化技术的高分辨率和无接触加工的需求不断增加。利用先进激光进行烧蚀基底图形化逐渐成为实现电子设备小型化和高集成化的重要手段。本文首先介绍了利用先... 详细信息

近年来，随着高性能计算、人工智能技术和智能汽车等新兴领域的蓬勃发展，对图形化技术的高分辨率和无接触加工的需求不断增加。利用先进激光进行烧蚀基底图形化逐渐成为实现电子设备小型化和高集成化的重要手段。本文首先介绍了利用先进激光图形化技术对有机物基底、无机物基底等不同材料进行加工的研究进展，具体讨论了不同激光在不同材料基底上的加工效果。随后，综述了先进激光图形化技术在玻璃通孔（Through Glass Via,TGV）先进封装技术、柔性传感器、微流控器件以及微纳光学和谐振类器件等领域的应用方法及效果。最后，对未来先进激光图形化技术的发展进行了展望，为相关领域的研究者提供参考。

关键词：先进激光图形化技术高分辨率烧蚀微米纳米加工

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光刻技术与光刻胶材料的进展与未来趋势

中国激光 2025年

作者：许路奎范子雄王璐玮郭勇朱殷铷高欣慰严伟屈军乐深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室射频异质异构集成全国重点实验室(深圳大学)

光刻技术凭借其高精度和高质量的加工特性，能够在硅片或其他基材上精确实现复杂的结构，形成微米乃至纳米级别的精细结构。这种能力不仅极大地促进了集成电路的集成度提升，使单个芯片上可以容纳更多的晶体管，从而显著增强了芯片的计... 详细信息

光刻技术凭借其高精度和高质量的加工特性，能够在硅片或其他基材上精确实现复杂的结构，形成微米乃至纳米级别的精细结构。这种能力不仅极大地促进了集成电路的集成度提升，使单个芯片上可以容纳更多的晶体管，从而显著增强了芯片的计算能力和功能多样性，同时也大幅降低了大规模生产的成本，使得高性能电子设备变得更加普及和经济。作为现代微电子工业和半导体制造领域不可或缺的核心工艺，光刻技术的应用范围广泛，涵盖了从消费电子、通信设备到医疗仪器和汽车电子等多个行业。本文围绕光刻技术与其核心材料—光刻胶进行综述，探讨传统光刻技术与各新型光刻技术的发展历程与特点，以及光刻胶的特性与发展趋势，最后对光刻技术的未来进行展望。

关键词：光刻技术光刻胶高分辨率新型材料

基于整流特性的RRAM无源交叉阵列研究进展

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中国科学：技术科学 2011年第4期41卷 403-411页

作者：张康玮龙世兵刘琦吕杭炳李颖弢王艳连文泰王明张森刘明中国科学院微电子研究所纳米加工与新器件集成技术实验室北京100029

阻变存储器(resistance random access memory,RRAM)无源交叉阵列由于其结构简单、密度高、易3D集成等优点而得到广泛的关注,是RRAM实现高存储密度的一种极具应用前景的集成方案.但是无源交叉阵列中的串扰问题限制了其发展与应用.本文... 详细信息

阻变存储器(resistance random access memory,RRAM)无源交叉阵列由于其结构简单、密度高、易3D集成等优点而得到广泛的关注,是RRAM实现高存储密度的一种极具应用前景的集成方案.但是无源交叉阵列中的串扰问题限制了其发展与应用.本文从阻变存储器的集成、无源交叉阵列中的串扰现象出发,综述了应用在无源交叉阵列中的1D1R结构(one diode one resistor)和具有自整流效应的1R结构(one resistor),这2种结构在一定程度上都能够抑制串扰现象的出现,从而避免误读.与有源阵列相比,必须对无源交叉阵列发展一套行之有效的测试方法才能够正确地评估其性能并实现商业应用,综述了当前无源交叉阵列常用的操作电压配置方案.最后,展望了RRAM无源交叉阵列的应用前景.

关键词：整流特性无源交叉阵列阻变存储器 1D1R 自整流

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微纳金属光学结构制备技术及应用

光学学报 2011年第9期31卷 243-250页

作者：谢常青朱效立牛洁斌李海亮刘明陈宝钦胡媛史丽娜中国科学院微电子研究所纳米加工与新器件集成技术研究室北京100029 中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室北京100029

微纳光学结构制备技术一直是微纳光子学器件发展的技术瓶颈。针对微纳光学结构制备技术向小尺寸、高精度和广泛应用发展的趋势,报道了基于电子束、X射线和接近式光学的混合光刻制作微纳金属光学结构技术。针对微纳光子学器件复杂图形开... 详细信息

微纳光学结构制备技术一直是微纳光子学器件发展的技术瓶颈。针对微纳光学结构制备技术向小尺寸、高精度和广泛应用发展的趋势,报道了基于电子束、X射线和接近式光学的混合光刻制作微纳金属光学结构技术。针对微纳光子学器件复杂图形开发了微光刻数据处理体系,基于矢量扫描电子束光刻设备在自支撑薄膜上进行1×高分辨率图形形成,利用X射线光刻进行高高宽比微纳图形复制,再利用低成本接近式光学光刻技术进行金属加强筋制作。还报道了自支撑X射线金光栅衍射效率和抗振测试结果。

关键词：光学制造微纳光学结构电子束光刻 X射线光刻自支撑薄膜

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100 nm分辨率交替式移相掩模设计

固体电子学研究与进展 2005年第2期25卷 260-264页

作者：陆晶陈宝钦刘明龙世兵李泠中国科学院微电子所纳米加工与新器件集成技术实验室北京100029

讨论了100nm分辨率交替式移相掩模设计中的关键问题,以及通过对版图的拓扑分析,建立自动化的解决相位冲突的各种方法。通过比较,确立了分层叠加曝光的方案,并针对分层叠加曝光技术,进行了100nm节点中分层技术中两种关键图形的模拟。得... 详细信息

讨论了100nm分辨率交替式移相掩模设计中的关键问题,以及通过对版图的拓扑分析,建立自动化的解决相位冲突的各种方法。通过比较,确立了分层叠加曝光的方案,并针对分层叠加曝光技术,进行了100nm节点中分层技术中两种关键图形的模拟。得出了分层叠加曝光在100nm技术节点中也可以实现的结论。

关键词：交替式移相掩模相位冲突光学临近效应校正

PEALD原位掺杂制备纳米TiO2-xNx光催化剂

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无机材料学报 2013年第7期28卷 691-695页

作者：饶志鹏万军冯嘉恒李超波夏洋中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室北京100029

采用等离子体增强型原子层沉积(PEALD)系统原位掺杂制备了TiO2-xNx光催化剂。利用光电子能谱(XPS)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、光致发光(PL)光谱和紫外–可见光(UV-Vis)光谱对催化剂进行了表征,并研究了TiO2-xNx纳米薄膜在可见光照射下... 详细信息

采用等离子体增强型原子层沉积(PEALD)系统原位掺杂制备了TiO2-xNx光催化剂。利用光电子能谱(XPS)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、光致发光(PL)光谱和紫外–可见光(UV-Vis)光谱对催化剂进行了表征,并研究了TiO2-xNx纳米薄膜在可见光照射下水接触角的变化和催化降解亚甲基橙(MO)溶液的性能。结果表明,等离子体功率变化可以改变掺入氮原子的结构,在功率为50 W时主要形成替换式氮原子,含量约为1.22at%,晶体为锐钛矿(101)型。结构无明显缺陷,且掺杂后TiO2-xNx薄膜光生电子–空穴对复合率低,有利于光催化效率的提高。该方法解决了传统ALD工艺制备TiO2-xNx光催化剂时容易形成氧空位的问题,实现了TiO2-xNx纳米材料的可见光(λ<800 nm)吸收和可见光光催化性能。

关键词：等离子体增强原子层沉积原位 TiO2-xNx 光催化剂

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衍射光学元件成套制造技术研究进展

光学精密工程 2022年第15期30卷 1815-1827页

作者：谢常青中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室北京100029

从图形数据处理、先进光刻、图形转移和大面积高可靠集成4方面开展衍射光学元件关键制造技术研究。在兼容标准CMOS工艺的基础上,提出了高精度、多功能(高保真、高深宽比、高面形、多元化衬基等)、大面积衍射光学元件成套制造技术。研发... 详细信息

从图形数据处理、先进光刻、图形转移和大面积高可靠集成4方面开展衍射光学元件关键制造技术研究。在兼容标准CMOS工艺的基础上,提出了高精度、多功能(高保真、高深宽比、高面形、多元化衬基等)、大面积衍射光学元件成套制造技术。研发了精度优于2 nm的复杂图形光刻数据处理体系,提出了混合光刻方法,建立了加法(剥离、电镀)和减法(干法刻蚀、金属辅助化学刻蚀)两种类型、四种图形转移基础方法。实现了从微米尺度到亚10 nm尺度的图形生成,高宽比达12∶1的25 nmAu结构和深宽比达500∶1的30 nmAl_(2)O_(3)纳米管图形转移。在熔石英、多层膜、SiC自支撑薄膜、高面形硅片等衬基上大面积集成制造了多种衍射光学元件,最大面积为142 mm×142 mm,最大自支撑口径达70 mm,最高面形精度PV值达0.03λ,覆盖了可见光到硬X射线波段衍射光学元件的制造需求,能够应用于先进光刻机、同步辐射、激光聚变及X射线天文学中。

关键词：衍射光学元件先进光刻标准CMOS工艺 GDSII数据处理图形转移

偏栅Al_xGa_(1-x)N/GaN HEMT的二维模拟与特性分析

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固体电子学研究与进展 2007年第2期27卷 181-185页

作者：薛丽君刘明王燕禡龙鲁净谢常青夏洋中国科学院微电子研究所纳米加工与新器件集成技术实验室北京100029 清华大学微电子研究所北京100084

采用泊松方程-薛定谔方程-流体力学方程组自洽求解的方法,对偏栅AlGaN/GaN HEMT器件的电学特性进行了二维模拟。通过与传统正栅器件的模拟结果对比分析,可以看出,偏栅结构除了可以提高器件的击穿电压外,还可以提高直流输出电流和跨导,... 详细信息

采用泊松方程-薛定谔方程-流体力学方程组自洽求解的方法,对偏栅AlGaN/GaN HEMT器件的电学特性进行了二维模拟。通过与传统正栅器件的模拟结果对比分析,可以看出,偏栅结构除了可以提高器件的击穿电压外,还可以提高直流输出电流和跨导,对输出特性和转移特性均有一定的提高。

关键词：铝镓氮/氮化镓高电子迁移率晶体管泊松方程薛定谔方程流体力学方程二维模拟偏栅

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自支撑透射光栅的设计、制作和测试

物理学报 2010年第4期59卷 2564-2570页

作者：马杰谢常青叶甜春刘明中国科学院微电子研究所纳米加工与新器件集成研究室北京100029

采用标量衍射理论和严格耦合波理论分别计算和讨论了金自支撑透射光栅的衍射效率随波长和光栅周期变化的情况并设计了光栅的结构参数.制作了周期为300nm、线宽/周期比为0.55、厚度为200nm、总面积为1mm×1mm、有效面积比为65%的金自支... 详细信息

采用标量衍射理论和严格耦合波理论分别计算和讨论了金自支撑透射光栅的衍射效率随波长和光栅周期变化的情况并设计了光栅的结构参数.制作了周期为300nm、线宽/周期比为0.55、厚度为200nm、总面积为1mm×1mm、有效面积比为65%的金自支撑透射光栅.在国家同步辐射实验室检测了该光栅在5.5—38nm波长范围内的绝对衍射效率.检测结果表明所制作的光栅在8nm附近具有接近10%的最大衍射效率,并且该光栅对于波长15—35nm范围内的极紫外波段具有基本稳定的衍射效率.

关键词：自支撑透射光栅电子束光刻电镀