俄科学家开发出氧化铝生产新方法

2011-12-14 9:55

莫斯科国立电子技术学院一科研小组开发出了一种生产纳米多孔氧化铝方法。采用这种氧化铝，可以创建包括光子晶体在内的系列用于半导体器件的现代材料。目前，微电子半导体器件主要通过光刻技术来创建。

然而，光刻法太昂贵，系列物理和技术方面的颈瓶阻碍其发展。因此，现在大家都在积极开发基于自生自成的方法。

其中一种方法就是半导体纳米造型（创建具有纳米级元素的表形），即：对半导体进行等离子蚀刻，并采用多孔阳极氧化铝硬模。直观地说，就是将高分子感光材料上的图片转移到相应的半导体结构层里，在这个过程中要消除高分子材料中的未模块化区域（事实上，这种方法称为刻蚀）。为了优化这个过程，往氧化铝模结构里引入金属子层，特别是钛薄膜。但是，在科学文献中目前还没有可供选择两层硬模优化结构参数和控制半导体纳米造型过程的资料。

为了解决这个问题，以A.N.Belov为首的莫斯科国立电子技术学院的科学家们研究了多孔氧化铝硬模用于硅片纳米造型的过程。

研究者选择了硅片作为基材，采用磁控溅射在基材上分层涂上10-50纳米厚度的钛膜和2微米厚的铝膜。分两步对铝膜进行阳极氧化（阳极氧化，就是采用电化学对铝进行氧化，目的是为了在其表面形成金属氧化物），生成多孔氧化铝模。然后，在氩气离子刻蚀装置上对生成的结构进行定型处理。通过对结构进行序列分析和逐级分析，发现在阳极氧化过程不同阶段中的结构状态，以及在氩气中子粒轰炸后的结构状态。

研究者确定了建立多孔氧化铝有效硬模的最佳阳极氧化时间，揭示了钛辅助子层的最佳厚度。此外，他们还发现，透过氧化铝模对硅进行等离子刻蚀时，在硅片上刻成的深度取决于氧化铝孔的方位比。在研究过程中，研究者成功实现了在硅片纳米造型时硅片上的深度能准确重复氧化铝硬模孔图片的各种条件。

该项科研开发得到了俄“创新俄罗斯科技教育人才”联邦专项计划经费支持。