俄羅斯科學(xué)家開發(fā)出氧化鋁生產(chǎn)新方法

莫斯科國立電子技術(shù)學(xué)院一科研小組開發(fā)出了一種生產(chǎn)納米多孔氧化鋁方法。采用這種氧化鋁，可以創(chuàng)建包括光子晶體在內(nèi)的系列用于半導(dǎo)體器件的現(xiàn)代材料。目前，微電子半導(dǎo)體器件主要通過光刻技術(shù)來創(chuàng)建。

    然而，光刻法太昂貴，系列物理和技術(shù)方面的頸瓶阻礙其發(fā)展。因此，現(xiàn)在大家都在積極開發(fā)基于自生自成的方法。

    其中一種方法就是半導(dǎo)體納米造型（創(chuàng)建具有納米級元素的表形），即：對半導(dǎo)體進(jìn)行等離子蝕刻，并采用多孔陽極氧化鋁硬模。直觀地說，就是將高分子感光材料上的圖片轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)層里，在這個過程中要消除高分子材料中的未模塊化區(qū)域（事實上，這種方法稱為刻蝕）。為了優(yōu)化這個過程，往氧化鋁模結(jié)構(gòu)里引入金屬子層，特別是鈦薄膜。但是，在科學(xué)文獻(xiàn)中目前還沒有可供選擇兩層硬模優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制半導(dǎo)體納米造型過程的資料。

    為了解決這個問題，以A.N.Belov為首的莫斯科國立電子技術(shù)學(xué)院的科學(xué)家們研究了多孔氧化鋁硬模用于硅片納米造型的過程。

    研究者選擇了硅片作為基材，采用磁控濺射在基材上分層涂上10-50納米厚度的鈦膜和2微米厚的鋁膜。分兩步對鋁膜進(jìn)行陽極氧化（陽極氧化，就是采用電化學(xué)對鋁進(jìn)行氧化，目的是為了在其表面形成金屬氧化物），生成多孔氧化鋁模。然后，在氬氣離子刻蝕裝置上對生成的結(jié)構(gòu)進(jìn)行定型處理。通過對結(jié)構(gòu)進(jìn)行序列分析和逐級分析，發(fā)現(xiàn)在陽極氧化過程不同階段中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，以及在氬氣中子粒轟炸后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。

    研究者確定了建立多孔氧化鋁有效硬模的最佳陽極氧化時間，揭示了鈦輔助子層的最佳厚度。此外，他們還發(fā)現(xiàn)，透過氧化鋁模對硅進(jìn)行等離子刻蝕時，在硅片上刻成的深度取決于氧化鋁孔的方位比。在研究過程中，研究者成功實現(xiàn)了在硅片納米造型時硅片上的深度能準(zhǔn)確重復(fù)氧化鋁硬模孔圖片的各種條件。
    該項科研開發(fā)得到了俄“創(chuàng)新俄羅斯科技教育人才”聯(lián)邦專項計劃經(jīng)費(fèi)支持。