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      研究人員取得定向自組裝半導體制程突破

      研究人員取得定向自組裝半導體制程突破

      來源:
      2016/01/06
      瀏覽量

      美國國家標準與技術研究所(NIST)IBM的研究人員開發了一種溝槽(trenching)技術,能被用以透過定向自組裝(self-directed assembly)來打造元件。

      研究人員表示,金奈米粒子能像是鏟雪機那樣運作,在磷化銦(indium phosphide)或其他半導體材料層翻攪而過,形成奈米通道。這種技術可望被用來在所謂的實驗室單晶片(lab-on-a-chip)元件上整合雷射、感測器、波導(wave guides)與其他光學零組件,支援疾病診斷、篩選實驗性材料與藥物、DNA檢驗等等。

      金粒子的通道挖掘能力是偶然被發現的,在一個因為污染物而失敗的奈米線(nanowires)形成實驗中;NIST化學研究員Babak Nikoobakht表示:“一開始我們非常失望,”但是研究團隊無心插柳,發現污染物是水。該實驗的掃描電子顯微鏡影像顯示,結合水汽的金奈米粒子導致了長長直直的奈米通道。

      在磷化銦半導體的表面上形成的表面定向奈米通道電子顯微鏡影像;那些奈米通道是利用金催化汽態-液態-固態蝕刻制程所形成,而其位置則是由沉積的金圖形(pattern)所定義

      (來源:NIST

      研究團隊接下來梳理出實現該蝕刻制程所需的化學機制與必要條件,選擇性地在半導體表面涂布金并將之加熱;一旦加熱完成,底層的磷化銦就會融入金奈米粒子,形成金合金。他們接下來將加熱的水蒸汽導入系統,發現當水蒸汽溫度達到攝氏440度以上時,會形成長長的V型奈米通道;那些通道下方的直線路徑,是由結晶半導體內的規律重復晶格所支配。

      研究人員也能將上述技術應用于磷化鎵(gallium phosphide)與砷化銦(indium arsenide),這兩種半導體材料也是屬于三五族;這類化合物半導體被用以制作LED,或是支援通訊、高速電子等應用。Nikoobakht表示,他相信這種蝕刻制程經過調整之后,能被用以在矽等材料上制作通道圖案。 

      編譯:Judith Cheng

      (參考原文: Researchers Claim Self-directed Assembly Breakthrough,by Dylan McGrath)

       
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