探索热光刻技术在金属纳米制造中的应用

近日，据外媒报道，一个国际研究团队报告说，在制造纳米芯片方面取得了突破性进展。这一突破可能对纳米芯片的生产和全球各地的纳米技术实验室产生深远的影响。科学家们正在探索越来越小、更快的半导体二维材料。该研究小组由美国纽约大学坦顿工程学院化学和生物分子工程教授Riedo领导。

据纽约大学国际研究小组报告，原子微处理器制造技术取得了突破性的进展，这可能对纳米芯片的生产以及正在探索的二维材料制造技术产生深远的影响。

纽约大学坦顿工程学院化学和生物分子工程教授Elisa Riedo领导的研究小组在最新一期的《Nature Electronics》杂志上发表了这一研究成果。

他们证明，在二维半导体材料二硫化钼(MoS2)的金属电极制造技术上，采用100摄氏度探针光刻技术效果优于标准的制造技术。科学家们认为，这种过渡金属可能会取代硅，成为原子级芯片的材料之一。该小组新的制造技术-热扫描探针光刻技术（t-SPL）-与当前的电子束光刻技术（EBL）相比具有明显的优势。

首先，热光刻技术显著的提升了二维晶体管的质量，抵消了肖特基势垒对电子流动的阻碍。此外，与电子束光刻技术不同，热光刻技术使芯片设计人员能够对二维半导体材料成像，并对电极进行图像化处理。同时，热光刻技术可以节省大量的初始成本和操作成本：通过在环境条件下工作，极大地降低了功耗，无需高能电子和超高真空。最后，利用平行热探头技术可以很容易的将这项技术推广到整个工业生产中。

Riedo希望热光刻技术能将大部分制造技术从洁净室转移到实验室，这便于快速的推进材料科学和芯片设计的发展。3D打印技术就是一个最好的例子：有一天，热光刻技术的分辨率达到10nm，可使用120伏的标准电源，热光刻技术就会像3D打印技术一样出现在实验室。

《Nature Electronics》杂志2019年1月版刊登了“利用热纳米光刻技术在单层MoS2上制模金属触点打破肖特基壁垒”。

Riedo在热探头方面的研究可以追溯到十多年前，首先是在IBM的研究中心-苏黎世，然后是在由前IBM研究人员创立的SwissLitho。他们开发了一种基于SwissLitho系统的工艺流程，并应用于当前的研究。她与论文的第一作者Xiaorui Zheng、博士后Annalisa Calo以及居里夫人奖学金获得者Edoardo Albisetti在纽约城市大学高级科学研究中心(ASRC)，共同探索热光刻技术在金属纳米制造中的应用。