高密度亚-10nm纳米线通过定向自组装和顺序透合成为多种应用而制造的高密度亚-10nm纳米线协同模式
Gang Chen1, Hui Xie1, Jiacheng Luo2
1State Key Laboratory of Integrated Chips and Systems, College of Integrated Circuits and Micro-Nano Electronics, Fudan University, Shanghai 200438, People's Republic of China.
ACS nano
|February 24, 2026
概括
这项研究介绍了一种新的定向自组装光刻 (DSA) 和顺序透合成 (SIS) 技术,以创建高密度的纳米线. 这种方法可以在超敏感气体传感和高性能 FinFET 晶体管中实现先进的应用.
科学领域:
- 材料科学和纳米技术材料科学和纳米技术
- 半导体设备制造业 半导体设备制造业
- 石版画技术 石版画技术
背景情况:
- 制造高密度,小尺寸的纳米线对于先进的电子和传感器至关重要.
- 现有的方法往往涉及复杂的,多步骤的过程,具有有限的可扩展性.
- 定向自组装光刻法 (DSA) 和顺序透合成 (SIS) 为精确的纳米结构制造提供了潜力.
研究的目的:
- 开发一种集成DSA和SIS的协同模式技术,用于在在绝缘体 (SOI) 基板上制造高密度纳米线.
- 优化创建具有小临界尺寸和高面积比的纳米线的过程.
- 为了证明这些制造的纳米线在气体传感和FinFET设备中的应用.
主要方法:
- 在SOI基板上集成定向自组装光刻 (DSA) 与顺序透合成 (SIS).
- 优化聚乙烯块聚甲酸 (PS-b-PMMA) 指导模板和SIS循环.
- 在现场将聚合物模板转化为氧化 (Al2O3) 硬面罩,并使用二氧化 (SiO2) 中介面罩策略.
主要成果:
- 制造纳米线的顶部宽度为~6.6 nm,底部宽度为~14.9 nm,距离为28 nm,高度为~53.5 nm.
- 超敏感氨 (NH3) 气体传感器的演示,对2.5ppm的反应率为49.8%.
- 发展FINFET设备的开关比>10^7和下值波动低至69.59mV/dec.
结论:
- 协同的DSA-SIS技术为制造高密度纳米线提供了一种具有成本效益的方法.
- 制造的10nm以下纳米线表现出极好的气体传感性能.
- DSA-SIS技术显示出制造纳米结构的巨大潜力,用于传感和集成电路应用.
