极紫外光刻用自支撑窗口材料的研究进展

摘要:目前极紫外(EUV)光刻技术已成为突破芯片性能和集成度瓶颈的核心手段,然而极紫外光与绝大多数物质的强烈相互作用对作为极紫外光刻窗口材料的自支撑薄膜提出了极高的要求。综述了国内外相关研究成果,首先回顾了极紫外光刻技术的发展历程及其对窗口材料的要求。在材料体系上,重点聚焦传统硅基、金属基材料和低维材料体系。传统材料(如硅基和金属基薄膜)已实现工程化应用,但存在力学强度受限、热稳定性不足等问题,难以满足先进EUV光刻中不断提升的功率需求。在低维材料中,石墨烯和碳纳米管具有较高的力学强度,同时凭借其原子级厚度展现出超高透射和热管理等优势,但它们也面临着氢等离子体蚀刻的挑战。进一步讨论了复合材料体系在提高氢等离子体耐受性、耐热性能和力学性能方面的研究成果。最后,分别总结了传统材料和低维材料在极紫外环境下的局限性和优势,期望为新型极紫外光刻窗口材料的原子级制造提供有价值的参考,推动半导体工艺的进一步发展与应用。

典型光学硬脆材料的原子级抛光技术发展现状

摘要:随着精密制造技术的发展,光学系统对器件表面质量提出原子级精度要求。典型光学硬脆材料具有硬度高、塑性低及脆性断裂特征,在获得粗糙度低于0.2 nm 的原子级光滑表面过程中面临诸多挑战。基于此,系统综述晶体材料(如单晶硅、蓝宝石)与非晶材料(如熔融石英)在加工响应及去除机制方面的差异,梳理化学机械抛光(CMP)、离子束抛光(IBP)、磁流变加工(MRF)、等离子体辅助原子迁移(PAMM)等代表性技术路径。针对单晶硅和蓝宝石,探讨了CMP 浆料优化、晶面差异响应、超声辅助等精度提升方法。针对非晶材料熔融石英,归纳了绿色浆料、核壳磨料、多能场辅助及技术联用路径,并对比了多项原子级抛光技术的特点。除粗糙度指标外,还总结了亚表面损伤控制的形成机制和抑制策略,分析了原子级抛光技术在微裂纹抑制和缺陷最小化方面的潜力。最后展望了构建统一去除模型、开发绿色抛光体系、强化能场机制研究及集成多技术联用等未来发展方向,以支撑原子级制造向高效、绿色、智能演进。

脆硬性透明材料激光连接的研究进展

摘要: 脆硬性透明材料连接技术已广泛应用于航空航天、电子封装和传感器等领域,开展脆硬性透明材料间的连接技术研究,具有重要的学术和工程应用价值.激光微连接作为一种新兴的连接技术,相对于传统焊接方法,具有高精度、高强度、高可靠、高效率等优点,文中介绍了脆硬性透明材料连续激光和脉冲激光连接技术的研究进展及应用,分析了不同类型的激光连接脆硬性透明材料的机理,总结了工艺参数对接头微观组织和力学性能的影响规律. 最后,文中讨论了当前激光连接脆硬性材料面临的挑战,并基于个人观点,讨论了脆硬性透明材料激光连接的发展前景和展望.创新点: (1) 对脆硬性透明材料的激光连接技术研究现状进行了全面归纳和总结.(2) 梳理了激光连接的发展历程,总结了不同类型激光连接脆硬性透明材料的物理机制、影响因素、模拟仿真和应用.(3) 讨论了当前脆硬性透明材料激光连接技术中挑战和发展趋势.

先进封装铜柱凸点互连技术及可靠性发展现状

摘要:随着电子元器件不断向轻量化方向发展,铜柱凸点凭借其高径比柱状结构,能够在相同面积内实现更小的节距和更高的互连密度,因而成为一种兼具高性能与高可靠性的倒装芯片互连方案. 文中对比了传统C4 凸点与铜柱凸点之间的差异,总结了铜柱凸点结构的独特特征及其所带来的热学、电学和力学性能优势,同时也指出了该技术目前存在的问题与挑战. 文中还讨论了电镀制备铜柱凸点的工艺流程,详细阐述了镀液成分和电镀参数对凸点质量的影响,表明通过优化添加剂种类、含量以及电镀工艺条件,可制备出高度平整、一致性优异的铜柱凸点. 此外,分析了铜柱凸点在热循环和电迁移可靠性方面的表现,包括在热老化、热循环和电迁移等试验中凸点的形貌与组织变化,探讨了凸点形状、表面处理及底部填充等因素对可靠性的影响,最后,对铜柱凸点未来的发展方向进行了总结与展望.创新点:(1) 讨论了电镀制备铜柱凸点的影响因素和制备工艺.(2)系统地总结了铜柱凸点在热循环、电迁移可靠性方面的研究进展.

Ag-Pd合金电子结构和电导率的第一性原理计算

摘要:针对微电子封装领域引线键合材料中常用的Ag-Pd这一合金体系,本实验使用第一性原理计算方法研究了钯掺杂含量对银合金电学性能的影响。使用VASP软件,基于108原子的面心立方超晶胞模型研究了Ag-Pd固溶体的基态电子结构,计算了包括态密度和超晶胞的有效能带。结果表明,Pd掺杂引入的态密度主要分布在-6 eV 到-3 eV 和-1.8 eV 左右两个区间,这两组态密度均在倒易空间第一布里渊区内均匀分布。针对超晶胞模型和基态计算的局限性使用SPR-KKR 软件,以KKR-GF-CPA 方法结合德拜模型和Kubo线性响应理论计算了不同温度下不同Pd含量的Ag-Pd合金电导率数据。在有实验值覆盖的范围,计算结果同实验值符合良好,变化趋势符合物理规律。

半导体材料闪烧机理及制备研究进展

摘要:半导体材料作为工程材料和光电材料的重要组成部分,在新能源、通信电子、生物医疗、航空航天等领域具有广泛的应用前景。但半导体材料多为离子键或共价键化合物,采用传统烧结工艺制备致密陶瓷材料所需的烧结温度较高,保温时间较长,不可避免地会引起晶粒粗化及气孔残留,进而影响陶瓷材料的各项性能。目前,低温烧结制备半导体材料引起了研究人员的广泛关注,闪烧技术制备陶瓷材料成为其中的研究热点。本文立足理论与应用两方面,系统综述了半导体材料闪烧技术的研究进展,阐述了该烧结新技术在高性能半导体材料制备过程中的优势及应用前景,以期为闪烧技术的机理、工艺优化及应用拓展提供研究方向。

微通道液液两相弹状流传热的研究进展

摘要:高热流密度散热是当前微电子器件高效稳定运行的关键问题,微通道液液两相流动传热技术是一种有效的解决方案。综述了微通道液液两相流型的分类,其中弹状流相比于其他流型,具有显著的强化传热传质性能,是微通道液液两相流动中的重要流态。对微通道液液两相弹状流传热的研究进展进行了整理与分析,提出了当前研究中存在的科学问题: 现有研究大多依赖于数值模拟方法,相关的实验研究相对较少; 现有的数值计算模型通常简化了实际物理问题,且大多数未与实验数据进行对比验证; 多数数值模型采用宏观数值计算方法捕捉两相界面,其对流场、温度场及界面传热传质的计算准确性仍需进一步验证; 实验研究多集中于小通道,主要测定宏观尺度的全局数据,而对微观尺度下的局部和瞬时数据的研究较为缺乏。展望了微通道液液两相弹状流传热的未来研究方向。

电子级磷酸的结晶精制技术发展现状与研究进展

摘要:电子级磷酸作为电子工业常用的一种超高纯试剂,广泛应用于大屏幕液晶显示器和超大规模集成电路等微电子工业中的湿法蚀刻和清洗。随着电子元器件加工精度的迭代更新,对电子级磷酸中杂质含量与微粒的要求也在日益提高。综述了电子级磷酸深度净化的常用方法,重点阐述了结晶精制技术在电子级磷酸深度净化中的优势和应用进展,总结了结晶法在磷酸深度净化过程中的杂质包藏与迁移机制,并概述了结晶纯化的过程强化手段。最后,对电子级磷酸结晶精制技术的发展作出了前景展望。

电化学双电层电容器失效机理的研究进展

摘要: 电化学双电层电容器(electrochemical double layer capacitors,EDLC)因其高功率密度,长循环寿命和快速充放电能力而备受关注。然而,EDLC的稳定性和可靠性对于实际应用具有决定性的影响。为提升稳定性和延长寿命,深入了解性能衰减与失效机理至关重要。探讨了EDLC的失效标准以及性能衰减的监测和原位电化学表征方法。通过综述EDLC失效研究的新进展,聚焦于电极材料、电解液、电极-电解液界面及集流体等核心组件,旨在揭示不同体系中的失效现象和机理。最后,展望了高稳定性EDLC的发展方向和挑战,强调新材料开发与表征方法改进,为性能优化和应用拓展提供策略。

X射线诱导光致变色材料的机理与应用

摘要:X 射线诱导光致变色材料(X-ray Induced Photochromic Materials, XP 材料)因具有辐射剂量依赖的变色性质,在国防安全、核能开发利用、工业探伤和医学成像等领域具有广泛的应用前景。近年来, 国内外科学家已发展了多种XP 材料, 深入探讨了其辐射变色机制, 并开展了特异性应用研究, 亟需综合论述其变色机理和应用领域。本文综述了X 射线辐射变色性质的材料体系, 并归纳其化学组成和变色特点, 对比了各种类型XP 材料的优缺点, 讨论了X 射线诱导光致变色的机理, 如色心形成和氧化还原反应等过程。最后, 介绍了XP 材料在X 射线探测器以及医学和工业中的潜在应用, 并展望了其未来的发展方向。本文对发展性质更优异、场景适用性更灵活的XP 材料后续研究具有重要意义, 可促进XP 材料的商业化应用进程。