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面向原子级平坦化的化学机械抛光技术：后摩尔时代的挑战与进展

面向原子级平坦化的化学机械抛光技术：后摩尔时代的挑战与进展

摘要：随着集成电路技术步入后摩尔时代，互连层数不断增加，线宽逐渐逼近物理极限，化学机械抛光（CMP）作为实现全局平坦化的关键工艺，正朝着原子级精度、近零损伤和跨尺度协同控制的方向迅速发展。然而，这一进程面临着互连材料多样化、表界面缺陷控制难度增大及工艺指标差异化等多重严峻挑战。为应对这些挑战，本文从机理层面深入剖析了CMP 过程中化学腐蚀与机械磨削的协同作用机制，以及后清洗环节中静电排斥、络合刻蚀与lift-off 等多级物理化学机制的耦合效应。基于此，本文系统阐述了工艺参数对材料去除行为的影响规律，并进一步分析了抛光液、抛光垫等关键耗材的多组分设计策略，为实现异质材料的选择性去除与表界面缺陷抑制提供了理论依据。最终，本文总结了12 英寸CMP 装备在多区压力调控、智能监测与高效后清洗等关键模块的集成创新，并探讨了外场辅助技术在提升抛光效率与表面质量方面的应用潜力。通过上述从机理、工艺、耗材到装备的系统性梳理，旨在为突破原子级CMP 的技术瓶颈、支撑后摩尔时代集成电路制造提供清晰的理论框架与技术路径。
光电 2026年05月26日
纳米金属氧簇EUV光刻胶及其性能影响因素

纳米金属氧簇EUV光刻胶及其性能影响因素

摘要:随着半导体行业的发展, 先进电子技术亟需更高电子元件密度的集成电路(integrated circuit,亦称积体电路). 在集成电路光刻技术(photolithography, 亦称微影技术)中, 图案化特征结构的尺寸主要取决于曝光光源的波长. 为将图形化尺寸推到更小的极限, 曝光光源的波长从紫外发展到极紫外. 近年来, 波长为13.5 nm的极紫外光(extreme ultraviolet, EUV)成为新一代光刻技术的光源, 是实现10 nm及以下制程的关键因素. 除光源和光刻机外,光刻胶(photoresist, 亦称光阻)也是决定图案化特征尺寸的重要因素, 其关键性能指标包括分辨率、灵敏度、线边缘粗糙度和线宽粗糙度等. 目前适配于EUV光源的光刻胶主要有聚合物、分子玻璃和金属基材料等几类, 其中,纳米金属氧簇EUV光刻胶具备高灵敏度、高分辨率和低粗糙度等性能, 成为半导体集成电路行业的研究热点.本文主要介绍近年来纳米金属氧簇EUV光刻胶体系的组成、结构特征及其性能影响因素, 采用多种表征手段,从分辨率、灵敏度和粗糙度等角度阐述光刻胶成分结构及环境因素对光刻过程及图案形成的影响, 多层次了解其光刻机理及性能平衡策略.
光电 2025年08月31日
增强型GaN HEMT器件的实现方法与研究进展

增强型GaN HEMT器件的实现方法与研究进展

摘要：考虑到实际应用对可靠性、设计成本及能耗的要求，增强型GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）器件比传统耗尽型GaN HEMT器件优势更显著。目前有许多方法可以实现增强型GaNHEMT 器件，如使用p 型栅技术、凹栅结构、共源共栅（Cascode） 结构、氟离子处理法、薄势垒AlGaN层以及它们的改进结构等。分别对使用以上方法制备的增强型GaN HEMT器件进行了综述，并对增强型GaN HEMT器件的最新研究进展进行了总结，探索未来增强型GaN HEMT器件的发展方向。
光电 2024年04月29日
先进封装铜柱凸点互连技术及可靠性发展现状

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.
光电 2026年05月19日
保湿抗冻型导电水凝胶在柔性电子方面的研究进展

保湿抗冻型导电水凝胶在柔性电子方面的研究进展

摘要：近年来，柔性电子材料得到了快速发展，导电水凝胶因其突出的导电性、柔韧性、亲肤性等已被广泛的应用于该领域。然而，类似于传统的水凝胶，大多数导电水凝胶仍面临在极端环境下应用受限的瓶颈问题。因此，许多学者对水凝胶的保湿/抗冻行为进行了研究，并设计制备了一系列保湿抗冻型导电水凝胶。本文对近年来保湿抗冻导电水凝胶的制备策略进行了总结及归类，详细阐述了提升水凝胶温度适应性的潜在机制；重点对耐温型水凝胶在柔性电子领域的应用进行了综述，包括运动感知、健康监测、智能识别与人机交互等；并且对现阶段保湿抗冻型导电水凝胶面临的机遇和挑战进行了探讨和展望，旨在为新型耐温型导电水凝胶的构筑提供新的思路，可望开发出综合性能优异的导电水凝胶，进一步推动其在柔性电子领域中的实际应用。
光电 2025年05月27日
半导体聚合物纳米点生物荧光成像探针进展

半导体聚合物纳米点生物荧光成像探针进展

摘要：荧光成像技术因其非侵入性、高时空分辨率和高灵敏度，在生命科学研究领域中备受关注 .作为荧光成像技术的基础工具，发展高性能的荧光探针成为提高成像质量的关键途径之一 .随着纳米材料科学领域的迅速发展，荧光纳米颗粒探针因其克服了传统有机染料和荧光蛋白在荧光效率和光稳定性方面的不足，逐渐成为荧光成像领域的有力竞争者 .近年来，半导体聚合物纳米点 (Pdots)因其粒径小、亮度高、稳定性强等特性在荧光纳米探针领域中备受瞩目 .本文首先回顾了 Pdots的发展历程和制备策略，并总结了 Pdots作为荧光纳米探针在光物理特性上所具备的优势 .此外重点介绍了 Pdots作为一类性能优异的荧光纳米探针在荧光标记成像、超分辨荧光成像和活体生物成像中的最新应用进展 .最后，分析了当前 Pdots作为荧光探针存在的一些优点和局限性，并探讨了该类纳米探针在未来存在的主要发展方向和应用前景，为 Pdots在生命科学成像领域中的更广泛应用开辟新的可能性 .
光电 2025年08月18日
氧化镓材料与功率器件的研究进展

氧化镓材料与功率器件的研究进展

摘要：氧化镓（Ga2O3）以其禁带宽度大、击穿场强高、抗辐射能力强等优势，有望成为未来半导体电力电子领域的主力军。相比于目前常见的宽禁带半导体SiC和GaN，Ga2O3的Baliga品质因数更大、预期生长成本更低，在高压、大功率、高效率、小体积电子器件方面更具潜力。对Ga2O外延材料、功率二极管和功率晶体管的国内外最新研究进行了概括总结，展望了Ga2O3在未来的应用与发展前景。
光电 2024年04月28日
电子级磷酸的结晶精制技术发展现状与研究进展

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。
光电 2026年05月11日
穿戴电子可拉伸材料的制备与应用

穿戴电子可拉伸材料的制备与应用

摘要：可拉伸材料的出现解决了智能设备的刚性问题，使得智能设备能够实现柔弹性。综述了超薄材料、织物以及生物可降解材料等可拉伸材料的最新研究进展与发展方向，包括超薄材料、织物材料、生物可降解材料等；介绍了可拉伸材料在可拉伸电极、储能设备及晶体管传感器等方面的应用；指出可拉伸材料存在材料导电性和拉伸性的平衡问题、可拉伸电极的不透气性和舒适度较差问题，探讨了其未来发展的机遇与面临的挑战。
光电 2024年05月14日
氢气传感器的研究进展与智能应用展望

氢气传感器的研究进展与智能应用展望

摘要：氢能技术的发展和应用对于改善未来能源结构、促进环境保护、实现“碳达峰”和“碳中和”的目标、努力兼顾经济发展和绿色转型同步进行意义重大。氢气是一种高效但危险的气体，其安全使用的问题一直是研究的热点。为了感知氢气，氢气传感器被广泛应用于各种氢能的生产、存储、运输和使用过程中。氢气传感器按照其工作原理可以分为催化型、电阻型、电化学型、光学型、声表面波型、热导型和磁性型。近年来，随着物联网技术、人工智能技术的发展以及“智能制造”“工业4.0”概念的深入人心，亟需在氢能应用的各个过程中引入更加智能化的传感器系统。本文综述了各类型氢气传感器的工作原理和研究现状，分析对比文献报道的和商用的氢气传感器，探究现有氢气传感器的智能应用场景和实例，并对氢气传感器及其智能应用进行展望。
光电 2026年07月01日