碳纳米管“纳米砂纸”实现半导体原子级表面处理
2026-02-13 14:41
来源:韩国科学技术院
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智能手机与人工智能服务的性能提升,高度依赖半导体表面处理的均匀性与精确度。韩国科学技术院(KAIST)研究人员创新地将“砂纸”概念引入纳米技术领域,开发出一种能将半导体表面均匀处理至原子级别的新技术,为先进半导体工艺带来革新。

研究团队由机械工程系金善河教授领衔,他们利用比人类头发细数万倍的碳纳米管作为研磨材料,研制出“纳米砂纸”。这种砂纸通过垂直排列碳纳米管,并将其固定在聚氨酯内部,部分暴露于表面,从根本上抑制了磨料的脱落,即使反复使用也能保持稳定性能。其磨料密度远超市面上优质砂纸,粒度超过10亿目,可实现几纳米、即几个原子厚度的精确加工。

实验证明,纳米砂纸能将粗糙铜表面抛光至纳米级光滑度。在半导体图案平坦化实验中,与传统的化学机械抛光工艺相比,该技术可将凹陷缺陷减少高达67%。凹陷缺陷是影响高带宽存储器等先进半导体性能和可靠性的主要问题。此外,由于研磨材料固定在砂纸表面,该技术无需持续供应研磨液,减少了清洗步骤,消除了研磨液废料,为半导体制造向更环保工艺转型提供了可能。

金善河教授表示:“这是一项原创性研究,证明了日常使用的砂纸概念可以扩展到纳米尺度,并应用于超精细半导体制造。我们希望这项技术不仅能提高半导体的性能,还能带来环境友好的制造工艺。”

更多信息:作者:Sukkyung Kang等人,标题:《用于原子级精度表面处理的碳纳米管砂纸》,发表于:《先进复合材料与混合材料》(2026)。

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