摘要:报道了一种采用临时键合技术制备的微型压阻式压力传感器。在SOI(Silicon-On-Insulator)晶片的器件层上形成传感膜,将传感膜与硼硅酸盐玻璃(Borofloat 33,BF33)晶片键合支撑,经硼掺杂和电极图形化后通过Cu-Cu键合剥离。将处理层减薄、刻蚀后键合到另一片BF33晶片上。最后采用化学机械抛光(CMP)减薄衬底BF33晶片,降低器件总厚度。切割后用酸溶液去除铜临时键合层,剥离传感膜。制备的压力传感器芯片面积为1600 µ m×650 µ m×104 µ m,传感膜尺寸为100 µ m×100 µ m×2 µ m。在0~180 kPa范围内获得了较高的灵敏度36 µ V / (V · kPa)。通过进一步减小宽度,所制备的微型压力传感器可以轻松安装在医疗导管中用于血压测量。
摘要:随着集成电路技术的发展,特别是进入亚微米工艺之后,关键尺寸的缩小和高密度器件的实现,集成电路材料层之间的平整度变得越来越关键。因为传统的机械抛光方法不可避免地会在金属甚至电介质层中产生与器件相同尺寸的划痕,导致光刻中的景深和聚焦问题。第一个实现应用的平坦化技术是旋涂玻璃(SOG)技术。但是该技术不仅会引入新的材料层,而且无法达到VLSI和ULSI技术所要求的整体平坦化。而且旋涂过程中的工艺不稳定性和均匀性无法满足晶圆表面的高平坦度要求。而一些技术如反向刻蚀和玻璃回流虽然可以实现亚微米级的区域平坦化。当临界尺寸达到0.35微米(亚微米工艺)后,上述方法已不能满足光刻和互连制造的要求.20世纪80年代,IBM首次将用于制造精密光学仪器的化学机械抛光(CMP)技术引入到DRAM制造中[1].随着CMP技术的发展,DRAM的制造工艺也发生了巨大的变化.
复合材料的力学性能并不令人满意,最初认为是由于Al层和Ag基体之间的相互扩散所致[22]。2011年,Gogotsi和Barsoum[23-24]合作通过从母体Ti3AlC2中选择性刻蚀掉Al原子平面,制备出一种具有二维结构的新型碳化物材料(Ti3C2Tx),称为MXenes。目前,Ti3C2Tx已受到许多应用领域的广泛关注[25-29]。Ti3C2Tx具有大的比表面积、良好的电导性、导热性和亲水性[30],是一种很有前途的导电复合材料增强体。具体来说,Ti3C2TX 已展示出其作为聚合物(PVA、PAM、PEI、PAN 等)、陶瓷(MoS2、TiO2 等)和碳材料(CNT、MWCNT、CNFs 等)复合材料添加剂的潜力[31]。因此,导电 Ti3C2TX 有望增强 Ag 基体成为一种新型电接触材料。本研究探索了 MXenes 在电接触材料中的应用。采用粉末冶金法制备了 Ti3C2TX 增强 Ag 基复合材料,研究了其电阻率、硬度、机械加工性、拉伸强度、抗电弧侵蚀等综合性能,并与 Ti3AlC2 陶瓷增强 Ag 基复合材料进行了比较。对两类样品性能差异的机理进行了分析和总结。研究结果将为今后新一代环保型银陶瓷复合电接触材料的设计与制备提供重要数据。
摘要 在过去的几十年中,摩尔定律推动半导体行业不断将晶体管的临界尺寸缩小至7纳米。随着晶体管进一步缩小到更小的尺寸,摩尔定律达到了极限,芯片上晶体管密度的增加速度减慢。目前,一些关键步骤已经采用了极紫外光刻技术,它在大批量生产中面临着对准精度和高成本的问题。同时,新材料和3D复杂结构的引入给自上而下的方法带来了严峻的挑战。因此,自下而上的方案被认为是与自上而下工艺相结合的必要方法。本文对原子级沉积方法进行了回顾和分类,以延伸摩尔定律并超越摩尔定律。首先,沉积带来了垂直方向的横向埃级分辨率以及自上而下的刻蚀,例如双重图案化、纳米线的转移、纳米管的沉积等。其次,各种模板辅助的选择性沉积方法,包括介质模板、抑制剂和校正步骤,已经用于3D复杂结构的对准。更高的分辨率可以通过固有的选择性沉积来实现,并讨论了潜在的选择性机制。最后,还讨论了更高精度和效率制造的要求,包括设备、集成过程、放大问题等。本文回顾了低维制造和三维复杂结构的集成,以在半导体领域以及包括但不限于能源、催化、传感器和生物医学的新兴领域中扩展摩尔定律。
近年来,逻辑器件的量产技术已经发展到 3nm 技术节点[1]。未来,英特尔、三星、台积电将继续利用 2nm 技术节点的新技术,如环栅场效应晶体管 (GAAFET) [2,3]、埋入式电源线 (BPR) [4–8],来优化逻辑器件的功耗、性能、面积和成本 (PPAC)。然而,横向器件的微缩越来越困难,流片成本已令各大设计公司难以承受。同时,垂直器件将成为未来 DRAM 器件中 4F2 单元晶体管的有竞争力的候选者 [9–13]。关于垂直器件的研究报道很多,大致可分为两条路线。“自下而上”路线利用金属纳米粒子诱导催化,实现垂直纳米线沟道的生长 [14,15]。然而该路线存在金属元素问题,如金污染,与标准CMOS工艺不兼容。另外,通过光刻和刻蚀工艺“自上而下”制作垂直晶体管器件的方法已被三星和IBM报道[16,17]。然而该路线也存在一些问题,例如器件栅极长度和沟道厚度难以精确控制,并且该路线中栅极无法与垂直器件的源/漏对齐。为了解决上述问题,提出了基于SiGe沟道的垂直夹层环绕栅极(GAA)场效应晶体管(VSAFET),其在栅极和源/漏之间具有自对准结构[18–21]。最近,垂直C形沟道纳米片
摘要 宽温度范围内液滴可控操控在微电子散热、喷墨打印、高温微流控系统等领域有着广阔的应用前景。然而,利用工业上常用的方法构建可控液滴操控平台仍然是一个巨大的挑战。流行的液滴控制方法高度依赖于外界能量输入,对液滴运动行为和操控环境(如距离、速度、方向和宽温度范围)的可控性相对较差。本文报道了一种简便易行、工业适用的制备Al超疏水(S-phobic)表面的方法,该表面能够在宽温度范围内控制液滴的弹跳、蒸发和传输。并进行了系统的机理研究。采用电化学掩模刻蚀和微铣削复合工艺在Al基底上制备了极润湿性表面。为了研究蒸发过程和热耦合特性,进行了宽温度范围内液滴的受控蒸发和受控弹跳。基于液滴在极端润湿性表面的蒸发调控和弹跳机理,利用拉普拉斯压力梯度和温度梯度,实现了在较宽温度范围内合流、分流、抗重力输运的液滴受控输运,为新型药物候选物、水收集等一系列应用提供了潜在的平台。
摘要:生物打印是一种新型再生医学领域,其中组织或器官的体内生物制造由两种需求驱动,一是器官移植,二是精确的组织模型。生物打印于 1988 年首次由 Klebe 展示。他使用标准惠普 (HP) 喷墨打印机通过细胞刻蚀技术沉积细胞。创建模拟身体组织的载细胞 3D 结构的能力不仅在组织工程中,而且在药物输送和癌症研究中也适用。对于组织工程支架的制造,生物打印可以提供患者特定的空间几何形状、受控微结构和各种细胞类型的定位。在过去的几十年里,三维生物打印被广泛应用于构建许多组织/器官,如皮肤、血管、心脏等,这不仅为器官替代的宏伟目标奠定了基础,还可以用作药代动力学、药物筛选等的体外模型。由于传统技术无法制造具有所需结构、机械和生物复杂性的构造,因此对开发组织和器官的替代制造方法的需求日益增加。3D生物打印是一种增材制造技术,它使用“生物墨水”逐层构建设备和支架。由于器官非常复杂,因此许多生物打印方法被用于克服各种应用的挑战。基于喷嘴的技术,如喷墨和挤压打印,以及基于激光的技术,如立体光刻和激光辅助生物打印,可以提高细胞活力、分辨率和打印保真度。本文定义了不同的制造技术,即基于激光、基于挤压、立体光刻和基于喷墨的生物打印。讨论了每种技术的优势、针对不同组织类型的当前研究现状、挑战和前景。
自从石墨烯 (tBLG) 被发现以来,各种新奇的物理现象被揭示出来,例如独特的电子特性。 [3] 特别是,根据扭曲角度 (θ),具有低θ(1.1至5°)的tBLG表现出不同的物理特性,例如莫特绝缘,超导和异常导电行为,这些特性引起了更多的关注。 [4] 此外,tBLG还被发现在电化学,手性和慢等离子体中发挥着重要作用。 [5] tBLG已成为探索物理性质和寻找新应用的有力模型。 因此,可控制备θ范围为0至30°的高质量tBLG是一项艰巨的挑战。 目前,tBLG的制备主要依赖于人工堆叠的方法,例如堆叠单层石墨烯和折叠单层石墨烯。 [6] 但多次转移过程形成的污染和褶皱不可避免地影响tBLG的耦合质量,降低其固有的物理性能。此外,在超高真空条件下,通过热Si升华在氢刻蚀的6H-SiC(000-1)衬底上制备了tBLG。[7] 但这种方法成本不高,并且需要复杂的石墨烯转移程序。化学气相沉积(CVD)被认为是一种制备高质量石墨烯的简便、可扩展的方法[8],其中Cu和Ni被广泛用作直接生长石墨烯的基底。然而,由于Cu中碳含量低,除非采用复杂的工艺,否则很难以Cu为催化剂制备多层石墨烯。[9] 此外,虽然已经利用Cu-Ni合金作为基底来控制石墨烯层的生长,但是很难打破AB堆叠石墨烯的对称性来形成扭曲石墨烯。[10] 最近,Sun等人[11] 在石墨烯层转移过程中,引入了碳和碳键,从而实现了石墨烯的转移。报道了一种在低压 CVD 系统下引入气流扰动的异位成核策略,用于在 Cu 箔上生长石墨烯畴。[11] 因此,迫切需要找到一种简单的方法来制备具有大扭曲角度范围窗口的高质量石墨烯畴,这对于探索石墨烯畴的独特性能非常关键和必要。在本文中,我们开发了一种在环境压力下在液态 Cu 基底上制备石墨烯畴的简便方法。在高于固态 Cu 熔点(1083 ° C)的生长温度下,在液态 Cu 表面生长的石墨烯畴保持对齐取向。通过调节生长温度,对齐状态被打破,在液态 Cu 上生长的石墨烯畴在表面下移动和旋转