聚合物有助於複雜奈米結構自組裝
- 上線日期：2012/8/30 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國科學家研發出一種利用自組裝嵌段共聚物(block copolymer)在微晶片上圖案化複雜三維線路與內連線陣列的新方法。此技術可望用來在記憶體晶片上以製作更多的電子元件。這是一項相當重要的進展，因為元件的特徵尺寸(feature size)目前依舊遵循著摩爾定律(Moore's Law)而持續縮小當中。
由Caroline Ross及Karl Berggren領導的麻省理工學院(MIT)研究團隊證明，他們能讓一種名為聚苯乙烯-聚二甲基矽氧烷(polystyrene-polydimethylsiloxane)的嵌段共聚物在基板表面上形成複雜三維圖案。團隊成
員Amir Tavakkoli表示，此技術使用了由二氧化矽柱陣列所構成了的簡單模板，藉由改變二氧化矽柱的佈局，便能在單一基板上創造出許多豐富的微形貌(microdomain morphology)，他們製作了點組成的方形晶格，而以圓柱、雙圓柱、圓球或橢球組成的晶格亦能輕易製造。
在最終完成的圖案裡，特徵結構的間距可以小於原本嵌段共聚物的週期長度，這意味著能在基板上製作更多數量的元件。事實上，此技術所製作出的特徵尺寸約在10-20 nm，比目前一般微影製程的線寬了小約10 nm。
此技術的另一優點在於能製作出方形及矩形結構，Ross表示，方形及矩形是大部分微晶片佈局設計的基礎，一般自組裝製程卻難以做到，因為分子自組裝時往往傾向形成六角結構，蜂巢或玻璃片間的肥皂泡即為一例。
研究人員一開始先以高解析電子束微影製程在矽基板表面精準製作出奈米柱圖案，接著以化學方法在這些支柱上塗佈聚苯乙烯薄層，聚苯乙烯會與稍後塗抹上基板的嵌段共聚物產生交互作用，最後這些共聚物會依奈米柱的引導自組排列成圖案。
Berggren說明，模板塗佈方式旨在排斥聚合物的某一成份，目的是要在聚合物中產生相當的應力並使其扭轉，最終使聚合物在基板表面上重新排列成一些更有趣的圖案。他們目前計畫製作一些功能性元件，並試圖瞭解與控制此自組裝製程，以期能將此研究推廣至其他嵌段共聚物與幾何特徵。詳見Advanced
Materials｜DOI: 10.1002/adma.201104895。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/50354
譯者:劉家銘(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
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