【半导体资讯】香港科技大学等机构合作开发出深紫外微型LED光刻机
光刻机是半导体制造的核心设备,它利用短波长紫外光在硅片上曝光光刻胶膜,制造出具有复杂电路布局的芯片。然而,传统的汞灯和DUVLED光源存在诸多不足,如器件尺寸大、分辨率低、能耗高、光效率低和光功率密度不足等,限制了光刻机的性能和应用范围。为了克服这些挑战,香港科技大学、南方科技大学和中国科学院苏州纳米技术研究所联合开展研究,成功开发出一种深紫外(DUV)微型LED显示器阵列,用于光刻机制造,这标志着在半导体设备自主研发领域迈出了关键一步.
一、研究成果与创新点
1.世界上第一个增强效率的DUV微型LED:该微型LED通过提供足够的光输出功率密度,在更短的时间内曝光光刻胶膜,展示了低成本无掩模光刻的可行性,相较于传统光源,显著提高了光刻效率.
2.无掩模光刻原型平台的构建:研究团队利用该平台,通过使用无掩模曝光的DUV微型LED制造了第一个微型LED器件,这一创新方法简化了光刻流程,降低了生产成本,同时提高了生产过程中的光提取效率、热分布性能和外延应力消除,为半导体制造提供了新的技术路径.
3.优异的器件性能:制成的DUV微型LED具有高功率、高光效、高分辨率图案显示、提升屏幕性能、快速曝光能力等特点。其器件尺寸更小、驱动电压更低、外量子效率更高、光功率密度更高、阵列尺寸更大、显示分辨率更高,这些关键性能指标均处于全球领先地位,相较于其他代表作品具有显著优势.
二、研究影响与未来展望
1.推动半导体设备自主研发:这项工作为我国在半导体设备领域的自主研发提供了重要技术支持,有助于打破国外技术垄断,提升我国半导体产业的自主创新能力,增强在全球半导体市场的竞争力.
2.促进无掩模光刻技术发展:无掩模光刻技术因可调整曝光图案、提供更大的定制化空间、节省光刻胶制备成本等特点,近年来受到了广泛的研究关注。该研究的成功将推动无掩模光刻技术的进一步发展和应用,为半导体制造带来新的变革.
3.拓展应用领域:除了在半导体制造中的应用,该DUV微型LED技术还有望在其他需要高精度曝光的领域发挥重要作用,如微纳加工、生物医疗、显示技术等,具有广阔的应用前景.
未来,该研究团队计划继续提升铝镓氮化物DUV微型LED的性能,改进原型,并开发2k至8k高分辨率DUV微型LED显示屏,以满足更高精度和更大规模的光刻需求,进一步推动半导体制造技术的进步和相关产业的发展.
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