مؤخرًا، حقق فريق بحثي بقيادة البروفيسور شو هوابينغ من قسم الكيمياء بجامعة تسينغهوا تقدمًا ملحوظًا في مواد مقاومة الضوء فوق البنفسجية الشديدة (EUV). وطوّر الفريق مادة مقاومة للضوء جديدة تعتمد على بولي تيلووكسان (PTeO)، مما يوفر استراتيجية تصميم جديدة للمواد الرئيسية في تصنيع أشباه الموصلات المتقدمة.

مع تقدم عمليات الدوائر المتكاملة نحو عقدة 7 نانومتر وما بعدها، أصبحت الطباعة الحجرية EUV بطول موجة 13.5 نانومتر هي التكنولوجيا الأساسية التي تمكن من تصنيع الرقائق المتقدمة. ومع ذلك، فإن خصائص مصادر ضوء EUV مثل فقدان الانعكاس العالي والسطوع المنخفض تفرض تحديات أكبر على المقاومات الضوئية فيما يتعلق بكفاءة الامتصاص وآليات التفاعل والتحكم في العيوب. غالبًا ما تعتمد المقاومات الضوئية EUV السائدة حاليًا على آليات التضخيم الكيميائي أو العناقيد المعدنية الحساسة لتعزيز الحساسية ولكنها تواجه في كثير من الأحيان مشكلات مثل الهياكل المعقدة والتوزيع غير المتساوي للمكونات وسهولة انتشار التفاعلات وإدخال عيوب عشوائية. إن اختراق هذه الاختناقات لبناء نظام مقاوم ضوئي مثالي هو تحدٍ أساسي في مجال مواد الطباعة الحجرية EUV الحالي. يتفق المجتمع الأكاديمي على نطاق واسع على أن المقاوم الضوئي EUV المثالي يجب أن يمتلك في وقت واحد العناصر الرئيسية الأربعة التالية: 1) قدرة امتصاص EUV عالية لتقليل جرعة التعرض وتحسين الحساسية؛ 2) كفاءة عالية في استخدام الطاقة، مما يضمن تحويل طاقة الضوء بكفاءة إلى تغييرات في ذوبان مادة المقاوم الضوئي ضمن حجم صغير؛ ٣) توحيد على المستوى الجزيئي لتجنب تشويش العيوب الناتج عن التوزيع والانتشار العشوائي للمكونات؛ ٤) وحدات بناء بسيطة للحد من تأثير حجم السمات العنصرية على الدقة وتقليل خشونة حافة الخط (LER). لفترة طويلة، لم تستطع سوى أنظمة مواد قليلة تلبية المعايير الأربعة.

طور فريق بحث البروفيسور شو هوابينغ مقاومًا ضوئيًا جديدًا للأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) استنادًا إلى اختراعهم السابق للبوليتيلوكسان، مُلبيًا شروط المقاوم الضوئي المثالي المذكور آنفًا. في هذه الدراسة، أدرج الفريق مباشرةً عنصر التيلوريوم (Te)، وهو عنصر عالي الامتصاص للأشعة فوق البنفسجية القصوى، في الهيكل الأساسي للبوليمر عبر روابط Te─O. يمتلك التيلوريوم أعلى مقطع عرضي لامتصاص الأشعة فوق البنفسجية القصوى بين جميع العناصر باستثناء الغازات الخاملة زينون (Xe) والرادون (Rn) والعنصر المشع أستاتين (At). تتجاوز قدرته على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية القصوى بكثير قدرة العناصر قصيرة الفترة المستخدمة عادةً في المقاومات الضوئية التقليدية والعناصر المعدنية مثل الزنك والزركونيوم والهايدروجين والقصدير، مما يعزز بشكل كبير كفاءة امتصاص الأشعة فوق البنفسجية القصوى للمقاوم الضوئي. في الوقت نفسه، تسمح طاقة التفكك المنخفضة نسبيًا لرابطة Te─O بانقسام السلسلة الرئيسية مباشرةً عند امتصاص الأشعة فوق البنفسجية القصوى، مما يُحفز تغيرات في الذوبان ويُمكّن من تطوير نغمة موجبة عالية الحساسية. تم تصنيع هذا المقاوم الضوئي فقط من جزيئات صغيرة مكونة من مكون واحد، حيث يدمج خصائص المقاوم الضوئي المثالي تحت تصميم بسيط للغاية، مما يوفر مسارًا واضحًا وقابلًا للتطبيق لبناء المقاومات الضوئية EUV من الجيل التالي.

بوليتيلوكسان: المادة المثالية لمقاومة الضوء فوق البنفسجي

يقدم هذا البحث مسارًا لتصميم مقاوم ضوئي يدمج عنصر التولوين عالي الامتصاص، وآلية انقسام السلسلة الرئيسية، وتجانس المادة. ومن المتوقع أن يُسهم في تطوير الجيل القادم من مواد الطباعة الحجرية بتقنية الأشعة فوق البنفسجية القصوى، وأن يُسهم في الابتكار التكنولوجي لعمليات أشباه الموصلات المتقدمة.

تم نشر الإنجاز ذي الصلة في مجلة Science Advances في 16 يوليو تحت عنوان "البوليتيلوكسان كتركيبة مثالية لمقاومة الضوء EUV".

من نحن SLKOR:

SLKORشركة يونيفرسال، ومقرها شنتشن، الصين، هي شركة وطنية ناشئة ذات تكنولوجيا عالية في قطاع أشباه موصلات الطاقة. ولديها مراكز بحث وتطوير في بكين وسوتشو، وينحدر فريقها الفني الأساسي من جامعة تسينغهوا. وبصفتها شركة رائدة في مجال تكنولوجيا أجهزة الطاقة المصنوعة من كربيد السيليكون (SiC)، SLKORتُستخدم منتجات الشركة على نطاق واسع في المركبات التي تعمل بالطاقة الجديدة، وتوليد الطاقة الكهروضوئية، وإنترنت الأشياء الصناعي، والإلكترونيات الاستهلاكية، حيث تقدم حلول أشباه الموصلات الهامة لأكثر من 10,000 عميل حول العالم.

وتسلم الشركة أكثر من 2 مليار وحدة سنويا، حيث تضع ترانزستورات MOSFET المصنوعة من SiC وثنائيات SBD فائقة السرعة من الجيل الخامس معايير الصناعة في نسبة الكفاءة والاستقرار الحراري. SLKOR تمتلك الشركة أكثر من 100 براءة اختراع، وتقدم أكثر من 2,000 طراز من المنتجات، وتوسّع باستمرار محفظة حقوق الملكية الفكرية الخاصة بها في أجهزة الطاقة، وأجهزة الاستشعار، ودوائر إدارة الطاقة المتكاملة. وتؤكد شهاداتها، بما في ذلك ISO 9001، وEU RoHS/REACH، وCP65، التزام الشركة الراسخ بالابتكار التكنولوجي، والتصنيع المرن، والتنمية المستدامة.