西北工大赵廷凯团队：碳纳米管助力EUV光刻新突破！
西北工大赵廷凯团队：碳纳米管助力EUV光刻新突破！
近日，西北工业大学材料学院赵廷凯教授团队在半导体性单壁碳纳米管的研究上取得重大突破。通过创新的多循环生长工艺，团队成功实现了高纯度与高产率半导体性单壁碳纳米管的可控制备。这一成果不仅为大规模合成高纯度半导体性单壁碳纳米管提供了有效手段，还进一步推动了碳纳米管在极紫外光刻（EUV lithography）领域的发展。
突破性制备工艺
碳纳米管是一种具有优异电学性质的新型材料，其在半导体领域的应用潜力巨大。然而，要实现其在工业中的广泛应用，高纯度和高产率的制备是关键。赵廷凯团队采用化学气相沉积法（CVD），通过催化剂再生和多循环生长工艺，成功解决了这一技术难题。
在CVD过程中，含碳气体在金属催化剂的作用下分解，生成碳纳米管。传统的制备方法往往存在纯度不高、产率低的问题。赵廷凯团队通过优化催化剂体系和反应条件，实现了半导体性单壁碳纳米管的高效生长。这一突破性进展为碳纳米管在半导体领域的规模化应用奠定了基础。
EUV光刻中的关键应用
极紫外光刻（EUV）是当前最先进的芯片制造技术之一，主要用于7纳米及以下工艺的生产。在这一过程中，EUV光从包含芯片电路图案的模板（光掩模）上将图案打印到硅晶圆上。为了防止灰尘颗粒污染光掩模，需要在掩模上安装超薄膜（EUV膜）。
碳纳米管由于其卓越的透射率、均匀性和强度，成为制造EUV膜的理想材料。赵廷凯团队制备的高纯度半导体性单壁碳纳米管，不仅能够提高EUV膜的性能，还能显著降低芯片制造过程中的缺陷率。这将有助于提升芯片制造效率，降低生产成本。
技术创新与未来展望
与清华大学张如范课题组采用的浮游双金属催化剂（FBCs）方法相比，赵廷凯团队的多循环生长工艺在制备效率和成本控制方面具有明显优势。张如范团队通过FBCs方法实现了30厘米长碳纳米管的高产率制备，而赵廷凯团队则在半导体性碳纳米管的制备上取得了突破，两者各有侧重。
随着碳纳米管制备技术的不断进步，其在半导体领域的应用前景将更加广阔。除了在EUV光刻中的应用，碳纳米管还有望在碳基集成电路、超强超韧纤维、透明导电膜等领域发挥重要作用。赵廷凯团队的这一研究成果，为碳纳米管在半导体领域的广泛应用开辟了新的途径。
结语
赵廷凯教授团队的这一突破性成果，不仅展示了碳纳米管在半导体领域的巨大潜力，也为我国在高端芯片制造领域提供了新的技术储备。随着相关技术的进一步完善和成熟，碳纳米管有望在未来的半导体产业中发挥越来越重要的作用。