蛛絲蛋白造光阻劑 陸中科院團隊3D製造加工技術突破14奈米

▲光刻膠,光阻劑生產車間。(圖/CFP)

▲大陸光阻劑(光刻膠)生產實驗室。(圖/CFP)

記者魏有德/綜合報導

大陸中國科學院上海微系統所陶虎團隊與上海交通大學夏小霞、錢志剛團隊使用用基因重組的蜘蛛絲蛋白作為光刻膠(光阻劑),科學家實現分子級別精度的真三維(3D)奈米功能器件直寫,該技術加工精度可達14nm,較之前技術提升了1個數量級。

▲馬來西亞半導體廠,晶片。(圖/CFP)

▲光阻劑為晶片製造重要材料之一。(圖/CFP)

《澎湃新聞》報導,製造三維結構可以使用光刻方法(如多光子無掩模光刻和掩模投影立體光刻),將合成樹脂和角蛋白、絲素蛋白和絲膠等作為光刻膠。研究團隊從低電壓(10千伏以下)和厚膠(微米數量級)入手,結合基於百萬級數量電子的大規模仿真模擬,實時控制加速電壓調控電子在絲蛋白光刻膠裡的穿透深度、停留位置和能量吸收峰,實現了分子級別精度的真三維納米(奈米)功能器件直寫。

據悉,該技術加工精度可達14nm,接近天然絲蛋白單分子尺寸(約10nm),較之前技術提升了1個數量級。

研究團隊表示,所製的3D奈米結構繼承了蜘蛛絲的優異機械強度和結構複雜性,具有良好的生物相容性,可以通過生物或化學方式進行功能化,實現可載藥、可驅動、可降解的4D奈米功能器件(時空可變形),在智慧仿生感知、藥物遞送奈米機器人、類器官晶片等研究領域具有明確的應用前景。

光刻膠(光阻劑)為半導體業的核心元件之一,同時為晶片製造光刻工藝三大組成要素之一。光刻膠用於在半導體基件表面產生電路形狀,是晶片製造的重要材料。提升光刻膠分辨率是發展積體電路與晶片先進製造工藝的重要途徑,而光刻膠的分子組成、結構形態、機械性能與其光刻分辨率密切相關。

相關研究成果以「3D electron-beam writing at sub-15 nm resolution using spider silk as a resist」(使用蜘蛛絲作為光刻膠以亞15nm 分辨率進行三維電子束光刻」)為題於2021年8月26日發表在《自然-通訊》上。

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