中科院研发出全固态DUV光源技术,助力我国半导体产业迈向高端

四季体育 2025-03-29 10 0

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中国科学院(CAS)的研究团队在光刻技术领域取得重大突破,成功研发出全固态深紫外(DUV)光源技术,这一技术的问世,标志着我国在半导体领域迈向高端制造的重要一步,为我国半导体产业的发展注入了强大的动力。

中科院研发出全固态DUV光源技术,助力我国半导体产业迈向高端

深紫外(DUV)激光器凭借其高光子能量和短波长特性,在半导体光刻、高分辨率光谱学、精密材料加工和量子技术等领域发挥着关键作用,193纳米波长的DUV激光器在半导体光刻领域具有极高的应用价值,是实现半导体工艺向更小尺寸节点发展的重要光源。

传统的DUV光源技术主要采用氟化氙(ArF)准分子激光技术,通过氩气和氟气混合物在高压电场下生成不稳定分子,释放出193纳米波长的光子,这种技术存在诸多缺点,如对稀有气体的依赖、能耗高、系统复杂等,相比之下,中科院研发的全固态DUV光源技术具有显著优势。

该技术采用全固态设计,由自制的Yb:YAG晶体放大器生成1030纳米激光,通过两条不同的光学路径进行波长转换,一条路径采用四次谐波转换(FHG)将1030纳米激光转换为258纳米,输出功率为1.2瓦;另一条路径则通过光学参数放大(OPA)将其转换为1553纳米,输出功率为700毫瓦,经过转换后的两路激光通过串级硼酸锂(LBO)晶体混合,生成193纳米波长的激光光束。

与传统的DUV光源技术相比,中科院研发的全固态DUV光源技术具有以下优势:

1、降低对稀有气体的依赖:全固态设计无需使用稀有气体,降低了成本和环境影响。

2、降低能耗:全固态激光器具有更高的光电转换效率,降低了能耗。

3、降低系统复杂度:全固态设计简化了系统结构,降低了维护成本。

4、提高光束质量:全固态激光器具有更高的相干性和稳定性,提高了光束质量。

5、推动半导体工艺发展:该技术可实现3nm工艺节点的制造,助力我国半导体产业迈向高端。

据悉,这一突破性成果已经在国际光电工程学会(SPIE)的官网上公布,标志着我国在DUV光源技术领域的首次亮相,此次研发的全固态DUV光源技术,不仅为我国半导体产业提供了强有力的技术支持,还为全球半导体行业的发展提供了新的选择。

中科院将继续加大研发力度,推动全固态DUV光源技术在半导体领域的广泛应用,在国内外市场的激烈竞争中,我国半导体产业有望借助这一技术实现跨越式发展,为我国科技事业和经济发展做出更大贡献。

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