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作者:曹勇;高远;王正铎;樊秀微;刘忠伟;
单位:北京印刷学院等离子体物理及材料研究室;
摘要:原子层刻蚀(Atomic Layer Etching,ALE)是一种基于“表面改性-刻蚀”循环机制的原子级精度材料去除技术,凭借其单层自限性、高选择性和三维均匀性,被广泛应用于半导体制造、纳米器件加工及光电子器件开发等领域。根据刻蚀过程所需能量来源不同,ALE技术主要分为热原子层刻蚀(T-ALE)、激光原子层刻蚀(L-ALE)、离子束原子层刻蚀(IB-ALE)和等离子体原子层刻蚀(P-ALE)。文章综述了各类ALE技术的基本原理、工艺特征及最新研究进展,重点探讨了等离子体原子层刻蚀(P-ALE)在硅基材料、氮化硅、氧化硅及过渡金属化合物等体系中的最新应用。同时,对比国内外发展现状,提出国内ALE技术有待突破多材料兼容性、工艺稳定性及环保前驱体开发等挑战。最后,展望了ALE技术的未来发展方向,包括激光-等离子体耦合工艺、机器学习驱动的智能化控制及低全球变暖潜能值(GWP)气体替代,为下一代原子级制造技术的研发与应用提供理论支撑。
关键词:等离子体原子层刻蚀;;激光原子层刻蚀;;热原子层刻蚀;;离子束原子层刻蚀;;纳米制造
基金资助:国家自然科学基金项目(12475255);; 北京市自然科学基金项目(2232061);; 北京印刷学院项目(Eb202401;21090124010)