近日，《納米技術》(Nanotechnology, 2017, 28: 095301)正式刊發(fā)徐智謀教授團隊關于半導體表面有序納米結構陣列研究的最新成果《基于高深寬比AAO掩膜納米孔和納米柱陣列的制備》（Fabrication of nanopore and nanoparticle arrays with high aspect ratio AAO masks）。徐智謀教授為通訊作者，博士生李澤平為第一作者，博士生屈小鵬、副教授王雙保等參與了該論文相關工作。
半導體表面有序納米結構陣列元器件性能優(yōu)異，在材料、信息、新能源、環(huán)境和生物醫(yī)學等領域具有廣泛的應用。目前常用的制備方法有：納米壓印技術、全息曝光技術、聚焦離子束刻蝕技術、電子束等納米光刻技術等。但是這些方法都需要昂貴的設備作為支撐，并且很難實現(xiàn)大面積(如生產中通用2~4英寸半導體芯片)納米孔或納米柱的制備。納米制備技術一直是困擾半導體納米器件走向大規(guī)模應用的關鍵難題之一。目前在低成本制備大面積半導體表面有序納米結構陣列方面還沒有一個很好的方法。
徐智謀團隊采用人工合成的納米多孔陽極氧化鋁(AAO)為掩膜來制備半導體表面有序納米結構陣列，實現(xiàn)了納米器件大面積、低成本制備技術的突破。工藝上解決了納米孔徑(20-500nm)的調控、AAO掩膜與半導體表面吸附等一系列關鍵問題，尤其是，突破了厚膜(10 ?m以上)AAO作掩膜的關鍵技術。AAO掩膜刻蝕技術通常采用超薄AAO膜(200-1000 nm)做掩膜，但由于超薄AAO膜薄、易碎、大面積轉移困難和后期難去除等特點，通常只能完成較小有效面積(如2 cm*2 cm)尺寸的掩膜刻蝕工藝。厚膜AAO掩膜刻蝕技術的突破，膜厚度可達10 ?m以上，具有機械強度高、易轉移和易去除，可輕易實現(xiàn)大面積如2~4英寸及以上掩膜的制備。該技術的發(fā)現(xiàn)與突破，將使得大面積、低成本制備半導體表面有序納米結構陣列成為可能，對推動納米結構半導體器件的應用意義重大。目前徐智謀團隊正與光訊科技和華燦光電等企業(yè)進行納米光電器件產業(yè)應用前期研究，多項發(fā)明專利正在申報中。
采用厚膜AAO掩膜刻蝕技術制備的硅納米孔和納米柱結構如下圖所示。
該項目獲得了國家863計劃項目(No.2015AA043302)和國家自然科學基金面上項目(No. 61474048)的資助。該研究的進展，也將對完成徐智謀教授團隊2017年4月獲批的國家重點研發(fā)計劃項目(申報No.SQ2017YFGX020222，課題負責人)起到很好的技術支撐作用。