内禀硅晶格常数的22纳米线宽标准器研制

纳米线宽作为典型纳米几何特征参量之一,其量值准确性对于先进制造等领域尤为重要。随着纳米尺度向着极小尺寸发展,测量精度要求达到亚纳米级,这给纳米线宽的精确测量带来了新的挑战。2018年第26届国际计量大会提出使用硅{220}晶面间距作为米定义的复现方式,这为原子尺度纳米线宽计量技术提供了新的思路与方法。基于多层膜沉积技术制备了22 nm内禀硅晶格的线宽标准器,采用高分辨透射电子显微镜,以标准器中的硅晶格常数为标尺实现对纳米线宽的直接测量,测量不确定度优于1 nm。

基于硅晶格常数的纳米线宽计量技术

随着集成电路中关键尺寸的不断减小,测量精度要求达到原子级才能保证器件的有效性,这给纳米线宽的精确测量带来了新的挑战。2018年第26届国际计量大会提出使用硅{220}晶面间距作为米定义的复现方式,这为原子尺度纳米线宽计量技术提供了新的思路与方法。目前,我国已掌握基于硅晶格常数的纳米线宽计量技术的原理,研制了系列小量值纳米线宽标准器,建立了纳米线宽的智能化定值方法,为初步建立我国自己的原子尺度纳米线宽计量溯源体系奠定了基础。此外,介绍了我国纳米线宽计量技术下一阶段的研究目标,并对我国纳米线宽计量技术未来在国际的影响力,以及在我国自主知识产权大规模集成电路发展中的支撑作用作出了展望。

SI单位变革下原子尺度扫描探针显微术的计量空间

2018年第26届国际计量大会建议采用硅{220}晶面间距作为米定义的复现方法之一,以满足不断缩小的物理尺寸对原子级准确度计量的需求。目前能直接表征硅晶格的仪器主要有X射线衍射仪、透射电子显微镜和扫描探针显微镜。简要介绍了硅晶格常数溯源方式在不同测量原理下的国内外应用和发展现状。针对扫描探针显微术,根据不同种类扫描探针显微镜的测量原理,主要综述了扫描隧道显微镜、原子力显微镜和qPlus原子力显微镜在原子尺度水平和垂直维度下的空间计量校准及其应用前景。硅晶格常数作为SI单位变革的重要内容,开展基于硅晶格常数的扫描探针显微技术计量研究,将助力我国新一代纳米计量体系的建立,提升我国在纳米计量领域的国际地位和话语权。