近日，南方科技大学机械与能源工程系助理教授邓辉研究团队在International Journal of Machine Tools and Manufacture发表了最新研究成果，首次提出一种基于等离子体诱导原子选择刻蚀效应的单晶硅晶圆原子级表面高效制造方法。
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邓辉团队提出了一种基于等离子体诱导原子选择刻蚀效应的超精密抛光方法（Plasma-based Atom-Selective Etching, PASE）。研究人员优化了等离子体功率、气体比例等各项工艺参数。对于2英寸单晶硅晶圆（100），PASE工艺的材料去除率超过0.7μm/min，并且在5分钟内可有效将表面Sa粗糙度从195nm降低至1nm以下，高效率实现了原子级表面制造，且被抛光后的单晶硅晶圆也通过TEM观测被证实无亚表面损伤。
同时，邓辉团队也将这一抛光技术应用到了（110）与（111）晶面的单晶硅晶圆，均取得了良好的抛光效果。这证明PASE是一种通用的单晶硅抛光方法，与硅晶圆的晶体取向无关。
此项研究所提出的等离子体诱导原子选择刻蚀技术由于无机械应力作用，有效避免了传统抛光工艺中所出现的由于剪切与挤压等机械作用而导致的表面与亚表面损伤，可实现无损伤的原子级表面制造。
由于这一技术可以对所有晶向的单晶硅晶圆进行抛光，因而其在电子电气领域的晶圆加工中有很大的应用潜力。此外，该方法从原理上有望达到单原子层级别的大尺寸光滑表面，为量子芯片的制造等前沿领域提供了新的可能性。（校对/若冰）
