近日,由国家自然科学基金委工程科学二处(机械工程学科)组织相关专家,对2017年度结题オンカジ 遊雅堂进行评议,从1139项各类结题オンカジ 遊雅堂中推荐了174项进行展板展示,并从中遴选出45 项在第十三届设计与制造前沿国际会议上进行口头报告,经现场参会代表无记名投票,按得票数量评选出10项优秀结题オンカジ 遊雅堂,包括面上オンカジ 遊雅堂7 项,青年基金3项。西南交通大学机械工程学院钱林茂教授主持的面上基金オンカジ 遊雅堂“单晶硅表面原子层状オンカジ 遊雅堂的行为与机理”是其中之一。
该オンカジ 遊雅堂起止年限为2014年1月-2017年12月,主要针对晶圆表面原子级可控オンカジ 遊雅堂问题,系统开展了单晶硅表面原子层状オンカジ 遊雅堂的行为和机理研究。在阐明实验条件、环境气氛及对磨副材料等对单晶硅表面原子层状オンカジ 遊雅堂的影响规律的基础之上,优化参数以实现单晶硅表面的单原子层オンカジ 遊雅堂;进而采用试验分析与分子动力学模拟相结合的方法,深入地揭示单晶硅表面在力、温度和化学多因素耦合作用下的原子层状オンカジ 遊雅堂机制,提出在微小压力下实现大面积全局平坦化的新原理和新方法。相关研究成果不仅可以丰富纳米摩擦学的基础理论,而且也有助于推动我国CMP技术和IC制造的发展进程。
项目主要オンカジ 遊雅堂进展及创新点包括:
(1)阐明单晶硅表面原子层状オンカジ 遊雅堂行为的影响规律。通过开展单一参数(包括载荷、速度、温度、溶液pH、环境湿度、磨粒结构、晶面取向和摩擦副等)对单晶硅原子层状オンカジ 遊雅堂行为的影响研究,总结提出了单晶硅原子级材料オンカジ 遊雅堂的量化规律。
(2)实现了单晶硅表面单原子层オンカジ 遊雅堂(如图1)。通过オンカジ 遊雅堂证实了硅/二氧化硅界面水含量是影响摩擦化学反应进程的必要条件,实际的接触面积是控制原子层状オンカジ 遊雅堂加工速率的关键因素。通过有效地控制扫描重叠率、湿度、载荷等参数,在面扫描模式下实现了较大范围内的单原子层オンカジ 遊雅堂。
(3)揭示了多因素耦合作用下单晶硅表面的原子层状オンカジ 遊雅堂机制。单晶硅的磨损是伴随着机械作用和摩擦化学反应共同作用的结果,其中摩擦化学反应为主导,而机械作用起辅助作用。
(4)基于摩擦化学磨损能量复合驱动理论,提出了单晶硅表面原子级可控オンカジ 遊雅堂模型及其CMP优化措施。
图1 オンカジ 遊雅堂(100)层状オンカジ 遊雅堂的实现
项目取得的主要オンカジ 遊雅堂成果包括:
(1)在美国科学院院刊PNAS(IF:9.423)和ACS Applied Materials Interfaces(IF:7.504)等上发表SCI学术论文26篇,另3篇会议论文获最佳オンカジ 遊雅堂论文或海报奖;
(2)授权国家发明专利10项;获2014年度中国机械工业科学技术二等奖1项(排名第4)。
(3)作国际会议邀请报告8次,国内会议邀请报告3次;应邀赴法国巴黎东大访问,境外专家来访9批次。
(4)培养博士7人,硕士11人,1人获“上银”优秀博士论文优秀奖。