在半导体芯片制造领域，一项来自麻省大学阿默斯特分校的创新技术正引发广泛关注。该校研究人员开发出一种利用激光和同心超透镜对准3D半导体芯片的新方法，其精度之高甚至可以揭示原子级错位，为3D芯片制造带来了革命性的突破。
这项技术的核心在于使用激光和全息图来检测芯片层之间的错位。研究人员在半导体芯片上嵌入了由同心超透镜制成的对准标记，当激光穿过这些标记时，会投射出两个相互干扰的全息图。通过分析这些全息图，研究人员能够精确地检测到芯片层之间的错位，精度可达0.017纳米，远超传统方法的200纳米极限。
这一突破不仅能够显著降低芯片制造成本，还能支持3D光子和电子芯片的开发，为经济实惠的紧凑型传感器技术打开大门。传统2D芯片设计已接近技术极限，而3D集成被视为最有前途的前进道路。然而，3D芯片制造面临的最大挑战之一是多层芯片的精确对准。麻省大学阿默斯特分校的这项新技术，通过激光全息技术解决了这一难题。
“显微镜无法同时看到聚焦中的两个十字准线，因为各层之间的间隙为数百微米，并且层之间重新聚焦的运动为芯片移动和进一步错位提供了机会。”论文的主要作者Maryam Ghahremani解释道。而新方法无需移动部件，可以在更小的比例尺下看到两个遥远的层之间的错位，其精度远超传统方法。
该技术的应用前景广阔。除了降低3D芯片制造成本外，它还可以用于制造各种传感器，如压力传感器、振动传感器等。研究人员表示，这种方法只需一个简单的激光器和一个相机，就可以检测到许多物理量的变化，为半导体技术的创新提供了新的可能性。
麻省大学阿默斯特分校的研究成果发表在《自然通讯》上，这一突破性的技术有望为半导体行业带来深远的影响，推动3D芯片技术的广泛应用和发展。
参考资料：DOI： 10.1038/s41467-024-53219-z
