合肥工业大学在自卷曲无源电子纳米技术研究领域发表高水平论文

近日，我校微电子学院黄文教授团队受物理类著名期刊Applied Physics Letters（自然指数期刊）主编邀请，发表了“自卷曲无源电子纳米技术”研究领域的前瞻性综述，介绍了芯片上三维管状无源元器件的研究动态、发展趋势和亟待解决的若干重要科学和技术问题。合肥工业大学为第一单位，微电子学院黄文教授为通讯作者。

自卷曲管状无源元件。(a)变压器 (b)谐振器及滤波器 (c)微电极 (d)电阻 (e) 波导 (f) 螺旋天线 (g) 耦合器 (h)肖特基二极管.

“如何实现片上无源元器件的小型化？”一直是功率、射频和微波集成电路研究领域的关键瓶颈问题。以片上电感和电容器为例，其固有的电磁工作机制受到传统二维半导体工艺平面的限制，仅可获得的2D或2.5D的元器件结构，导致了传统片上无源元器件占用了绝大部分芯片面积，特别是需要大感值电感和大容值电容时，往往只有片外解决方案。自卷曲纳米技术可将二维纳米膜层组装成三维管状结构，实现了三维的高效空间利用，为高性能和小型化的片上无源元器件研制提供了更高的设计自由度。由多层膜制备的三维管状结构在各个领域展示了创新的应用，包括传感器，探测器，场效应晶体管，微电机系统和可重构无源元器件，并被广泛应用于微电子，光学和生物医学等领域。大多数报道的自卷曲纳米技术与常规的半导体工艺兼容，并且能够实现晶圆级批量制造。

该前瞻性综述系统性的介绍了3D管状无源元器件的制造方法，展示了代表性的元器件和应用，讨论了多物理场建模技术，介绍了可重构管状无源元件技术，并对该研究领域下一步发展存在的若干重要科学和技术问题进行了探讨。

该论文受到了“变革性技术关键科学问题”国家重点研发计划重点专项项目，“基础三维无源元件的单片高集成度自卷曲技术”（2021YFA0715300）的资助。论文链接：Zhikun Zhou, Baohe Zhang, Zihan Zhang, Xianchao Wei, Lei Sang, Wen Huang; Progress on 3D tubular passive electronics: Residual stress-based fabrication, application, and modeling. Appl. Phys. Lett. 8 April 2024; 124 (15): 150502. https://doi.org/10.1063/5.0198736