5月14日消息，美国国家标准与技术局（NIST）开发了一种全新的太赫兹测量技术，能够用来监测半导体制造过程中质量缺陷和评估新绝缘材料。
通过修改现有的红外光谱测量仪，把波长转移到太赫兹波段，研究人员发现了一种全新的高效方法，可用来测量纳米级金属氧化物薄膜的结构，这种薄膜用在高速集成电路领域。
芯片制造商通过沉积复杂的金属层导体、半导体薄膜和绝缘的金属氧化物纳米薄膜来构建晶体管和导热。由于高漏电或过热可能会导致纳米器件低效或者失败，制造商们需要了解这些纳米器件的机械性能和绝缘性，以估计它们可以做得多小、能够有多高的运行频率。
当前制造商们通过X-ray光谱仪和原子力显微镜来测定金属氧化物薄膜的结构。研究人员发现，他们可以通过测量这些薄膜的太赫兹吸收量来精确探索它们的详细结构，这些在红外和微波波段是做不到的。
尽管太赫兹波对晶体和分子结构非常敏感，不过金属氧化物薄膜对太赫兹的吸收特性还是让NIST研究人员感到非常兴奋。
“没有人能够想到采用太赫兹光谱能够测量纳米厚度的薄膜，我们认为光波能够通过它们，我们观察到的信号还是很强的。”NIST的化学家和论文的作者Ted Heilweil表示。
NIST团队的人员发现，他们观察到的薄膜中的原子一起移动，吸收特定频率的光谱。通过分析这些吸收频率，研究人员可以分析他们想得到的晶体和非晶组成的金属氧化物薄膜的信息，这些的结构能够影响它们的功能。
该团队的试验显示，40纳米厚的二氧化铪薄膜在581 k (307 ° C)条件下生长，在晶体区域分布着一些不定型结构。纳米薄膜在低温下生长，但是有很多不定型结构。根据Heilweil的说法，太赫兹最低可以检测到5nm的厚度，这种技术的效率还跟金属氧化物的种类有关。该团队表示，所有实验过的金属氧化物都有不同的光谱特性。
