综述

5 化学机械抛光二氧化硅磨料：六十余载的挑战、发展及未来

化学机械抛光（CMP）作为唯一能实现全局与局部平坦化的关键技术，在集成电路（IC）和精密仪器制造中发挥着至关重要的作用。随着IC特征尺寸的持续微缩及光学元件精度要求的不断提高，CMP工艺的标准日趋严格。深入探究CMP技术及其机理是推动IC先进制程发展的核心。二氧化硅（SiO₂）是目前应用最广泛的CMP磨料，深入理解其性能与作用机理对CMP技术的进步意义重大。

近日，浙江大学杨德仁院士团队系统回顾了二氧化硅作为CMP磨料六十余年的发展历程，详细阐述了其研究进展、制备方法、结构类型、作用机理、对CMP性能的影响及未来趋势。该工作指出二氧化硅磨料在科学研究与产业应用中面临的关键挑战。科学层面，抛光机理涉及多学科交叉，目前仍缺乏系统性分析；复合磨料的成本控制与结构稳定性亟待解决；高效抛光产生的有机污染及后清洗问题面临巨大挑战；绿色环保抛光液及工艺开发是未来重要方向。产业层面，现有抛光液精度难以满足更高要求，长期稳定性难以保证，材料适应性不足，资源浪费与环境污染问题突出。未来，二氧化硅磨料的开发将日益注重可持续性与智能制造。

该综述为二氧化硅磨料及CMP技术的研究与产业化提供了系统的理论见解与前瞻性策略，对推动CMP磨料领域向下一代半导体制造方向发展起到了积极的促进作用。

该文章以题为“Challenges, development and future of silica abrasives in chemical mechanical polishing derived from past six decades”发表在Journal of Semiconductors上。

文章信息：

Challenges, development and future of silica abrasives in chemical mechanical polishing derived from past six decades

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6 面向色转换Micro-LED显示的钙钛矿量子点电流体喷墨打印

随着超高清显示、柔性电子以及增强现实/虚拟现实（AR/VR）等新兴应用快速发展，市场对于高亮度、高分辨率、低功耗和宽色域显示技术的需求持续攀升。Micro-LED由于兼具高亮度、高效率、快响应和高稳定性，被普遍视为下一代显示的重要技术路线。与此同时，如何实现Micro-LED的高质量全彩化，仍是制约其进一步产业化的关键问题之一。

目前，Micro-LED全彩显示主要有三类技术路径：RGB芯片巨量转移、单片异质集成，以及基于蓝光或紫外 Micro-LED的色转换方案。相比前两类路线，色转换方案能够显著降低巨量转移难度，并有望规避红、绿Micro-LED芯片效率偏低等问题，因此受到广泛关注。而在色转换材料体系中，钙钛矿量子点因具有高吸收系数、高光致发光量子产率、窄发射线宽、颜色可调和快速响应等优势，被认为是极具潜力的新一代色转换材料。

不过，要真正把钙钛矿量子点用于高分辨率Micro-LED色转换显示，仍面临一系列挑战。例如，如何在微米甚至亚微米尺度上实现高精度图案化；如何在喷印过程中维持墨滴稳定喷射；如何抑制“咖啡环”效应；以及如何降低量子点表面缺陷、离子迁移和环境降解带来的发光衰减与器件失效。这些问题决定了相关技术不仅要“能打印”，更要“打印得准、打印得稳、打印后还要足够亮、足够耐用”。

近日，厦门大学电子科学与技术学院林岳、王树立课题组联合无锡太湖学院集成电路专业主任范小通等，在Journal of Semiconductors发表题为“Electrohydrodynamic inkjet printing of perovskite quantum dots for color-conversion micro-LED displays”的综述文章。该工作围绕“电流体喷墨打印（electrohydrodynamic inkjet printing, EHD）如何服务于钙钛矿量子点Micro-LED色转换层制备”这一核心问题，系统梳理了该方向的工作机理、墨水设计、工艺调控和应用前景。

文章首先从原理层面区分了EHD打印的两类典型工作模式：传统锥射流（cone-jet）模式和超精细静电吸引模式。前者适用于较大喷嘴和常规微结构制备，后者则能够借助更细的玻璃毛细喷嘴与更强的局域电场梯度，实现更小体积墨滴的稳定喷射，为高分辨率色转换像素制备提供了关键支撑。作者进一步指出，EHD打印并不是简单地把墨水“喷出来”，而是一个由电场、界面张力、流体力学和材料极化共同耦合决定的复杂过程。

在墨水设计方面，该综述重点比较了前驱体墨水与胶体量子点墨水两条路线。对于前驱体墨水，研究重点在于调控结晶过程、提高图案均匀性并抑制针孔与咖啡环缺陷；对于胶体量子点墨水，则更强调非极性溶剂选择、表面配体工程以及壳层/聚合物包覆，以兼顾喷印稳定性、图案分辨率、发光效率和环境稳定性。文章系统总结了溶剂沸点、双组分溶剂、黏度调控、配体交换、双配体钝化以及SiO2/聚合物壳层封装等策略，展示了从材料到墨水再到图案质量之间的清晰关联。

本篇综述试图建立一条较完整的技术链条：从EHD喷印机制出发，解释为什么某些墨水更适合高分辨喷印；再进一步说明为什么只有把溶剂工程、配体工程与打印参数协同优化，才能真正得到均匀、明亮、稳定的色转换像素。文中梳理的代表性研究表明，相关技术已实现约1 μm级像素尺寸、5080 dpi级高分辨图案，以及5 μm特征尺寸、2540 ppi的RGB色转换像素阵列；部分研究还通过多通道喷嘴设计实现了900 nm级最小特征结构，展现出面向超高分辨显示的潜力。

此外，综述还总结了若干具有代表性的性能提升路径。例如，通过双配体钝化可有效抑制混卤钙钛矿量子点在打印过程中的卤素迁移，提升图案发光稳定性；通过聚合物或双壳层封装，则可显著增强打印后像素在水、热、氧和紫外照射环境下的稳定性；通过多通道/多喷嘴EHD系统，可在提高打印效率的同时，为RGB并行沉积和动态组分调控提供新的实现路径。这些认识为后续构筑高性能、高可靠性的PeQD色转换层提供了系统性参考。

作为一篇综述文章，这项工作的意义不在于单点刷新某一项器件指标，而在于为该领域勾勒出一张较清晰的发展路线图：未来若要推动钙钛矿量子点色转换层真正走向Micro-LED显示应用，必须同步推进高性能量子点材料制备、可打印墨水体系开发、EHD高通量打印装备优化，以及与蓝光/紫外Micro-LED芯片和驱动背板的系统集成。

展望未来，面向实际显示应用的研究重点将进一步聚焦于四个方面：第一，提升钙钛矿量子点在热、光、电场耦合条件下的长期稳定性；第二，建立兼顾喷印性与成膜动力学的高性能墨水设计策略；第三，发展高精度、高通量、低串扰的多喷嘴EHD打印系统；第四，推动色转换像素与Micro-LED芯片阵列的深度集成，降低串扰、提高色纯度与器件寿命。可以预期，随着材料、工艺和装备协同进步，电流体喷墨打印有望成为面向下一代超高分辨率、新型显示的重要制造技术之一。

该文章以题为“Electrohydrodynamic inkjet printing of perovskite quantum dots for color-conversion micro-LED displays”发表在Journal of Semiconductors上。

文章信息：

Electrohydrodynamic inkjet printing of perovskite quantum dots for color-conversion micro-LED displays

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