中國科學院微電子研究所納米加工與新器件集成技術研究室

中國科學院微電子研究所納米加工與新器件集成技術研究室主要從事下一代先進新型存儲器、碳基電子器件及集成、衍射光學元件、新型感測器、先進光學掩模製造與納米加工技術等基礎前沿領域研究,是國內最早開展微納光刻與納米加工技術研究的單位之一。研究室擁有一支在領域內有影響力的科研團隊,擁有深厚的技術積累和一條先進完整的納米加工科研線,具備紮實的納米材料製備與加工、表征與檢測基礎和豐富工藝經驗,在相關研究領域形成了自有特色。

研究室簡介,學科方向,科研實力,科研成果,

研究室簡介

中國科學院微電子研究所納米加工與新器件集成技術研究室(三室)在國內最早開展亞微米微細加工技術研究,該研究室同時也是國家納米科學中心協作實驗室。研究室擁有面積達500平方米的微納米加工平台和電子束光刻公共平台,主要研究方向有納米加工與先進掩模製造技術、新型存儲器技術、納米尺度衍射光學元件、有機器件和電路、新型高效太陽能電池、微納感測與套用。如今實驗室有固定人員30人,包括研究員4人(含中科院“百人計畫”入選者1人),副研究員及高級工程師5人,助理研究員及工程師8人,技術支持人員11人, 返聘人員2名。在學碩士、博士研究生40人,現任研究室主任是劉明研究員。
實驗室擁有從十級到萬級超淨面積500平方米,完善的基於完整的“自上而下”納米加工設備,一條完整的深亞微米、納米加工實驗研究線已經形成,各種先進加工設備和檢測設備共有20多台,總共價值1億多元;建立了國內最早的納米加工實驗平台,裝備了解析度30nm的JEOL JBX-5000LS電子束光刻系統和解析度15nm的JEOL JBX-6300FS電子束光刻系統,解析度350nm的MEBES 4700電子束製版系統和JBX-6AII電子束製版系統、光學製版系統、高密度電漿刻蝕機、電子束鍍膜系統、高溫PECVD、原子層沉積系統ALD、光學曝光機等先進加工設備,檢測設備包括JEOL 6401電子顯微鏡等。
實驗室2006年至今成為國家納米科學中心協作實驗室,與國內外科研院所開展了廣泛的合作。國內合作夥伴主要有中科院物理所、化學所、半導體所、微系統所、清華大學、北京大學、天津大學、電子科技大學、香港科技大學、國家納米中心、科通集團、中電集團等。國際上分別與丹麥科技大學DACHIP實驗室、美國紐約州立大學Albany分校、英國盧瑟福國家實驗室微結構中心、法國國家科學研究中心、日本國立北海道大學量子電子學集成研究中心等科研團體展開合作,每年定期邀請多名國內外知名學者來實驗室進行交流合作。

學科方向

納米加工與先進掩模製造技術
開展下一代光刻技術和相關理論的研究;開展了電子束和x-射線曝光技術的研究(發展成套的電子束曝光工藝模擬:電子散射、顯影模型等);開展低成本納米結構製造技術(不同襯底材料的壓印模板的研究、研製了納米壓印裝置);探索納米加工在納米器件中的套用(聲表面波濾波器和感測器)。
開發了靈活的圖形編輯軟體,開展了先進的光學移相掩模研究,為國家重大項目提供了成套掩模,服務於航天、國防科技的重大科研任務。十五期間完成了國家863重大專項“100nm步進投影光刻機研製”中的關鍵技術“100nm移相掩模分系統技術設計”,同時為該重大項目提供了成套測試掩模。開展了X射線、EUV和SCALPEL掩模模板方面的探索工作。負責制定了七項微光刻技術的國家標準,正在承擔6項國家標準的制定。
新型存儲器技術
開展新型存儲介質材料、高k介質材料與新型電極材料的研究,金屬納米晶非揮發性存儲器件關鍵技術研究,納米尺度下存儲單元的關鍵電學、熱學和結晶學特徵與過程的仿真模型研究,開發高速、高密度、低功耗的讀寫驅動電路、動態電壓技術和靈敏放大技研究,並與工業界密切外合作。
針對慣性約束聚變、空間譜儀和大型X射線天文望遠鏡等關係國家安全和重大科學工程的需要,開展X/EUV波段的衍射光學元件的研製和在重大工程中套用的研究;開展新原理納米尺度直寫製備的器件設計、系統搭建和前期工藝研究;開展先進EUV光刻掩模製造技術研究。
最外環200nm、厚度2.8μm的硬X射線波帶片
兼容現有CMOS工藝、可集成的結構,開展有機器件、柔性顯示器件、有機場效應電晶體(OFET)和電路納器件的材料、模型、設計、關鍵加工工藝、和集成技術研究。
基於BSH質子轉移雙穩態分子的交叉陣列
微納感測與套用
現階段重點研究聲表面波濾波器和新型感測器的材料製備、設計、系統集成及其在系統檢測中的套用。

科研實力

如今實驗室有固定人員20人,包括研究員4人(含中科院“百人計畫”入選者1人),副研究員及高級工程師4人,助理研究員及工程師5人,技術支持人員6人, 返聘人員1名。在學碩士、博士研究生27人,現任實驗室主任是劉明研究員。
實驗室擁有從十級到萬級超淨面積500平方米,完善了基於完整的“自上而下”納米加工設備,一條完整的深亞微米、納米加工實驗研究線已經形成;各種先進加工設備和檢測設備共有20多台,總共價值1億多元;建立了國內最早的納米加工實驗平台:裝備了解析度30nm的JEOL JBX-5000LS電子束光刻系統,解析度350nm的MEBES 4700電子束製版系統,JBX-6AII電子束製版系統,光學製版系統,反應離子刻蝕機,電子束鍍膜系統,光學曝光機等先進加工設備。檢測設備包括JEOL 6401SEM,Keithley 4200-SCS 半導體特性分析系統、Keithley 590CV測試儀、Cascade RF-1探針台、共聚焦光學顯微鏡、台階儀、多功能變溫射頻微區物性測試系統和衍射光學元件檢測系統等。

科研成果

研究室先後承擔和參與了多項國家科技重大專項、“863”計畫、“973”計畫、國家自然科學基金和中國科學院等項目和任務。先後在EDL、APL、OL、TED、Sensor B、JAP等國際權威期刊上發表論文50多篇,榮獲國家技術發明二等獎1項、國家科技進步獎二等獎1項、北京市科技進步一等獎2項和部級二等獎1項,研究成果應邀參加“十五”863成就展和“十一五”國家重大科技成就展。

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