2022年11月11日,纳光电子加工与测试公共平台拟购的“电感耦合等离子刻蚀机、红外椭偏光谱仪、化学机械抛光系统、激光频率梳系统、条纹相机、涂胶显影一体机、原子层沉积系统、表面等离子激活设备、磁控溅射系统、电子束蒸发镀膜系统”等十套设备通过购置可行性论证。会议由实验室与设备管理部副部长周勇义主持。
1.拟购的“电感耦合等离子刻蚀机”是一套利用电离气体原子通过电场加速时释力量与表面驱逐力紧紧粘合材料或蚀刻材料表面的系统。专家组认为申请人所在单位正在开展片上光电子芯片相关实验研究,需要制备低损耗光子芯片,其中氮化硅光波导等需要使用电感耦合等离子刻蚀机实现。拟购置设备等离体密度高,刻蚀速度快,刻蚀表面垂直、光滑,片间均匀性和一致性好,设备整体性价比高,满足申请人团队实验需求。
2.拟购的“红外椭偏光谱仪”是一套用于检测薄膜厚度,光学常数和材料微观结构的光学测量仪器,该设备具有无损非接触、快速、极少消耗品等特点。专家组认为申请人所在单位正在开展片上光电子芯片相关实验研究,需要对制备集成光子芯片的光学薄膜进行高精度表征。拟购设备可以以极高的精度表征样品的结构、厚度、折射率等,软件技术成熟度高,界面友好,用户评价高,满足申请人高性能光子芯片研究的需求。
3.拟购的“化学机械抛光系统”是一套通过化学和机械的方式对样品进行整平的设备。化学机械抛光是集成电路芯片制造中获得晶圆全局平坦化的一种手段,这种工艺能够获得既平坦、又无划痕和杂质玷污的表面,是集成电路芯片制造工艺中不可或缺的工具之一。专家组认为申请人所在单位正在开展片上光电子芯片相关实验研究,研究都会用到化学机械抛光系统提高晶圆表面的平坦度,降低表面粗糙度,以获得良好的芯片性能,满足申请人高性能光子芯片研究的需求。
4.拟购的“激光频率梳系统”是一套窄脉冲、宽光谱、高相干性、高频率稳定度的精密光学测量仪器。专家组认为申请人所在单位正在开展片上光电子芯片相关实验研究,需要用高稳定度激光频率梳对光子芯片的光谱特性、产生的激光的稳定度等性质进行表征。拟购置设备稳定度高,光谱平坦,频率分辨率高,系统长期稳定性好,满足申请人团队科研需求。
5.拟购的“条纹相机”是一套同时具备超高时间分辨(ps级)与高空间分辨(μm级)的测量与诊断仪器。该设备把时间到来的先后顺序转换成空间进行判断,根据空间位置窥探瞬态过程,可用于超快发光过程的高精度测量,获取目标的时间、强度、空间、光谱等信息。专家组认为申请人所在单位正在开展片上光电子芯片相关实验研究,研究过程中需要对光与物质相互作用超快动力学进行深入理解和调控。拟购设备具有超高时间分辨与高空间分辨功能,是实现超快物理过程探测的重要设备之一,满足申请人高性能光电子器件研究的需求。
6.拟购的“涂胶显影一体机”是用于半导体、化工材料、硅片、晶片、基片、导电玻璃等工艺,制版的表面显影的设备,该设备通过封闭的腔室内全自动化熏蒸、点胶、旋涂、传输、显影、烘干等,在晶圆上形成光刻掩模,以保障光刻工艺稳定运行。专家组认为拟购设备可以批量提供高度均匀一致的光刻胶涂层和高精度高稳定显影,是光刻的核心环节之一,满足申请人集成光子学与精密测量研究的需求。
7.拟购的“原子层沉积系统”是一套将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的系统。专家组认为申请人所在单位正在开展纳光电子和精密测量相关的实验研究,其中微纳加工需要集成高质量、致密和保形的介质薄膜,特别是在精细的纳米结构上可以实现高保形性的薄膜覆盖。拟购设备满足申请人纳光电子与精密测量研究的需求。
8.拟购的“表面等离子激活设备”是一套用于硅硅直接键合等键合工艺前的等离子激活处理设备,该设备在室温下对单个基片的表面进行等离子激活,然后进行Si-Si,SOI,石英-石英等材料的基片预键合,使得Si-Si键合和SOI键合基片在400度以下的短时间退火,从而得到高强度的键合力。专家组认为拟购设备可以通过激活材料表面化学活性,为后道的异质集成提供必要条件,满足申请人纳光电子芯片制备的需求。
9.拟购的“磁控溅射系统”是一套利用电子与氩原子发生碰撞,其电离产生出Ar离子并轰击靶表面,使靶材发生溅射,从而在基片上形成薄膜的系统。专家组认为拟购设备可以提供高质量的金属和介质薄膜材料,尤其是其高真空度可以显著的减少薄膜材料中的缺陷和杂质。该设备满足申请人集成光子学与精密测量研究的需求。
10.拟购的“电子束蒸发镀膜系统”是一套利用物理气相沉积方法蒸镀金属及介质薄膜的设备,是制备微纳尺度光电子器件不可或缺的仪器。专家组认为拟购设备可以提供高质量的金属薄膜,种类覆盖面广,工艺兼容性强,满足申请人集成光子学与精密测量研究的需求。
专家组认为申请人所在单位正在开展集成光子学与精密测量相关实验研究,上述设备满足申请人团队开展纳光电子微纳加工相关的实验及研究,其购置将对北京大学微纳光学的研究发挥关键性作用。
专家组一致同意通过上述十台设备的可行性论证,其经费来源为“教育部贴息贷款经费”。设备购置经费已落实,运行经费有保障。可行性论证专家组由深圳国际量子研究院刘骏秋研究员,中山大学物理学院刘进教授,中国科学院物理研究所李贝贝研究员,中国计量科学研究院朱振东副研究员,北京大学电子学院彭超长聘副教授、常林研究员,电子学院岳双林高级工程师组成。
论证编号 |
拟购置设备名称 |
申请购置人 |
年使用机时/ 开放共享机时 |
22-121 |
电感耦合等离子刻蚀机 |
杨起帆研究员 |
开放共享200小时 |
22-122 |
红外椭偏光谱仪 |
年使用机时 >1500小时 |
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22-123 |
化学机械抛光系统 |
开放共享 400小时 |
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22-124 |
激光频率梳系统 |
开放共享 200小时 |
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22-125 |
条纹相机 |
刘文静研究员 |
开放共享 1500小时 |
22-126 |
涂胶显影一体机 |
杨起帆研究员 |
开放共享 400小时 |
22-127 |
原子层沉积系统 |
年使用 1300小时 |
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22-128 |
表面等离子激活设备 |
开放共享 300小时 |
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22-129 |
磁控溅射系统 |
刘文静研究员 |
年使用 1500小时 |
22-130 |
电子束蒸发镀膜系统 |
杨起帆研究员 |
年使用 4000小时 |