2023年4月6日,集成电路学院拟购的“开关矩阵、精密纳米位移测试系统、任意波形发生器、8英寸半自动晶圆测试探针台、等离子体增强原子层沉积设备、激光分子束外延系统、可编程电学测试及数据采集系统、定制型闭环 ST-100-FTIR 变温测试系统、高速脉冲发生器”等九套设备购置可行性论证会在勺园5乙305会议室举行,会议由实验室与设备管理部副部长周勇义主持。
1.拟购的“开关矩阵”是一套用于表征大规模器件阵列中各种器件的电学性能的系统。专家组认为申请人所在单位正在开展新结构低功耗器件、高性能存储器、高性能感算一体器件和存内计算器件等相关实验研究,需要对器件特性、存储阵列及控制进行电学及功能测试。拟购设备具有超快的命令连接速度,最多可控制6个8×12矩阵卡,兼容多种主流插件卡等特点,满足申请人实现阵列级复杂功能、大规模器件表征研究的需求。该仪器的购置将对北京大学超低功耗器件、高性能存储器及感存算电路的研究发挥关键性作用。
2.拟购置的“精密纳米位移测试系统”是一套用于表征各种超薄(小于10 nm)薄膜器件的压电性能的系统。专家组认为申请人所在单位正在开展新结构低功耗器件、高性能感算一体器件和神经计算新型器件等研究工作。其中,氧化铪基超薄压电薄膜材料具有良好的可微缩性与工艺兼容性,有利于感算一体器件的研发。拟购设备XY平面扫描范围50μm*50μm,具有接触式、非接触式和轻敲式三种测量方式,满足申请人对超薄压电薄膜器件进行精确测试的相关需求。该仪器的购置将对北京大学超低功耗器件及感存算电路的研究发挥关键性作用。
3.拟购的“任意波形发生器”是一套用于生成高精度模拟信号构成的长的复杂波形,实现对半导体器件和电路的复杂激励输入和高速电学响应测试的系统。专家组认为申请人所在单位正在开展新结构低功耗器件、铁电存储器件和神经形态计算新型器件等研究。超低功耗隧穿场效应晶体管、负电容场效应晶体管因其超陡亚阈值摆幅的特性,有利于实现超低功耗电路;氧化铪掺杂的铁电材料具有CMOS工艺兼容的特性,在存储领域有重要应用前景。拟购设备具有 16 位的 DAC 分辨率、5 GS/s 采样率,满足申请人测量需求。仪器的购置将对北京大学超低功耗器件、新型存储器件和人工智能电路的研究发挥关键性作用。
4.拟购的“8英寸半自动晶圆测试探针台”是一套为半导体芯片的电参数测试提供测试平台的系统。专家组认为申请人所在单位正在开展先进半导体器件的研究, 8英寸半自动半导体晶圆测试探针台是微电子学科半导体器件研发的关键设备。拟购设备可用于半导体器件的电参数测量表征,支持8英寸及以下各种规格的晶圆、单粒芯片和基片,满足申请人团队在先进半导体器件领域的科研需求。该设备的购置将对北京大学微电子学科半导体器件相关科研起到积极作用。
5.拟购的“等离子体增强原子层沉积设备”是一套可以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新型铁电存储器件的研究,以实现高速度、低功耗、可三维集成的新型存储器件。高质量的三维结构氧化物半导体沟道材料需要通过等离子体原子层沉积的方法生长,拟购设备可用于高质量氧化物半导体材料的生长制备,满足申请人团队的实验需求。仪器的购置将对北京大学先进半导体存储器件研究发挥关键作用。
6.拟购的“激光分子束外延系统”是一套利用激光对靶材进行轰击,将轰击出来的等离子体沉积在衬底上,进行薄膜生长的系统。专家组认为申请人所在单位正在开展面向先进存储应用的新原理器件研究,其中单晶氧化锆、铪锆氧等金属氧化物和栅极材料的制备均需使用脉冲激光沉积技术。拟购设备可用于新原理器件中氧化锆、铪锆氧等单晶材料生长,满足申请人团队对于铪锆基铁电材料存储器的研究需求。仪器的购置将对北京大学先进存储器领域的研究发挥关键性作用。
7.拟购的“可编程电学测试及数据采集系统”是一套用于对电路和芯片进行电学性能测试,实现信号驱动、数据采集与分析的系统。专家组认为申请人所在的实验室主要从事红外焦平面电路等相关的研究工作。拟购系统提供了灵活丰富的硬件模块、软件平台和应用工具,通过选择合适的信号采样卡、数字 I/O卡等,搭配LabVIEW等软件环境,可以灵活定制测试方案,满足申请人团队多种新型电路的测试需求。该系统的购置将提高北京大学低温电路和器件领域的研究能力,提高高精尖平台的科研能力,促进集成电路芯片设计领域的科研发展。
8.拟购的“定制型闭环 ST-100-FTIR 变温测试系统”是一套综合性集成电路测试系统,集成了低温测量与控制、微弱信号检测、光学测试等各项功能,并可以配合红外光谱仪进行光电实验的系统。专家组认为申请人所在的实验室主要从事红外焦平面电路、模拟及混合信号电路等相关的研究工作,拟购系统实验成本低,配置有闭环氦气循环制冷,液氦消耗量小,制冷振动低,减少了振动引入的干扰。该设备的购置将提高北京大学低温电路和器件领域的研究能力,提高高精尖平台的科研能力,促进集成电路芯片设计领域的科研发展。
9.拟购的“高速脉冲发生器”是一套具有12GS/s采样率、5GHz带宽的任意波形产生能力的系统。专家组认为申请人所在的实验室主要从事纳米尺度半导体器件相关的研究工作,为了更好地获得小尺寸器件的参数,评估新器件结构的性能,需要高速脉冲测试设备。拟购置设备具有高动态范围,高分辨率和高保真的带内特性,满足申请人搭建先进的表征测试平台以及在高速存储和逻辑器件领域的实验需求。仪器的购置将对北京大学在半导体存储器件等领域的发展发挥重要作用。
专家组一致同意通过上述设备的可行性论证,经费来源为“科研经费”。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中科院半导体所左玉华研究员、吴东海研究员,中科院微电子所刘飞研究员,中央民族大学理学院李传波教授,北京邮电大学电子工程学院鲍霖副研究员,清华大学电子系李学清副教授,北京大学计算机学院李源高级工程师组成。