快离子导体薄膜

目前的科创板上市公司中，大都是各自领域的“领跑者”，即将正式登陆科创板的拓荆科技股份有限公司（以下简称“拓荆科技”、“公司”）就是典型代表。　　拓荆科技成立于2010年4月，是辽宁省及沈阳市重点培育的上市后备企业和中国半导体设备五强企业，主要从事高端半导体专用薄膜沉积设备的研发、生产以及技术服务，产品包括等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备、原子层沉积（ALD）设备和次常压化学气相沉积（SACVD）设备三个产品系列，是目前国内唯一一家产业化应用的集成电路PECVD、SACVD设备厂商。公司产品已广泛应用于中芯国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储、厦门联芯、燕东微电子等国内晶圆厂14nm及以上制程集成电路制造产线，在不同种类芯片制造产线的多道工艺中得到商业化应用。同时已展开10nm及以下制程产品验证测试，在研产品已发往国际领先晶圆厂参与其先进制程工艺研发。　　薄膜沉积设备技术门槛高，研发难度大。拓荆科技立足自主创新，先后承担多项国家重大科技专项课题，在半导体薄膜沉积设备领域积累了多项研发及产业化的核心技术，并达到国际先进水平。其中，公司先进的薄膜工艺设备设计技术、反应模块架构布局技术、半导体制造系统高产能平台技术等核心技术，不仅解决了半导体制造中纳米级厚度薄膜均匀一致性、薄膜表面颗粒数量少、快速成膜、设备产能稳定高速等关键难题，还在保证实现薄膜工艺性能的同时，提升客户产线产能，减少客户产线的生产成本。　　拓荆科技的产品已基本全面实现了我国芯片制造产业在介质薄膜沉积设备领域摆脱对海外厂商的依赖，补强了我国在集成电路产业链关键环节的实力，为我国建立芯片体系贡献力量。　　公司聚焦的半导体薄膜沉积设备与光刻机、刻蚀机共同构成芯片制造三大主设备。拓荆科技经过十多年的技术积累，已形成覆盖二十余种工艺型号的薄膜沉积设备产品，可以适配国内最先进的28/14nm逻辑芯片、19/17nm DRAM芯片和64/128层3D NAND FLASH晶圆制造产线，满足下游集成电路制造客户对于不同材料、不同芯片结构薄膜沉积工序的设备需求。其中，PECVD设备已全面覆盖逻辑电路、DRAM存储、FLASH闪存集成电路制造各技术节点产线多种通用介质材料薄膜沉积工序，并研发了LokⅠ、LokⅡ、ACHM、ADCⅠ等先进介质材料工艺，一举打破了薄膜沉积设备长时间被欧美和日本厂商垄断的局面。凭借长期技术研发和工艺积累，拓荆科技已经成为可与国际巨头直接竞争的半导体高端设备制造厂商。　　作为注册制改革的“试验田”和定位于支持“硬科技”产业的融资板块，科创板成立近三年以来，基础制度不断完善，上市条件的包容度和适应性不断提升和增强，吸引了一大批硬科技企业选择到科创板发行融资，其中不乏大量尚未盈利、存在特殊股权结构的硬科技企业。在科创板这块“试验田”支持硬科技发展的示范引领作用下，拓荆科技选择到科创板发行股票上市获得融资支持，持续加大研发投入。　　拓荆科技在科创板发行上市主要是为开展配适10nm以下制程的PECVD产品研发、开发Thermal ALD和大腔室PE ALD，以及升级SACVD设备，研发12英寸满足28nm以下制程工艺需要的SACVD设备募集社会资金，并借助募集资金开发中国台湾市场。在加强产品技术研发的同时，拓荆科技上市后，还将逐步培育和完善国内相关产业链，通过与国内供应商的深度合作与磨合，推动设备关键部件的开发及验证，提高设备零部件的国产化率以及产品品质。同时，公司还将利用国产设备厂商的综合优势，为客户提供定向的技术开发与服务，以此助力半导体产业链发展，保障产业链的技术先进性。

来自美国麻省理工学院、加拿大渥太华大学等机构的科学家，利用一种名为三元碲铋矿（ternary tetradymite）的晶体材料研制出一种新型超薄晶体薄膜半导体。据介绍，这种“薄膜”厚度仅 100 纳米，其中电子的迁移速度约为传统半导体的 7 倍从而创下新纪录。这一成果有助科学家研发出新型高效电子设备。相关论文已经发表于《今日材料物理学》杂志。据介绍，这种“薄膜”主要是通过“分子束外延技术”精细控制分子束并“逐个原子”构建而来的材料。这种工艺可以制造出几乎没有缺陷的材料，从而实现更高的电子迁移率（即电子在电场作用下穿过材料的难易程度）。简单来说，当科学家向“薄膜”施加电流时，他们记录到了电子以 10000 cm² /V-s 的速度发生移动。相比之下，电子在“硅半导体”中的移动速度约为 1400 cm² /V-s，而在传统铜线中则要更慢。这种超高的电子迁移率意味着更好的导电性。这反过来又为更高效、更强大的电子设备铺平了道路，这些设备产生的热量更少，浪费的能量更少。研究人员将这种“薄膜”的特性比喻成“不会堵车的高速公路”，他们表示这种材料“对于更高效、更省电的电子设备至关重要，可以用更少的电力完成更多的工作”。科学家们表示，潜在的应用包括将“废热”转换成电能的可穿戴式热电设备，以及利用电子自旋而不是电荷来处理信息的“自旋电子”设备。科学家们通过将“薄膜”置于极寒磁场环境中来测量材料中的电子迁移率，然后通过对薄膜通电测量“量子振荡”。当然，这种材料即使只有微小的缺陷也会影响电子迁移率，因此科学家们希望通过改进薄膜的制备工艺来取得更好的结果。麻省理工学院物理学家 Jagadeesh Moodera 表示：“这表明，只要能够适当控制这些复杂系统，我们就可以实现巨大进步。我们正朝着正确的方向前进，我们将进一步研究、不断改进这种材料，希望使其变得更薄，并用于未来的自旋电子学和可穿戴式热电设备。”

近日，江苏首芯半导体项目生产厂房主体结构封顶仪式举行。中电二公司消息显示，江苏首芯半导体薄膜沉积设备研发及生产项目位于无锡江阴高新区，为集半导体前道制程薄膜沉积高端设备研发、生产、销售为一体的总部基地，总投资5亿元，计划于2024年6月投产。2023年10月12日，江苏首芯半导体薄膜沉积设备项目在江阴高新区举行开工仪式。江苏首芯半导体科技有限公司成立于2023年2月，主营业务为薄膜沉积设备的研发、生产、销售与技术服务，主要产品为化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积等薄膜沉积设备。该公司产品将被广泛应用于半导体、平板显示、新能源等领域。

2022年3月1-3日，由科技部、中国科学院指导，中国微米纳米技术学会、中国国际科学技术合作协会、国家第三代半导体技术创新中心（苏州）主办，苏州纳米科技发展有限公司承办的第十三届中国国际纳米技术产业博览会（CHInano 2023）在苏州国际博览中心举行。本届纳博会为期3天，聚焦第三代半导体、微纳制造、纳米新材料、纳米大健康等热门领域，众多厂商齐聚一堂，新技术、新产品、新成果集中亮相。展会期间，深圳市速普仪器有限公司(SuPro Instruments)展出了他们的薄膜应力仪。速普仪器与薄膜应力仪产品SuPro Instruments成立于2012年，位于深圳市南山高新科技园片区，公司致力于材料表面处理和真空薄膜领域提供敏捷+精益级制备、测量和控制仪器，帮助客户提高产品的研发和生产效率、品质和使用体验。据张小波介绍，本次纳博会速普仪器主推是的薄膜应力测量仪，主要是应用于MEMS、化合物半导体、microled等泛半导体市场。据了解，集成电路领域的薄膜应力产品目前仍以KLA的产品为主，市场规模是泛半导体市场的十倍。早期速普仪器为工业领域提纲应力测量解决方案，机缘巧合之下，下游半导体厂商寻找到速普仪器合作开发相关产品。而速普仪器也不负众望，成功通过了半年的验证期，最后成功进入其中，实现了泛半导体领域薄膜应力仪的国产突破。多年积累之下，速普仪器目前已占据相关市场30%的份额，打破了国外企业的市场垄断。目前相关产品已进入国内科研院所和一些重要的半导体企业。谈到未来的战略规划时候，张小波也表示未来速普仪器也将继续研发新产品，搭配其应力测量仪，为用户提供更完善的解决方案。

随着半导体市场,，特别是化合物半导体市场的逐步开放和增长，作为化合物半导体研发中相关材料制备的关键仪器，MBE、MOCVD等薄膜沉积与外延设备的市场也在逐年增长和扩大中，不论是海外品牌还是国产品牌，近几年的市场规模都在逐年扩大。由于高校的管理模式及制度，这些仪器设备大多养在“深闺”，大量科研资源潜能没有得到充分发挥。为解决这个问题并加速释放科技创新的动能，中央及各级政府在近几年来制订颁布了关于科学仪器、科研数据等科技资源的共享与平台建设文件。2021年1月22日，科技部和财政部联合发布《科技部 财政部关于开展2021年度国家科技基础条件资源调查工作的通知（国科发基〔2020〕342号）》，全国众多高校和科研院所将各种科学仪器上传共享。其中，对化合物半导体薄膜沉积与外延设备的统计分析或可一定程度反映科研领域相关仪器的市场信息（注：本文搜集信息来源于重大科研基础设施和大型科研仪器国家网络管理平台，部分仪器品牌信息不全则根据型号等信息补全，不完全统计分析仅供读者参考）。共享化合物半导体薄膜沉积与外延设备分布北京市共享化合物半导体薄膜沉积与外延设备分布本次统计，共涉及化合物半导体薄膜沉积与外延设备的总数量为184台，涉及23省（直辖市/自治区），73家单位。其中，北京市共享设备数量最多达64台，占比35%，涉及14所高校院所，北京如此高的占比主要是由于其科研院所较多，产品也主要用于科研领域。共享仪器平台主要来自科研用户上传并服务于科研用户，也因此该类仪器设备主要分布于科研院所众多的北京市。从北京市的分布情况来看，其主要分布于高校集中的海淀区，该地区共有60台共享设备。化合物半导体材料制备设备主要有MBE和MOCVD。从统计中可以看出，MBE在科研领域中的占比较大，高达73%，MOCVD占比为21%。MBE由于其外延生长时间长，大批量生产性差，对真空条件要求高，目前还无法大规模用于工业化生产中，又由于其可原位观察单晶薄膜的生长过程等优势，主要用于进行生长机制的研究，图中比例仅代表科研领域中的分布情况。虽然MBE成膜质量好，但生产效率低，因此在工业领域中，MOCVD占据主流。不过近年来，众多厂商和科研人员一直在致力于MBE技术的产业化，信息显示，北京意莎普科技发展中心有限公司近年来在推进MBE分子束外延片研发及产业化建设项目。还有知情人士称，深圳地区有人做相关产业化，一次性买入几十台MBE，做2寸的晶圆，做出来多少，就有人收多少。相关仪器设备所属学科领域分布从仪器所属学科领域分布可以看出，这些仪器设备主要用于物理学和材料科学研究，占比分别为36%和32%。需要注意的是，以上统计存在交叉分布的情况，即该仪器同时属于多类学科领域，实际上材料科学和物理学研究具有很大的重合度。化合物半导体薄膜沉积与外延设备TOP5品牌MOCVD设备中Aixtron占比那么这些仪器主要有哪些品牌呢？整体来看，化合物半导体薄膜沉积与外延设备中，沈阳科仪、Aixtron和Omicron占比最高，其中沈阳科仪MBE和MOCVD产品均有涉及，Aixtron则聚焦MOCVD设备，Omicron聚焦MBE产品。MBE产品的品牌占比可参考【这类仪器本土品牌在崛起——全国共享MBE盘点】。进一步统计分析了MOCVD的品牌构成，发现MOCVD主要以德国Aixtron的产品为主，占比高达49%。需要注意的是德国Aixtron集团在英国有子品牌Thomas Swan，本次统计未归入Aixtron中。Aixtron是一家总部位于德国的欧洲技术公司，专门为半导体行业的客户制造金属有机化学气相沉积（MOCVD）设备。2016年10月，中国福建大芯片投资基金LP希望收购Aixtron，但德国经济部撤回了对该收购的批准。Axitron与SemiLEDs在2009年5月就合作开发出6寸蓝光LED芯片，在6x6寸AIX 2800G4 HT MOCVD反应炉的结构上，产量增加约30%(相较于传统42x2-inch的架构)，不但均匀性较好，也减少了边缘效应。不过就现阶段而言，大多数的困难仍然在于6寸的基板价格偏高与外延片切割技术的挑战。AIXTRON公司最先进的独特的行星转盘技术应用在大型G4 2800HT 42*2”以及Thomas Swan(1999年被AIXTRON收购) CCS Crius 30*2” MOCVD系统，使得Aixtron的MOCVD设备被公认为世界上技术和商业价值最完美的结合。设备品牌所属国家分布那么这些仪器主要来自于哪些国家呢？统计结果表明，此类产品以德国品牌居多，占比达32%，其次为国产品牌，可以看出中国产品正在崛起。本次统计主要涉及牛津、Aixtron、Thomas Swan、沈阳科仪、Emcore、中科宏微、Veeco、Omicron、TSST、SPECS、MBE-Komponenten GmbH、DCA、VG、Unisoku、SVTA、国成仪器、RIBER、Neocera、大连齐维科、上海实路、KurJ.Lesker、青岛精诚华旗、湖南顶立、EPGRESS等品牌。

二维(2D)半导体材料为将摩尔定律扩展到原子尺度提供了机会。与传统基于蒸镀和光刻技术的加工技术相比，印刷电子因成本效益、灵活性以及与不同衬底的兼容性而受到关注。目前，印刷的二维晶体管受到性能不理想、半导体层较厚和器件密度低的制约。同时，多数二维材料油墨通常使用高沸点溶剂，随之而来的问题包括器件性能退化、高材料成本和毒害性等，难以大规模应用。因此，发展简单且环保的策略对于制造低成本、大规模的打印二维材料功能器件具有重要意义。 　　中国科学院化学研究所绿色印刷院重点实验室宋延林课题组在二维原子级厚材料合成和图案化器件方面取得了系列进展，例如，二维MXene与纳米晶复合材料研究(J. Mater. Chem. 2022, 10, 14674-14691；Nano Res. 2022，DOI：10.1007/s12274-022-4667-x)、基于交替堆叠微电极的湿度传感微型超级电容器(Energy Environ. Mater. 2022，DOI：10.1002/eem2.12546)。 　　近日，化学所与清华大学、美国加州大学合作，提出了一种界面捕获效应打印策略。该策略使用低沸点水性超分散二维材料油墨，直写打印二维半导体薄膜阵列，无需添加额外表面活性剂，具体而言，通过对剥离的半导体2H-MoS2纳米片进行分级离心，获得了主要为双层厚度的窄分布纳米片；通过建立表面张力和组分比的三溶剂相图，确定了合适的油墨溶剂。印刷超薄图案(约3nm厚度)主要以单层或两层的MoS2纳米片连续均匀排列，并抑制了咖啡环，空隙率较低(约4.9%)。研究使用商用石墨烯作为电极，制备的晶体管在室温下显示出6.7 cm2V-1s-1的迁移率和2×106的开关比，超过了此前印刷MoS2薄膜晶体管的性能。基于此，科研人员制备了高密度(约47000个/cm2)印刷晶体管阵列。该界面捕获效应打印策略可应用于其他2D材料，包括NbSe2、Bi2Se3和黑磷，为印刷二维材料电子器件提供了新方法和新思路。 　　相关研究成果发表在Advanced Materials(DOI：10.1002/adma.202207392)上。研究工作得到国家自然科学基金、科技部、中科院、北京市科学技术协会及北京市自然科学基金的支持。界面捕获效应和超分散2D纳米片墨水打印原子级厚半导体薄膜器件

随着材料科学的蓬勃发展，尤其是高水平的量子材料研究与应用对薄膜材料、二维材料的制备和高精度加工要求越来越高。一套完整流程的薄膜制备与加工设备购置成本通常要在几百万到上千万元。此外，大型设备操作繁复，存放空间大、日常维护成本高，给科研人员带来了很大挑战。依赖于共享方案的科研平台由于设备预约周期长，会大大减慢科研进度。为了快速、低成本的实现高质量的材料制备与加工，让科研计划进入快车道。英国Moorfield Nanotechnology公司与多所名校以及获得诺贝尔奖的课题组长期合作，推出了一系列高性能台式设备, 专门用于各种薄膜材料的高质量制备和加工。该系列产品具有体积小巧、快速制备样品、灵活配置方案等特点，一经推出即受到包括剑桥大学、帝国理工、英国物理实验室等科研单位的青睐。从多功能金属、缘材料溅射到有机物、金属热蒸发；从高质量石墨烯CVD快速制备到高质量碳纳米管CVD趋向生长；从样品、衬底的热处理到单层二维材料的软刻蚀与缺陷加工。Moorfield系列产品已经获得欧洲用户的广泛认可，产品质量与性能完全可以媲美大型设备，一些方面甚至远超大型设备。台式高性能多功能PVD薄膜制备系列—nanoPVD专为高水平学术研究研发的小型物理气相沉积设备。该系列产品包含磁控溅射、金属/有机物热蒸发系统。这些设备不仅体积小巧而且性能，能够快速实现高质量纳米薄膜、异质结的制备，通常在大型设备中才有的共溅射、反应溅射、共蒸发功能也可在该系列产品上实现。台式高性能多功能PVD薄膜制备系列—nanoPVD台式高性能CVD石墨烯/碳纳米管快速制备系列—nanoCVD系统采用低热容的样品台可在2分钟内升温至1000℃并控温，该装置采用了冷壁技术，样品生长完毕后可以快速降温，正是因为这些条件可以让用户在30分钟内即可获得高质量的石墨烯。nanoCVD具有压强自动控制系统，可以的控制石墨烯生长过程中的气氛条件。用户通过触屏进行操作，更有内置的标准石墨烯生长示例程序供用户参考。非常适合需要持续快速获取高质量石墨烯用于高质量学术研究的团队。目前，埃克塞特大学、哈德斯菲尔德大学、莱顿大学、亚森工业大学等很多全球著名的高校都是该系统的用户。台式高性能CVD石墨烯/碳纳米管快速制备系列—nanoCVD台式超二维材料等离子软刻蚀系统—nanoETCH石墨烯等二维材料的微纳加工与刻蚀需要很高的精度，而目前传统半导体刻蚀系统在面对单层材料的高精度刻蚀需求时显得力不从心。为了解决目前微纳加工中常用的刻蚀系统功率较大、难以精细控制的问题，nanoETCH系统对输出功率的分辨率可达毫瓦量，可实现二维材料超逐层刻蚀、层内缺陷制造，以及对石墨基材或衬底等的表面处理。台式超二维材料等离子软刻蚀系统—nanoETCH台式气氛\压力控制高温退火系统—ANNEALMoorfield专门为制备高质量的样品而推出的台式气氛\压力控制高温退火系统，不仅可以满足从高真空到各种气氛的退火需求，还能对气压和温度进行控制，从而为二维材料、基片等进行可控热处理提供重要保障。该系统颠覆了传统箱式、管式炉的粗放退火方式，开创了退火的新篇章。台式气氛\压力控制高温退火系统—ANNEAL多功能高磁控溅射喷金仪—nanoEMnanoEM是Moorfield Nanotechnology为SEM、TEM样品的表面导电处理以及普通样品的高质量电生长而设计的金属溅射系统。系统配备SEM样品托、TEM样品网、普通薄膜样品等多种专用样品台。虽然该系统主要为溅射金属而设计，但是该设备的性能已经达到了高质量薄膜样品的制备标准。通过选择不同的配置可以兼顾样品的表面导电处理、电制备与学术研究型薄膜样品的制备。多功能高磁控溅射喷金仪—nanoEMMoorfield高性能台式薄膜制备与加工设备以超高质量、亲民的价格快速实现您的科研方案，想获取更多详细信息吗？还等什么，现在就联系我们吧！

记者1月25日从中国科学院合肥物质科学研究院了解到，该院固体物理研究所功能材料物理与器件研究部和本院等离子所等单位科研人员合作，在空穴型近红外透明导电薄膜研究方面取得新进展：他们设计并制备了新型空穴型铜铁矿薄膜，并通过参数优化让新型薄膜获得了较高的近红外波段透过率和较低的室温方块电阻。相关研究结果日前发表在《先进光学材料》杂志上。　　透明导电薄膜是一类兼具光学透明和导电性的光电功能材料，在触摸屏、平板显示器、发光二极管及光伏电池等光电子器件领域有着广泛应用。目前，商用的透明导电薄膜均为电子型，空穴型透明导电薄膜由于空穴有效质量大、空穴迁移率低和空穴掺杂性差，其光电性能远落后于电子型透明导电薄膜，这严重阻碍了新型透明电子器件的发展。　　在国家自然科学基金的支持下，研究人员通过理论计算发现，含有铑、氧等元素的铜铁矿结构材料是一种间接带隙半导体，其中的铜离子与氧离子的原子轨道可进行杂化，从而减弱价带顶附近载流子的局域化，实现空穴型高电导率；另一方面该材料在可见光及近红外波段表现出弱的光吸收行为，具有高透过率。研究人员在前期金属型铜铁矿薄膜的研究基础上，采用非真空工艺进一步获得了大尺寸空穴型铜铁矿透明导电薄膜。该薄膜表现出主轴自组装织构的生长特征，有利于其内载流子的传输，提高空穴的迁移率。另外，由于三价铑离子的离子半径可实现空穴型载流子重掺杂，使得镁掺杂铜铁矿结构材料具有非常高的室温导电率、较高的近红外波段透过率以及低的室温方块电阻。　　这种高性能的空穴型透明导电薄膜的发现，为后续基于透明电子型及空穴型薄膜的高性能全透明异质结构的研发及应用提供了一种潜在的候选材料。

氢负离子（H－）具有强还原性及高氧化还原电势等特点，是颇具潜力的氢载体和能量载体。氢负离子导体是在一定条件下具有优异氢负离子传导能力的材料，在氢负离子电池、燃料电池、电化学转化池、膜反应器、氢传感器等能源及电化学转化器件中具有广阔的应用前景，有望在未来实现一系列的技术革新。目前仅有少数国外团队专注此研究。该研究面临材料体系少、操作温度高、温和条件下离子电导率低等问题，是洁净能源领域的前沿课题。近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员陈萍、副研究员曹湖军团队提出了全新材料设计研发策略，即通过机械化学方法在稀土氢化物——氢化镧（LaHx）晶格中引入大量的缺陷和晶界，开发了首例温和条件下超快氢负离子导体。4月5日，相关研究成果发表在《自然》（Nature）上。审稿人评价该工作展示了一种非常有趣且新颖的研究方法。在20世纪的变色玻璃研究中，研究发现氢化镧具有快速的氢迁移能力，但其电子电导很高。近几年，科研人员在氢化镧晶格中引入氧使其形成氧氢化物以抑制其电子传导，但氧的引入显著阻碍了氢负离子的传导。本工作创新地采用机械球磨制备方法，通过撞击和剪切力，造成氢化镧晶格的畸变，破坏了晶格的周期性，形成了大量的纳米微晶和晶格缺陷。这些晶格缺陷可以显著抑制电子传导，其电子电导率相比结晶态的氢化镧下降5个数量级以上。尤为重要的是，材料结晶度的改变对氢负离子传导的干扰并不显著，可在“震”住电子转移的同时，仍旧“维持”氢负离子通过协同迁移机制快速传输，最终获得了优异的氢负离子传导特性。此前报道的氢负离子导体只能在300℃左右实现超快传导，而本工作实现了在温和条件下（-40至80℃温度范围内）的超快离子传导。在-40℃时，该氢负离子导体的电导率高达10-2 S/cm，活化能仅为0.12 eV。此外，团队还首次实现了室温全固态氢负离子电池的放电，证实了这种全新的二次电池的可行性。“许多已知的氢化物材料都是离子-电子混合导体，”陈萍介绍道，“我们建立的这种材料结构调变的方法具有一定的普适性，有望为氢负离子导体的研发打开局面。”本工作的理论计算和中子衍射实验分别与厦门大学副教授吴安安和中国工程物理研究院核物理与化学研究所副研究员夏元华合作完成。陈萍团队聚焦金属氢化物的研究，从最初的储氢材料研究到后来的化学固氮，再到如今的氢负离子导体，通过拓展完善金属氢化物的特性和功能范围，让这一独特材料在多个领域不断地展现出新的潜力。大连化物所开发出首例温和条件下超快氢负离子导体氢负离子电导率性能对比图氢负离子导体潜在的应用场景

p　　4月11日上午，为促进钙钛矿等先进电池技术研究和产业化发展，汉能控股集团与中国科学院半导体研究所在中科院半导体研究所举行“先进薄膜光伏联合实验室”揭牌仪式。汉能控股集团董事会主席李河君、中科院半导体所所长李树深院士等领导出席了揭牌仪式。br//pp　　揭牌仪式上，李树深院士首先致欢迎词，并介绍了中科院半导体研究所的发展历程和现有科研实力，随后李河君在讲话中指出，薄膜太阳能电池技术是光伏技术的发展方向，目前已经上升为国家战略，得到中央领导和有关部委的高度关注和支持，未来薄膜太阳能电池市场前景非常广阔。汉能自2009年进入薄膜太阳能电池领域以来，投入大量资金和人力、物力用于技术研发，通过全球技术整合和自主创新，汉能薄膜太阳能发电技术已达到国际领先水平，成为全产业链整合的高科技能源企业。/pp　　李河君表示，此次与中科院半导体所共建的“先进薄膜光伏联合实验室”是汉能控股集团和我国顶尖的科研院所成立的首个联合实验室，希望未来双方能在更广阔的领域开展深度合作，共同推进薄膜太阳能电池技术的发展和产业化进程。/pp　　双方在愉快的气氛中签署了合作协议，并为“先进薄膜光伏联合实验室”揭牌，之后李河君还在中科院半导体研究所科研人员的陪同下参观了实验室，并仔细了解了钙钛矿电池的制作过程。/ppbr//p

薄膜沉积（Thin Film Deposition）是在基材上沉积一层纳米级的薄膜，再配合蚀刻和抛光等工艺的反复进行，就做出了很多堆叠起来的导电或绝缘层，而且每一层都具有设计好的线路图案。这样半导体元件和线路就被集成为具有复杂结构的芯片了。化学气相沉积(CVD)化学气相沉积(CVD)通过热分解和/或气体化合物的反应在衬底表面形成薄膜。CVD法可以制作的薄膜层材料包括碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、硫化物、硒化物、碲化物，以及一些金属化合物、合金等。化学气相沉积是目前很重要的微观制造方法，因为它有如下的这些特点：1. 沉积物种类多: 可以沉积金属薄膜、非金属薄膜，也可以按要求制备多组分合金的薄膜，以及陶瓷或化合物层。2. CVD反应在常压或低真空进行，镀膜的绕射性好，对于形状复杂的表面或工件的深孔、细孔都能均匀镀覆。3. 能得到纯度高、致密性好、残余应力小、结晶良好的薄膜镀层。由于反应气体、反应产物和基材的相互扩散，可以得到附着力好的膜层，这对表面钝化、抗蚀及耐磨等表面增强膜是很重要的。4. 由于薄膜生长的温度比膜材料的熔点低得多，由此可以得到纯度高、结晶完全的膜层，这是有些半导体膜层所必须的。5. 利用调节沉积的参数，可以有效地控制覆层的化学成分、形貌、晶体结构和晶粒度等。6. 设备简单、操作维修方便。7. 反应温度太高，一般要850~ 1100℃下进行，许多基体材料都耐受不住CVD的高温。采用等离子或激光辅助技术可以降低沉积温度。化学气相沉积过程分为三个重要阶段：1、反应气体向基体表面扩散2、反应气体吸附于基体表面3、在基体表面发生化学反应形成固态沉积物及产生的气相副产物脱离基体表面CVD的主要有下面几种反应过程：i). 多晶硅 PolysiliconSiH4 — Si + 2h2 (600℃)沉积速度 100 - 200 nm /min可添加磷(磷化氢)、硼(二硼烷)或砷气体。多晶硅也可以在沉积后用扩散气体掺杂。ii). 二氧化硅 DioxideSiH4 + O2→SiO2 + 2h2 (300 - 500℃)SiO2用作绝缘体或钝化层。通常添加磷是为了获得更好的电子流动性能。当硅在氧气中存在时，SiO2会热生长。氧气来自氧气或水蒸气。环境温度要求为900 ~ 1200℃。氧气和水都会通过现有的SiO2扩散，并与Si结合形成额外的SiO2。水(蒸汽)比氧气更容易扩散，因此使用蒸汽的生长速度要快得多。氧化物用于提供绝缘和钝化层，形成晶体管栅极。干氧用于形成栅极和薄氧化层。蒸汽被用来形成厚厚的氧化层。绝缘氧化层通常在1500nm左右，栅极层通常在200nm到500nm间。iii). 氮化硅 Siicon Nitride3SiH4 + 4NH3 — Si3N4 + 12H2(硅烷) (氨) (氮化物)化学气相沉积CVD 设备CVD反应器有三种基本类型:◈ 大气化学气相沉积(APCVD: Atmospheric pressure CVD)◈ 低压CVD (LPCVD:Low pressure CVD，LPCVD)◈ 超高真空化学气相沉积(UHVCVD: Ultrahigh vacuum CVD)◈ 激光化学气相沉积(LCVD: Laser CVD，)◈ 金属有机物化学气相沉积(MOCVD:Metal-organic CVD)◈ 等离子增强CVD (PECVD)物理气相沉积(PVD)在真空条件下，采用物理方法，将材料源（固体或液体） 表面材料气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体（或等离子体）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积不仅可沉积金属膜、合金膜， 还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。物理气相沉积技术基本原理可分三个工艺步骤：(1)镀料的气化：即使镀料蒸发，升华或被溅射，也就是通过镀料的气化源。(2)镀料原子、分子或离子的迁移：由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞后，产生多种反应。(3)镀料原子、分子或离子在基体上沉积。物理气相沉积技术工艺过程无污染，耗材少。成膜均匀致密，与基体的结合力强。该技术广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域，可制备具有耐磨、耐腐蚀、装饰、导电、绝缘、光导、压电、磁性、润滑、超导等特性的膜层 。物理气相沉积也有多种工艺方法：◈ 真空蒸度 Thin Film Vacuum Coating◈ 溅射镀膜 PVD-Sputtering◈ 离子镀膜 Ion-Coating

一提到金刚石这个词想必大家都不陌生了，今天要说的也是金刚石家族的一个成员——金刚石薄膜。什么是金刚石薄膜？金刚石薄膜是20世纪80年代中后期迅速发展的一种优良的人工制备材料。通常以甲烷、乙炔等碳氢化合物为原料，用热灯丝裂解、微波等离子体气相淀积、电子束离子束轰击镀膜等技术，在硅、碳化硅、碳化钨、氧化铝、石英、玻璃、钼、钨、钽等各种基板上反应生长而成。几乎透明的金刚石薄膜（图片来源：网络）集诸多优点于一身的金刚石薄膜，它不仅具有金刚石的硬度，还有良好的导热性、良好的从紫外到红外的光学透明性以及高度的化学稳定性。在半导体、光学、航天航空工业和大规模集成电路等领域拥有广泛的应用前景。至今为止，已在硬质切削刀具、X射线窗口材料、贵重软质物质保护涂层等应用中具有出色的表现。随着金刚石薄膜的研发需求和生产规模不断壮大，是否有一套可靠的表征方法呢？当然有！拉曼光谱用于碳材料的分析已有四十多年，时至今日也形成了很多比较完善的理论。对于不同形式的碳材料，如金刚石、石墨、富勒烯等，其拉曼光谱具有明显的特征谱线差异。此外，拉曼光谱测试是非破坏性的，对样品没有太多要求，不需要前处理过程，可以直接检测片状、固体、微粉、薄膜等各种形态的样品。金刚石薄膜的应力值是非常重要的质量指标。金刚石薄膜和基体之间热膨胀的差异以及其他效应（如点阵错配、晶粒边界的成键和薄膜生长过程中的成键变化等）导致了生长后的薄膜存在残余应力。典型可见光激光激发的拉曼光谱在1000-2000cm-1包含了金刚石薄膜的应力信息。对于较小的应力，拉曼谱图表现为偏离本征频率的一个单峰，并且谱峰会变宽。在高达140GPa的压力下，拉曼位移甚至能够偏移到1650cm-1，与此同时线宽增加了2cm-1。下图是安东帕Cora5001拉曼光谱仪检测的一张典型的非有意掺杂的金刚石薄膜的拉曼谱图。图中可以发现，除了位于1332cm-1的一阶拉曼谱线以外，也能够观测到其他很多拉曼谱峰，典型谱峰的位置和指认如表1中所示。Cora 5001系列拉曼光谱仪在金刚石材料的检测中具备很大优势：碳材料分析模式：智能分析软件中的Carbon Analysis Model可以自动进行寻峰、进行峰形拟合，再计算碳材料特征拉曼峰的信息。一级激光：金刚石材料的拉曼检测多使用532nm激发，有时也需要使用785nm激光激发，Cora5001可以做到一级激光的安全性能。自动聚焦：Cora5001 （Direct）样品仓室内配置了自动聚焦调整样品台，根据仪器自带的聚焦算法可以轻松实现聚焦，使拉曼测试变得简单便捷。双波长可选：金刚石家族的拉曼光谱与入射激光波长密切相关，多一种波长选择也许会得到不同的信息，这为信息互补提供必要条件。“双波长拉曼”每个波长都配置独立的光谱系统，只需按一下按键即可从一个波长轻松切换到另一个波长，无需额外调整样品。

超大规模集成电路（ULSI）产业直接关系到国家的经济发展、信息安全和国防建设，是衡量一个国家综合实力的重要标志之一。在半导体芯片制备过程中，约有三分之一的工序要使用等离子体技术，因此配备等离子体工艺腔室的材料刻蚀和薄膜沉积设备是ULSI制造工艺的核心。目前，半导体工艺中最常用的两种等离子体源是CCP（容性耦合等离子体）和ICP（感应耦合等离子体）。等离子体工艺腔室制造过程极为复杂，不仅涉及精密机械加工技术，还要统筹考虑电源、气体、材料等外部参数的优化，以及与晶圆处理工艺的兼容性。如果采用传统的“实验试错法”，不仅成本巨大，而且延长了设备的研发周期，将严重制约我国ULSI产业的快速发展。因此，采用建模仿真与实验诊断相结合的方式、为等离子体工艺腔室的研发与优化提供方案，成为一种必然趋势。等离子体放电过程是极其复杂的，受到多种外界参数的控制，如电源功率与频率、气体成分与压强、腔室尺寸及材料属性等。此外，等离子体系统还包含了多空间尺度和多时间尺度的变化，以及多物理化学场的耦合过程。例如等离子体、鞘层、表面微槽等空间特征尺度相差10个量级；电磁场、带电粒子、中性气体及化学反应等时间特征尺度相差9个量级。如此复杂的等离子体工艺环境，给物理建模和数值仿真都带来了巨大挑战。物理学院PSEG团队在王友年教授的带领下，自2005年开始，历经近二十年时间，在国内率先研发出具有自主知识产权的等离子体工艺腔室仿真软件——MAPS（Multi-Physics Analysis of Plasma Sources）。通过采用物理建模、数值仿真与实验诊断相结合的方法，解决了制约等离子体工艺腔室设计和制造中的一些关键技术难题，为我国研发具有自主知识产权的等离子体工艺腔室提供了技术支撑。MAPS是一款专门面向等离子体工艺腔室的数值模拟软件平台，可以同时为等离子体工艺腔室的参数设计和表面处理工艺（材料刻蚀和薄膜沉积）的结果预测提供模拟服务。基于不同的等离子体模型，MAPS包含不同的数值模拟方法，如粒子/蒙特卡洛碰撞模拟方法、流体力学模拟方法、流体力学/蒙特卡洛碰撞混合模拟方法、整体模型模拟方法等。软件平台包含输入部分、输出部分以及七大模块，分别是等离子体模块、中性气体模块、电磁模块、鞘层模块、化学反应模块、表面模块及实验验证模块。此外，PSEG团队研制了结构可变的大面积、多功能等离子体实验平台和多套CCP和ICP放电平台，并自主研发了射频磁探针、微波发卡探针、光探针、吸收光谱诊断系统、布拉格光栅测温系统、悬浮双探针等诊断工具和集成了商用的Langmuir探针、质谱仪、离子能量分析仪、光谱仪、ICCD及光致解离负离子诊断系统等。这些诊断手段为等离子体源多参数诊断提供条件。大量研究表明，MAPS的模拟结果与实验测量结果在量级和变化趋势上达到一致，证明了MAPS仿真软件的可靠性。近期，针对工业中常用的CCP源，MAPS仿真软件提供了一种新的快速仿真算法：基于多时间步长、泊松方程的半隐式修正、超松弛迭代等，可以将模拟速度提高几十倍。此外，针对ICP源，PSEG团队也建立了一种新的双极扩散近似模型，可以对带有射频偏压的感性耦合放电过程进行仿真。该方法不仅模拟速度快，还适用于低气压放电。MAPS仿真软件具有外界控制参数多、耦合物理场多、数值求解器多、数值仿真模型多等优势，能够对ICP刻蚀机、CCP刻蚀机、PECVD（等离子体增强化学气相沉积）和PVD（物理气相沉积）工艺腔室进行仿真，支持对优化工艺过程参数的进一步探索，受到了国内的多家半导体设备制造企业的青睐。近十年中，MAPS仿真软件已分别为北方华创、中微半导体设备（上海）、拓荆科技、苏州迈为、武汉长江存储及理想能源设备（上海）等多家企业提供仿真服务。未来，PSEG团队将继续专注于对MAPS仿真软件的完善和升级，希望可以为半导体、光伏及平板显示等产业的创新与发展注入源源不断的强劲动力。

当前，我国半导体设备依旧高度依赖于海外企业，并且在核心技术和零部件上受到一定的限制。作为半导体产业重要的一环，薄膜沉积设备可以说牵一发而动全身。而中国作为半导体设备的重要市场，随着各地半导体项目的林立，晶圆代工厂的产能扩建热潮以及自主可控进程的推进，薄膜沉积设备厂商也迎来了快速成长和突破的新黄金期。对此，仪器信息网特邀请天津中环电炉股份有限公司介绍了其薄膜沉积设备。不断加大研发投入，为用户提供试用平台据了解，薄膜沉积领域在过去一直处于国外品牌独占市场。在此背景下，天津中环集中力量，借鉴国际先进经验，结合国内特色，开发了独具特色的薄膜沉积设备。其主要薄膜沉积产品包括CVD12IIIH-3-G、双相气流二硫化钼沉积设备、等离子薄膜沉积设备PECVD12IIH-3-G、三源流化床薄膜沉积设备等，凭借优异的性能，多次帮助用户在Science等多种国际级顶级期刊发表高影响力文章及成果，更是几乎进入了目前主流实验领域全部实验和部分高难度实验。天津中环的1200℃预加热双温区PECVD集成系统目前我国总体上看在薄膜沉积设备技术还处于新兴产业，发展时间短，技术积累薄弱，专业人才稀缺。市场处于萌芽阶段，但后续市场规模和技术需要又相当高。对此，天津中环认为，必须加大投入，无论资金、技术、人力等，不加大投入一但被国外产品拉开差距，建立技术壁垒，我国该产业很难发展，以至于薄膜沉积领域科研严重受制。正是在这种不断的研发投入下，天津中环现有产品已基本达到与国际龙头企业参数一致、价格更低、操作更容易、维护更简单。国内市场已经占据较多份额，主要客户群体有中科院所、大专院校、研究所、企业研发部门和检验部门。其中73%为实验领域。目前用户主要关注产品的技术参数和实验效果，为了更好的服务用户，天津中环组织人力、物力积极筹建实验室，为客户提供设备试用平台，目前天津中环实验室已经可以完成大多数实验，并得到理想的实验结果。确保客户采购设备后能够达到使用效果。另辟蹊径，绕开壁垒，突破“卡脖子”技术在贸易战以来，全社会都关注“卡脖子”问题，而在薄膜成绩领域当然也存在一定的“卡脖子”现象。在真空领域、气体控制领域特别明显，如高真空无油泵、特种气体流量控制等方面尤为突出。据透露，天津中环在5年前就发现问题，并积极联合各相关企业进行联合开发，通过特殊的设备结构、独特的设计理念另辟蹊径的达到了与国外类似的实验结果。从根本上绕过了一定的技术壁垒。谈到未来发展趋势时，天津中环认为未来的实验室和工业领域对于薄膜沉积技术更倾向于可视化的沉积与制备，可以更加直观的发现问题和解决问题。目前沉积设备都是盲烧。无法直观的展现沉积过程与沉积状态。这大大延缓了实验进度，阻碍了科学工作者的实验思路。基于对未来发展趋势的判断，天津中环于4年前着手研发可视化烧结、沉积设备。目前已经达到8微米级别的可视化分辨率，产品在陶瓷烧结、金属冶炼熔渗、高温接触角分析等领域获得无数好评，想成了稳定销售。下一步，天津中环还将着重研发纳米级分辨精度产品，为薄膜沉积领域打开一条新路。关于天津中环天津中环电炉是一家成立于1993年的股份制企业，现有产品专利40项，于2017年成功上市，具备研发、生产、实验等能力，产品上专精于实验电炉与薄膜沉积类设备及外延产品。在近年来半导体产业热潮下，天津中环主要业绩同比上一年度提高接近30%，三年平均增长18.7%。连续8年实现销售额增长超过10%。天津中环产品主要应用于材料行业、陶瓷行业、金属冶炼、处理。生物材料以及化学化工行业。

人工视觉智能技术在安全、医疗和服务等领域颇有应用潜力。然而，随着网络化和信息化的发展，基于冯诺依曼构架的现有视觉系统因功耗问题难以实时处理海量激增的视觉数据。仿生人类视觉的光电突触器件可集图像信息采集、存储和处理于一体，有效解决现有视觉系统存在的时效性、功耗等问题。非晶氧化物半导体薄膜晶体管(TFT)作为传统电子器件在显示、电子电路等领域已实现产业化应用。因此，基于氧化物TFT的创新器件在产业工艺兼容性、与后端电路的在板集成等方面优势明显，在仿生人类视觉神经突触器件的研发方面，亟待解决如可见光响应弱、频率高效选择性、不同波段信号串扰等一些关键科学和技术问题。 　　中国科学院宁波材料技术与工程研究所功能薄膜与智构器件团队阐明了非晶氧化物半导体器件中与氧空位息息相关的突触权重调控的微观机理，为提高可见光响应奠定了理论基础，设计了背沟道修饰pn异质结的光电突触TFT，有效耦合了三端器件的栅压调控和两端器件的内建电场调控功能，兼具高光电响应、易集成、低功耗等优势。 　　近期，该团队携手福州大学教授张海忠团队，设计了基于InP量子点/InSnZnO的光电TFT的仿生视觉传感器，将氧化物半导体优异的电传输特性和InP量子点良好的宽光谱响应特性有机结合，使器件具有优异的栅极可控性和可见光响应特性，通过简单控制栅极偏置实现初始状态的调控，仿生模拟了人眼暗视和明视环境下适应功能的切换。该工作构建的TFT阵列在感知红绿蓝三原色字母时均表现出逼真的环境自适应特征。此外，基于该光电传感阵列的三层衍射神经网络用于手写数字识别模拟，准确率可达93%。该研究为开发环境适应性人工视觉系统开辟了新途径，并对神经形态光电子器件的研发具有启发性意义。 　　相关研究成果发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials，DOI: 10.1002/adfm.202305959)上。研究工作得到国家自然科学基金和宁波市重大科技攻关项目等的支持。人眼明暗适应过程与氧化物光电薄膜晶体管光电流变化过程的类比演

仪器信息网讯 2022年10月14日，由马尔文帕纳科携手仪器信息网联合主办的“微观丈量，‘膜’力无限——X 射线分析技术应用于薄膜测量专题网络研讨会”成功举办。本次活动吸引500余人报名参加，直播间气氛活跃，提问不断。马尔文帕纳科先进材料行业销售经理程伟为活动致开场词。程伟讲到，马尔文帕纳科隶属于英国思百吉集团，为微观领域材料表征技术专家，聚焦基础材料、先进材料、医药与食品三大市场，致力于释放微观世界的力量，促进宏观世界的改变。马尔文帕纳科的XRD、XRF产品可以为薄膜材料分析提供全面解决方案，帮助客户获得薄膜材料的元素构成、物相、厚度、取向、残余应力等关键信息。会议特邀高校资深应用专家及马尔文帕纳科技术专家分享精彩报告。同济大学朱京涛教授作《X射线衍射仪在纳米多层薄膜表征中的应用》主题报告，系统介绍国内外多层薄膜研究进展，并结合其团队研究实例，围绕X射线衍射仪在纳米多层薄膜表征中的应用开展探讨，采用掠入射X射线反射、X射线衍射、X射线面内散射等测试方法，表征周期、非周期、梯度多层膜，以及膜层厚度、界面宽度、薄膜均匀性、结晶特性、粗糙度等信息。从1954年飞利浦第一台用于薄膜分析的X射线衍射仪诞生以来，马尔文帕纳科X射线分析技术应用于半导体薄膜材料测量已有非常悠久的历史，目前可为世界各地的半导体制造商提供完整的物理、化学和结构分析解决方案，从薄膜厚度和晶向到组分、应力、结晶度、密度和界面形态等。马尔文帕纳科亚太区半导体销售经理钟明光详细介绍了公司X射线衍射及X射线荧光分析技术在半导体薄膜领域的整体解决方案，包括新一代X'Pert3 MRD(XL)高分辨X射线衍射仪、2830ZT波长色散X射线荧光圆晶分析仪等。多晶薄膜材料的晶型、残余应力和织构影响着薄膜的物理和力学性能，对这些参数进行测量和分析可以为薄膜沉积工艺的调整和优化提供依据。在衍射仪中构建适合薄膜分析的光路，在常规的晶型分析外，还可以对薄膜材料进行无损的残余应力和织构分析。马尔文帕纳科中国区XRD产品经理王林带来题为《多晶薄膜应力和织构分析》的报告，结合多晶薄膜分析示例，分享了马尔文帕纳科X射线衍射技术在多晶薄膜的物相、应力、织构表征方面的应用。Aeris台式衍射仪的演示短片通常，X射线衍射仪分析薄膜材料，都是在大型落地式的XRD上实现的，但马尔文帕纳科在2021年推出了新一代的Aeris台式XRD，可以通过增加掠入射功能附件，实现在占地面积更小的台式衍射仪上进行薄膜的物相和掠入射残余应力分析。报告间隙，特插播Aeris台式衍射仪演示短片，让用户更直观了解这款“一机多能”的多功能型台式X射线衍射仪。X射线荧光光谱通常被认为是一种成分分析技术，广泛应用于各类工业过程控制。追本溯源，其分析原理来自于X射线与物质的相互作用，因此该技术的应用也被延伸至各类薄层样品的表征，获取涂层和镀层中的层厚和薄层成分信息。在薄层样品的分析上，XRF具有无损分析、测量速度快、层间界面要求较低、样品尺寸灵活和适用多层分析的特点，被广泛用于半导体、金属、电子等领域。报告中，马尔文帕纳科中国区XRF产品经理熊佳星先生分享了X射线荧光技术用于涂层镀层分析的原理、方案及典型应用，并演示了实际样品的测量过程；视频中，Epsilon4台式XRF搭配专用的薄膜分析软件Stratos可以实现对涂层和镀层的快速、准确的无损分析。台式荧光仪镀层分析演示视频本次专题活动，马尔文帕纳科还为用户准备了丰富的礼品，随着第三轮抽奖活动的结束，会议进入尾声。未来仪器信息网和马尔文帕纳科也将一如既往为薄膜材料等先进材料用户提供更多更优质的服务。更多活动详情请点击下方专题。

据外媒消息，美国的化合物半导体设备生产商Plasma Therm收购了意大利的TFE公司，该公司是一家溅射设备供应商，在PVD溅射和蒸发工艺设备以及薄膜应用的高纯度材料方面拥有专业知识。Plasma-Therm首席执行官Abdul Lateef表示，收购TFE加强了Plasma-Therm在欧洲不断扩大的足迹，这是Plasma-Therm长期战略增长计划的关键组成部分。它还有助于显著扩展Plasma-Therm在功率器件市场的产品组合，TFE的PVD工具套件专为满足MEMS、电源、RFID和其他半导体应用的要求而量身定制。TFE的PVD技术高度补充了Plasma-Therm现有的蚀刻和沉积产品和工艺处理方案，增强了其满足更广泛的半导体制造和研发市场需求的能力。TFE在PVD技术和功率器件市场需求方面的员工专业知识的附加值进一步加强了Plasma-Therm著名的客户服务和支持团队。TFE首席执行官Francesco Terenziani评论：“我们对此次收购感到兴奋，并将我们的优势与Plasma-Therm的优势相结合。虽然TFE将继续独立运营，但我们将与Plasma-Therm密切合作，结合我们在等离子和PVD工艺技术方面的优势，为客户提供更全面的产品。此次收购将使我们能够在全球范围内扩大我们的研发资源和客户服务与支持团队，为我们的客户提供及时的解决方案。”据悉，Plasma-Therm于1974年在美国成立，为专业半导体和纳米技术市场提供等离子刻蚀、沉积和先进封装设备。该公司目前拥有40多项等离子工艺和设备发明的美国和外国专利。

薄膜沉积是半导体器件和集成电路制造过程中必不可少的环节。薄膜沉积技术可以分为化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）。芯片制造设备四大件，光刻机、刻蚀机、沉积膜设备以及离子注入机，总计占前道工艺7成以上的设备成本。这其中沉积膜设备排名第三，占20%到23%，市场巨大。针对于此，根据中国海关公布的大陆2020年11月-2021年10月各类薄膜沉积设备的进出口数据，仪器信息网近期特对相关品类产品（海关HS编码：84862021、84862022、84862029、84863021、84863032、84863039）的海关数据进行分析，供广大用户参考。不同类薄膜沉积设备进口额变化趋势2020年11月-2021年10月进口额排行（人民币/万元）海关数据根据薄膜沉积设备的原理和用途将其分为六类制造半导体器件或IC的化学气相沉积装置、制造半导体器件或IC的物理气相沉积装置、其他制半导体件或集成电路用薄膜沉积设备、制造平板显示器用的化学气相沉积设备（CVD）、制造平板显示器用的物理气相沉积设备（PVD）和制造平板显示器用的其他薄膜沉积设备。从一年时间的进口额可以看出，用于制造半导体器件或IC的化学气相沉积装置所在份额远大于其它类型的薄膜沉积设备进口额，这表明我国在半导体器件和集成电路用CVD设备领域国产化率低于PVD，大量依赖进口。而从进口额时间变化趋势可以看出，今年上半年的半导体器件和集成电路用CVD进口额增长迅速，但在年中达到顶峰后在第三季度呈明显下降趋势。平板用的PVD和CVD设备整体进口额差距不大，国产化率接近。中国薄膜沉积设备各注册地进口额变化（人民币/万元）2020年11月-2021年10月各注册地进口额分布（人民币/万元）通过海关进口企业注册地数据，可以大致了解到进口半导体制造设备在国内的“落脚地”。整体来看，一年时间各地进口薄膜沉积设备总额高达449亿元人民币。从各省进口额分布可以看出，进口薄膜沉积设备的主要地区是上海市、湖北省、陕西省和江苏省。这些地区都是半导体产业发达的地区，对薄膜沉积设备的需求量大。数据显示，这些地区主要进口的是用于半导体器件和集成电路制造的薄膜沉积设备，其进口额分布一定程度上反应了我国半导体产业的分布情况，可以看出目前我国半导体产业仍集中于东南沿海地区以及部分中部省份。薄膜沉积设备进口贸易伙伴分布贸易伙伴进口额总计（人民币/万元）新加坡1035130中国台湾900707韩国834809美国654993日本562006德国268019英国75641瑞士63254马来西亚21525芬兰18297意大利16924奥地利12127法国9337荷兰8432中国2951加拿大1287捷克660列支敦士登129白俄罗斯92瑞典35比利时29伊朗7那么这些进口设备主要来自于哪里？通过对进口贸易伙伴分析可以看出，薄膜沉积设备主要进口自新加坡、中国台湾、韩国、美国、日本等地。值得注意的是，以进口金额计，我国进口CVD设备的最大贸易伙伴居然是新加坡，总额约104亿元，占比约23%。此外，从新加坡进口的薄膜沉积设备全部是用于制造半导体器件或集成电路的设备。新加坡处在马六甲海峡，扼太平洋及印度洋之间的航运要道，是全球海运的几大必经路线之一，战略地位十分重要——早在新加坡建国之前，“新加坡港”已发展成为国际著名的转口港。世界各国的将需要出口的货物运输到新加坡港，存放几天或几十天（其中20%的堆存时间仅为1天），然后再转运到进口国。由于新加坡的自由贸易港，通过新加坡的“转口贸易”可变成躲避贸易制裁的有效方式之一。从新加坡进口设备，可能是为了规避以美国为首的西方集团对我国日益收紧的半导体器件或集成电路制造设备的进口限制。那么各省进口的薄膜沉积设备来自于哪些地区？对此，笔者对进口额TOP4的注册地的设备来源进行了统计分析。可以看出，湖北省的进口主要来自于新加坡。陕西省的进口设备主要来自于韩国，占比过半，这可能三星在西安的半导体厂的生产线有关。上海市的进口产品以美国为主，这可能是上海建设的产线制程较先进，对美国设备依赖较大。而江苏省的设备韩国、美国、新加坡、日本设备占比差距较小。

金刚石薄膜热导率测量的难点和TDTR解决方案金刚石从4000年前，印度首次开采以来，金刚石在人类历史上一直扮演着比其他材料引人注意的角色，几个世纪以来，诚勿论加之其因稀缺而作为财富和声望象征属性。单就一系列非凡的物理特性，例如：已知最硬的材料，在室温下具有最高的热导率，宽的透光范围，最坚硬的材料，可压缩性最小，并且对大多数物质是化学惰性，就足以使得其备受推崇，所以金刚石常常被有时被称为“终极工程材料”也不那么为人惊讶了。一些金刚石的物理特性解决金刚石的稀缺性的工业方案：金刚石的化学气相沉积（CVD）高温高压但是因为大型天然钻石的成本和稀缺性，金刚石的工业化应用一致非常困难。200 年前，人们就知道钻石是仅由碳组成（Tennant 1797），并且进行了许多尝试以人工合成金刚石，作为金刚石在自然界中最常见的同素异构体之一的石墨，被尝试用于人造金刚石合成。虽然结果确被证明其过程是非常困难因为石墨和金刚石虽然标准焓仅相差 2.9 kJ mol-1 （Bundy 1980），但因为一个大的活化势垒将两相隔开，阻止了石墨和金刚石在室温和大气下相互转化。有趣的是，这种使金刚石如此稀有的巨大能量屏障也是金刚石之所以成为金刚石的原因。但是终究在1992年，一项称之为HPHT（high-pressure high-temperature）生长技术的出现，并随着通用电气发布为几十年来一直用于生产工业金刚石的标准技术。在这个过程中，石墨在液压机中被压缩到数万个大气压，在合适的金属催化剂存在下加热到 2000 K 以上，直到金刚石结晶。由此产生的金刚石晶体用于广泛的工业过程，利用金刚石的硬度和耐磨性能，例如切割和加工机械部件，以及用于光学的抛光和研磨。高温高压法的缺点是它只能生产出纳米级到毫米级的单晶金刚石，这限制了它的应用范围。直到金刚石的化学气相沉积（CVD）生产方法以及金刚石薄膜的出现，该金刚石的形式可以允许其更多的最高级特性被利用。金刚石的化学气相沉积（CVD）生产方法相比起HPHT 复制自然界金刚石产生的环境和方法，化学气相沉积选择将碳原子一次一个地添加到初始模板中，从而产生四面体键合碳网络结果。化学气相沉法，顾名思义，其主要涉及在固体表面上方发生的气相化学反应，从而导致沉积到该表面上。下图展示了一些比较常见的制备方法金刚石薄膜一旦单个金刚石微晶在表面成核，就会在三个维度上进行生长，直到晶体聚结。而形成了连续的薄膜后，生长方向就会会限定会向上生长。因此得到的薄膜是具有许多晶界和缺陷的多晶产品，并呈现出从衬底向上延伸的柱状结构。不过，随着薄膜变厚，晶体尺寸增加，而缺陷和晶界的数量减少。这意味着较厚薄膜的外层通常比初始形核层的质量要好得多。下文中会提到的在金刚石薄膜用作热管理散热器件时，通常将薄膜与其基材分离，最底部的 50-100 um 是通过机械抛光去除。尽管如此，在 CVD 过程中获得的金刚石薄膜的表面形态主要取决于各种工艺条件，导致其性能表现个不一致，相差很大。这也为作为散热应用中的一些参数测量，例如热导率等带来了很大挑战。金刚石薄膜的热管理应用金刚石薄膜在作为散热热管理材料应用时，有着出色的前景，与此同时也伴随着巨大挑战。一方面，而在热学方面，金刚石具有目前所知的天然物质中最高的热导率（1000~2000Ｗ/(mK )），比碳化硅（SiC）大4倍，比硅（Si）大13倍，比砷化稼（GaAs）大43倍，是铜和银的4~5倍，目前金刚石热沉片大有可为。下图展示了常见材料和金刚石材料的热导率参数：另一方面，但人造金刚石薄膜的性能表现，往往远远低于这一高水平。并且就日常表现而言，现代大功率电子和光电器件（5G应用，半导体芯片散热等）由于在小面积内产生大量热量而面临严重的冷却问题。为了快速制冷，往往需要一些高导热性材料制成的散热片/散热涂层发热端和冷却端（散热器，风扇，热沉等等）CVD 金刚石在很宽的温度范围内具有远优于铜的导热率，而且它还具电绝缘的优势。早在1996年沃纳等人就在可以使用导热率约为 2 W mm-1 K-1 的大面积 CVD 金刚石板用于各种热管理应用。 包括用于集成电路的基板（Boudreaux 1995），用于高功率激光二极管的散热器（Troy 1992），甚至作为多芯片模块的基板材料（Lu 1993）。从而使得器件更高的速度运行，因为设备可以更紧密地安置而不会过热。 并且设备可靠性也有望提高，因为对于给定的器件，安装在金刚石上时合流合度会更低。比起现在流行的石墨烯，金刚石也有着其独特优势。飞秒高速热反射测量（FSTR）在CVD金刚石薄膜热学测量中的应用挑战金刚石薄膜的热导率表征不是一个简单的问题，特别是在膜层厚度很薄的情况下美国国防部高级研究计划局（DARPA）的电子热管理金刚石薄膜热传输项目曾经将将来自五所大学的研究人员聚集在一起，全面描述CVD金刚石薄膜的热传输和材料特性，以便更好地进一步改善热传输特性，可见其在应用端处理优化之挑战。而这其中，用于特殊需求材料热导率测量的飞秒高速热反射测量（FSTR）（又叫飞秒时域热反射（TDTR）测试系统）发挥了极其重要的作用，它在精确测量通常具有高表面粗糙度的微米厚各向异性薄膜的热导率的研究，以及在某些情况下，CVD金刚石薄膜的热导率和热边界改善研究，使其对大功率电子器件的热管理应用根据吸引力的研究上发挥了决定性指导作用。常见的材料热学测试方法，包括闪光法（Laser Flash），3-Ω法，稳态四探针法，悬浮电加热法，拉曼热成像法，时域热反射法（TDTR）等。而对于CVD金刚石薄膜的热学测量，受限于在过程中可能需要多层解析、精细的空间分辨率、高精度分析，以及解析薄膜特性和界面的能力，飞秒高速热反射测量（FSTR）（又叫飞秒时域热反射（TDTR）测试系统）已成为为过去十年来最普遍采用的的热导率测量方法之一。飞秒高速热反射测量（FSTR）飞秒高速热反射测量（FSTR），也被称为飞秒时域热反射（TDTR）测量，被用于测量0.1 W/m-K至1000 W/m-K，甚至更到以上范围内的热导率系统适用于各种样品测量，如聚合物薄膜、超晶格、石墨烯界面、液体等。总的来说，飞秒高速热反射测量（FSTR）是一种泵-探针光热技术，使用超快激光加热样品，然后测量其在数ns内的温度响应。泵浦（加热）脉冲在一定频率的范围内进行调制，这不仅可以控制热量进入样品的深度，还可以使用锁定放大器提取具有更高信噪比的表面温度响应。探测光（温度感应）脉冲通过一个机械级，该机械级可以在0.1到数ns的范围内延迟探头相对于泵脉冲的到达，从而获取温度衰减曲线。如上文提到，因为生长特性，导致典型的金刚石样品是粗糙的、不均匀的和不同厚度特性的这就为飞秒高速热反射测量（FSTR）的CVD 金刚石薄膜热学测量带来了一些挑战。具体而言，粗糙表面会影响通过反射而来的探测光采集，且过于粗糙导致实际面型为非平面，这对理论热学传递建模分析也会引入额外误差，在某些情况下，可以对样品进行抛光以降低表面粗糙度，但仍必须处理薄膜的不均匀和各向性质差异。对于各向异性材料，存在 2D 和 3D 各向异性的精确解析解，但这使得热导率和热边界电阻的确定更加困难，并且具有额外的未知属性。即使样品中和传导层铝模之间总是存在未知的边界热阻，但是通常使用单个调制频率可以从样本中提取两个未知属性，这意味着在大多数情况下测量可以提取层热导率。然而，对于金刚石样品，样品内纵向和横向热导率是不同的，这意味着需要额外的测量来提取这两种特性；这可以通过改变一些系统参数来实现校正，参见系统参数描述（详情联系请上海昊量光电）。另一个困难是确定金刚石 CVD 的热容量，根据生长质量和样品中存在的非金刚石碳（NDC）的数量，生长出来的金刚石的热容量值相差极大。在这种情况下对于5 um的金刚石薄膜，测量将完全穿透金刚石样品，抵达样品到下面的基底材料（上图不同情况下的金刚石薄膜TDTR测量分析手段将会有很大不同）这使得测量对金刚石-基底边界电阻也很敏感。这意味着测量可能总共有五个未知参数：1）铝膜-金刚石间边界热阻，2）金刚石内横向热导率，3）金刚石内纵向热导率，4）金刚石热容量，5）金刚石-基底材料间边界热阻即使结合一定分析处理手段，见设备说明（详情联系请上海昊量光电），准确提取所有未知参数也很困难。一些常见影响样品尺寸确认 测量相对于样本尺寸的采样量很重要；飞秒高速热反射测量（FSTR）通常是基于标准体材料传热建模，而现在一些测量的块体材料样品越来越小，对于高质量的单晶半导体，基于块体材料的传热模型分析假设是有效的，但是对于更多缺陷和异质材料，例如 CVD 金刚石，这个假设就只是一个近似值。纵向均匀性通常而言，金刚石生长过程中，颗粒梯度会非常大，这也可能会导致热导率梯度非常大。此外，非金刚石碳（NDC，non-diamond carbon）含量、晶粒尺寸或表面粗糙度的局部变化也可能影响热导率的局部测量。TDTR测量中，可以 通过控制调制频率，从而实现加热深度控制，从而实现采样深度控制（详细技术讨论联系请上海昊量光电）对于不同热导率样品和不同加热频率，测量薄膜中采样 可能从1-2 um 到 20 um 不等 （相对应的，薄膜厚度超过300微米）其他更多 挑战和技术细节，受限于篇幅，将在后续更新继续讨论，如您有兴趣就相关设备和技术问题进行交流，可联系上海昊量光电获取更多信息。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是目前国内知名光电产品专业代理商，也是近年来发展迅速的光电产品代理企业。除了拥有一批专业技术销售工程师之外，还有拥有一支强大技术支持队伍。我们的技术支持团队可以为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等工作。秉承诚信、高效、创新、共赢的核心价值观，昊量光电坚持以诚信为基石，凭借高效的运营机制和勇于创新的探索精神为我们的客户与与合作伙伴不断创造价值，实现各方共赢！

2021年9月23日，由仪器信息网主办的“薄膜沉积与外延技术与应用”主题网络研讨会成功举办，会议进行了了4个精彩报告，吸引领域内近400位听众报名参会。采用一定方法，使处于某种状态的一种或几种物质的基团以物理和化学方法附着于衬底材料表面形成一种新的物质，这层新物质就是薄膜。薄膜的制备主要技术包括薄膜沉积和外延技术。薄膜沉积和外延技术是半导体制造工艺中的非常重要的技术。基于此，仪器信息网于2021年9月23日举办了本次“薄膜沉积与外延技术与应用”主题网络研讨会，依托“网络讲堂”栏目，邀请业内专家以及技术人员参与本次网络研讨会，就薄膜沉积与外延技术与应用等话题共同探讨，为广大从事薄膜沉积与外延技术研发等方面的专家学者和技术人员提供了一个交流的空间。本次会议，邀请到云南大学杨鹏教授、牛津仪器科技（上海）有限公司高级应用科学家刘志文博士、中国科学院半导体研究所王晓东研究员和中国科学院微电子研究所杨妍研究员做报告，受到牛津仪器科技（上海）有限公司的大力支持，会议过程中，听众积极参与，直播间氛围热烈。会议的4个报告，经征求报告嘉宾意见，3个报告将设置视频回放（“薄膜沉积与外延技术与应用”主题网络研讨会），便于广大网友温故知新，详情见下表：2021年9月23日上午报告题目报告嘉宾链接几种二维及少层材料的生长与物性表征杨鹏云南大学 教授回放链接如何用原子力显微镜评价高质量薄膜刘志文牛津仪器科技（上海）有限公司 高级应用科学家回放链接离子束溅射镀膜技术及其应用王晓东中国科学院半导体研究所 研究员不回放硅光芯片工艺流程及对薄膜工艺的需求杨妍中国科学院微电子研究所 研究员回放链接

p style="text-indent: 2em "透明导电薄膜是触控屏、平板显示器、光伏电池、有机发光二极管等电子和光电子器件的重要组成部件。氧化铟锡（ITO）是当前应用最为广泛的透明导电薄膜材料，但ITO不具有柔性且铟资源稀缺，难以满足柔性电子器件等的发展需求。单壁碳纳米管（SWCNT）相互搭接形成的二维网络结构具有柔韧、透明、导电等特点，是构建柔性透明导电薄膜的理想材料。但已报道SWCNT薄膜的透明导电性能仍与ITO材料有较大差距。/pp style="text-indent: 2em "因此，进一步提高SWCNT薄膜的透明导电特性是实现其器件应用的关键。分析表明，SWCNT透明导电薄膜中的管间接触电阻和管束聚集效应是制约其性能提高的主要瓶颈。一方面，由于SWCNT之间的接触面积小且存在肖特基势垒，载流子在搭接处的隧穿效应较弱，使得管间接触电阻远高于SWCNT的自身电阻；另一方面，虽然SWCNT的直径一般仅为1-2nm，但由于范德华力的作用其通常聚集成直径几十、上百纳米的管束以降低表面能；管束内部的SWCNT会吸光而降低薄膜的透光率，但对薄膜的电导几乎没有贡献。因此，研制高性能SWCNT柔性透明导电薄膜的关键是获得单根分散、低接触电阻的SWCNT网络结构。/pp style="text-indent: 2em "最近，中国科学院金属研究所与上海科技大学物质学院联合培养的博士研究生蒋松在金属所先进炭材料研究部的导师指导下与合作者采用浮动催化剂化学气相沉积法制备出具有“碳焊”结构、单根分散的SWCNT透明导电薄膜（图1A）。 /pp style="text-indent: 2em text-align: center "span style="text-align: center text-indent: 0em "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/d1a3d102-e0c5-4683-b29e-cc493258961c.jpg" title="1 高性能碳纳米管透明导电薄膜研究取得进展 仪器信息网.jpg"/ /span/pp style="text-align: center text-indent: 2em "span style="color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px "图1. 单根分散、具有碳焊结构的SWCNT网络。/span/pp style="text-indent: 2em text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px "（A）典型TEM照片；（B）单根SWCNT的百分含量统计；/span/pp style="text-indent: 2em text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px "（C-D）无碳焊结构的金属性-半导体性SWCNT的I-V传输特性；/span/pp style="text-indent: 2em text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px "（E-F）有碳焊结构的金属性-半导体性SWCNT的I-V传输特性。/span/pp style="text-indent: 2em "通过控制SWCNT的形核浓度，所得薄膜中约85%的碳管以单根形式存在（图1B），其余主要为由2-3根SWCNT构成的小管束。进而，通过调控反应区内的碳源浓度，在SWCNT网络的交叉节点处形成了“碳焊”结构（图1A）。/pp style="text-indent: 2em "研究表明该碳焊结构可使金属性-半导体性SWCNT间的肖特基接触转变为近欧姆接触（图1C-F），从而显著降低管间接触电阻。由于具有以上独特的结构特征，所得SWCNT薄膜在90%透光率下的方块电阻仅为41Ω □-1；经硝酸掺杂处理后，其方块电阻进一步降低至25Ω □-1，比已报道碳纳米管透明导电薄膜的性能提高2倍以上，并优于柔性基底上的ITO（图2A-B）。利用这种高性能SWCNT透明导电薄膜构建了柔性有机发光二极管（OLED）原型器件，其电流效率达到已报道SWCNT OLED器件最高值的7.5 倍（图2C-D），并具有优异的柔性和稳定性。/pp style="text-align: center text-indent: 2em "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/31a1c88d-964d-4fda-af47-d5b192bb42f2.jpg" title="2高性能碳纳米管透明导电薄膜研究取得进展 仪器信息网.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 2em "span style="font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) "图2. SWCNT 柔性透明导电薄膜和SWNCT 有机发光二极管。/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) "（A-B）SWCNT 柔性透明导电薄膜的光学照片及其透明导电性能对比；（C-D）SWCNT 有机发光二极管原型器件的光学照片及其光电性能对比。/span/pp style="text-indent: 2em "该研究从SWCNT网络结构的设计与调控出发，有效解决了限制其透明导电性能提高的关键问题，获得了具有优异柔性和透明导电特性的SWCNT薄膜，可望推动SWCNT在柔性电子及光电子器件中的实际应用。主要研究结果于5月4日在Science Advances在线发表（Sci. Adv. 4, eaap9264 (2018)，DOI: 10.1126/sciadv.aap9264）。该研究工作得到了科技部、基金委、中科院等部署的相关项目的支持。/p

摘要：本文首先简单回顾了辉光放电光谱仪（Glow Discharge Optical Emission Spectrometry，GDOES）的发展历程及特性，然后通过实例介绍了GDOES在微米涂层以及纳米超薄膜层深度剖析中的应用，并简介了深度谱定量分析的混合-粗糙度-信息深度（MRI）模型，最后对GDOES深度剖析的发展方向作了展望。1 GDOES发展历程及特性辉光放电发射光谱仪应用于表面分析及深度剖析已经有近100年的历史。辉光放电装置以及相关的光谱仪最早出现在20世纪30年代，但直到六十年代才成为化学分析的研究重点。1967年Grimm引入了“空心阳极-平面阴极”的辉光放电源[1]，使得GDOES的商业化成为可能。随后射频（RF）电源的引入，GDOES的应用范围从导电材料拓展到了非导电材料，而毫秒或微秒级的脉冲辉光放电(Pulsed Glow Discharges，PGDs)模式的推出，不仅能有效地减弱轰击样品时的热效应，同时由于PGDs可以使用更高激发功率，使得激发或电离过程增强，大大提高了GDOES测量的灵敏程度，极大推动了GDOES技术的进步以及应用领域的拓展。GDOES被广泛应用于膜层结构的深度剖析，以获取元素成分随深度变化的关系。相较于其它传统的深度剖析技术，如俄歇电子能谱（AES）、X射线光电子能谱（XPS）和二次离子质谱（SIMS）或二次中性质谱（SNMS），GDOES具有如下的独特性[2]：（1）分析样品材料的种类广，可对导体/非导体/无机/有机…膜层材料进行深度剖析，并可探测所有的元素(包括氢)；（2）分析样品的厚度范围宽，既可对微米量级的涂层/镀层，也可对纳米量级薄膜进行深度剖析；（3）溅射速率高，可达到每分钟几微米；（4）基体效应小，由于溅射过程发生在样品表面，而激发过程在腔室的等离子体中，样品基体对被测物质的信号几乎不产生影响；（5）低能级激发，产生的谱线属原子或离子的线状光谱，因此谱线间的干扰较小；（6）低功率溅射，属层层剥离，深度分辨率高，可达亚纳米级；（7）因为采用限制式光源，样品激发时的等离子体小，所以自吸收效应小，校准曲线的线性范围较宽；（8）无高真空需求，保养与维护都非常方便。基于上述优势，GDOES被广泛应用于表征微米量级的材料表面涂层/镀层、有机膜层的涂布层、锂电池电极多层结构和用于其封装的铝塑膜层、以及纳米量级的功能多层膜中元素的成分分布[3-6]，下面举几个具体的应用实例。2 GDOES深度剖析应用实例2.1 涂层的深度剖析用于材料表面保护的涂层或镀层、食品与药品包装的柔性有机基材的涂布膜层、锂电池的多层膜电极，以及用于锂电池包装的铝塑膜等等的膜层厚度一般都是微米量级，有的膜层厚度甚至达到百微米。传统的深度剖析技术，如AES，XPS和SIMS显然无法对这些厚膜层进行深度剖析，而GDOES深度剖析技术非常适合这类微米量级厚膜的深度剖析。图1给出了利用Horiba-Profiler 2（一款脉冲—射频辉光放电发射光谱仪—Pulsed-RF GDOES，以下深度谱的实例均是用此设备测量），在Ar气压700Pa和功率55w条件下，测量的表面镀镍的铁箔GODES深度谱，其中的插图给出了从表面到Ni/Fe界面各元素的深度谱，测量时间与深度的转换是通过设备自带的激光干涉仪（DIP）对溅射坑进行原位测量获得。从全谱来看，GDOES测量信号强度稳定，未出现溅射诱导粗糙度或坑道效应（信号强度随溅射深度减小的现象，见下），这主要是因为铁箔具有较大的晶粒尺寸。同时还可以看到GDOES可连续测量到~120μm，溅射速率达到4.2μm/min（70nm/s）。从插图来看， Ni的镀层约为1μm，在表面有~100nm的氧化层，Ni/Fe界面分辨清晰。图1 表面镀镍铁箔的GODES深度谱，其中的插图给出了从表面到Ni/Fe界面的各元素的深度谱图2给出了在氩-氧（4 vol%）混合气气压750Pa、功率20w、脉冲频率3000Hz、占空比0.1875条件下，测量的用于锂电池包装铝塑膜（总厚度约为120μm）的GODES深度谱，其中的插图给出了铝塑膜的层结构示意图[7]。可以看出有机聚酰胺层主要包含碳、氮和氢等元素。在其之下碳、氮和氢元素信号的强度先降后升，表明在聚酰胺膜层下存在与其不同的有机涂层—粘胶剂，所含主要元素仍为碳、氮和氢。同时还可以看出在粘胶剂层下面的无机物（如Al，Cr和P）膜层，其中Cr和P源于为提高Al箔防腐性所做的钝化处理。很明显，图2测量的GDOES深度谱明确展现了锂电池包装铝塑膜的层结构。实验中在氩气中引入4 vol%氧气有助于快速溅射有机物的膜层结构，同时降低碳、氮信号的相对强度，提高了无机物如铬信号的相对强度，非常适合于无机-有机多层复合材料的结构分析，而在脉冲模式下，选用合适的频率和占空比，能够有效地散发溅射产生的热量，从而避免了低熔点有机物的碳化。图2一款锂电池包装铝塑膜的GDOES溅射深度谱，其中的插图给出了铝塑膜的层结构示意图[7]2.2 纳米膜层及表层的深度剖析纳米膜层，特别是纳米多层膜已被广泛应用于光电功能薄膜与半导体元器件等高科技领域。虽然传统的深度剖析技术AES，XPS和SIMS也常常应用于纳米膜层的表征，但对于纳米多层膜，传统的深度剖析技术很难对多层膜整体给予全面的深度剖析表征，而GDOES不仅可以给予纳米多层膜整体全面的深度剖析表征，而且选择合适的射频参数还可以获得如AES和SIMS深度剖析的表层元素深度谱。图3给出了在氩气气压750Pa、功率20w、脉冲频率1000Hz、占空比0.0625条件下，测量的一款柔性透明隔热膜（基材为PET）的GODES深度谱，如图3a所示，其中最具特色的就是清晰地表征了该款隔热膜最核心的三层Ag与AZO（Al+ZnO）共溅射的膜层结构，如图3b Ag膜层的GDOES深度谱所示。根据获得的溅射速率及Ag的深度谱拟合（见后），前两层Ag的厚度分别约为5.5nm与4.8nm[8]。很明显，第二层Ag信号较第一层有较大的展宽，相应的强度值也随之下降，这是源于GDOES对金属膜溅射过程中产生的溅射诱导粗糙度所致。图3（a）一款柔性透明隔热膜GDOES深度谱；（b）其中Ag膜层GDOES深度谱[8]图4给出了在氩气气压650Pa、功率20w、脉冲频率10000Hz、占空比0.5的同一条件下，测量的SiO2(300nm)/Si(111)标准样品和自然生长在Si(111)基片上SiO2样品的GODES深度谱[9]。如果取测量深度谱的半高宽为膜层的厚度，由此得到标准样品SiO2层的溅射速率为6.6nm/s（=300nm/45.5s），也就可以得到自然氧化的SiO2膜层厚度约为1nm（=6.6nm/s*0.15s）。所以，GDOES完全可以实现对一个纳米超薄层的深度剖析测量，这大大拓展了GDOES的应用领域，即从传统的钢铁镀层或块体材料的成分分析拓展到了对纳米薄膜深度剖析的表征。图4 （a）SiO2(300nm)/Si(111)标准样品与（b）自然生长在Si(111)基片上SiO2样品的GDOES深度谱[9]3 深度谱的定量分析3.1 深度分辨率对测量深度谱的优与劣进行评判时，深度分辨率Δz是一个非常重要的指标。传统Δz(16%-84%)的定义为[10]：对一个理想（原子尺度）的A/B界面进行溅射深度剖析时，当所测定的归一化强度从16%上升到84%或从84%下降到16%所对应的深度，如图5所示。Δz代表了测量得到的元素成分分布和原始的成分分布间的偏差程度，Δz越小表示测量结果越接近真实的元素成分分布，测量深度谱的质量就越高。但是随着科技的发展，应用的薄膜越来越薄，探测元素100%（或0%）的平台无法实现，就无法通过Δz(16%-84%)的定义确定深度分辨率，而只能通过对测量深度谱的定量分析获得（见下）。图5深度分辨率Δz的定义[10]3.2 深度谱定量分析—MRI模型溅射深度剖析的目的是获取薄膜样品元素的成分分布，但溅射会改变样品中元素的原始成分分布，产生溅射深度剖析中的失真。溅射深度剖析的定量分析就是要考虑溅射过程中，可能导致样品元素原始成分分布失真的各种因素，提出相应的深度分辨率函数，并通过它对测量的深度谱数据进行定量分析，最终获取被测样品元素在薄膜材料中的真实分布。对于任一溅射深度剖析实验，可能导致样品原始成分分布失真的三个主要因素源于：①粒子轰击产生的原子混合（atomic Mixing）；②样品表面和界面的粗糙度（Roughness）；③探测器所探测信号的信息深度（Information depth）。据此Hofmann提出了深度剖析定量分析著名的MRI深度分辨率函数[11]： 其中引入的三个MRI参数：原子混合长度w、粗糙度和信息深度λ具有明确的物理意义，其值可以通过实验测量得到，也可以通过理论计算得到。确定了分辨率函数，测量深度谱信号的归一化强度I/Io可表示为如下的卷积[12]： 其中z'是积分参量，X(z’)为原始的元素成分分布，g(z-z’)为深度分辨率函数，包含了深度剖析过程中所有引起原始成分分布失真的因素。MRI模型提出后，已被广泛应用于AES，XPS，SIMS和GDOES深度谱数据的定量分析。如果假设各失真因素对深度分辨率影响是相互独立的，相应的深度分辨率就可表示为[13]：其中r为择优溅射参数，是元素A与B溅射速率之比（）。3.3 MRI模型应用实例图6给出了在氩气气压550Pa、功率17w、脉冲频率5000Hz、占空比0.25条件下，测量的60 Mo (3 nm)/B4C (0.3 nm)/Si (3.7 nm) GDOES深度谱[14]，结果清晰地显示了Mo (3 nm)/B4C (0.3 nm)/Si (3.7 nm) 膜层结构，特别是分辨了仅0.3nm的B4C膜层， B和C元素的信号其峰谷和峰顶位置完全一致，可以认为B和C元素的溅射速率相同。为了更好地展现拟合测量的实验数据，选择溅射时间在15~35s范围内测量的深度剖析数据进行定量分析[15]。图6 60×Mo (3 nm)/B4C (0.3 nm)/Si (3.7 nm) GDOES深度谱[14]利用SRIM 软件[16]估算出原子混合长度w为0.6 nm，AFM测量了Mo/B4C/Si多层膜溅射至第30周期时溅射坑底部的粗糙度为0.7nm[14]，对于GDOES深度剖析，由于被测量信号源于样品最外层表面，信息深度λ取为0.01nm。利用（1）与（2）式，调节各元素的溅射速率，并在各层名义厚度值附近微调膜层的厚度，Mo、Si、B（C）元素同时被拟合的最佳结果分别如图7（a）、（b）和（c）中实线所示，对应Mo、Si、B(C)元素的溅射速率分别为8.53、8.95和4.3nm/s，拟合的误差分别为5.5%、6.7%和12.5%。很明显，Mo与Si元素的溅射速率相差不大，但是B4C溅射速率的两倍，这一明显的择优溅射效应是能分辨0.3nm-B4C膜层的原因。根据拟合得到的MRI参数值，由（3）式计算出深度分辨率为1.75 nm，拟合可以获得Mo/B4C/Si多层薄膜中各个层的准确厚度，与HR-TEM测定的单层厚度基本一致[15]。图7 测量的GDOES深度谱数据(空心圆)与MRI最佳拟合结果(实线)：(a) Mo层，(b) Si层，(c) B层；相应的MRI拟合参数列在图中[15]。4 总结与展望从以上深度谱测量实例可以清楚地看到，GDOES深度剖析的应用非常广泛，可测量从小于1nm的超薄薄膜到上百微米的厚膜；从元素H到Lv周期表中的所有元素；从表层到体层；从无机到有机；从导体到非导体等各种材料涂层与薄膜中元素成分随深度的分布，深度分辨率可以达到~1nm。通过对测量深度谱的定量分析，不仅可以获得膜层结构中原始的元素成分分布，而且还可以获得元素的溅射速率、膜层间的界面粗糙度等信息。虽然GDOES深度剖析技术日趋完善，但也存在着一些问题，比如在GDOES深度剖析中常见的溅射坑底部凸凹不平的“溅射坑道效应”（溅射诱导的粗糙度），特别是对多晶金属薄膜的深度剖析尤为明显，这一效应会大大降低GDOES深度谱的深度分辨率。消除溅射坑道效应影响一个有效的方法就是引入溅射过程样品旋转技术，使得各个方向的溅射均等。此外，缩小溅射（分析）面积也是提高溅射深度分辨率的一种方法，但需要考虑提高探测信号的强度，以免降低信号的灵敏度。另外，GDOES深度剖析的应用软件有进一步提升的空间，比如测量深度谱定量分析算法的植入，将信号强度转换为浓度以及溅射时间转换为溅射深度算法的进一步完善。作者简介汕头大学物理系教授 王江涌王江涌，博士，汕头大学物理系教授。现任广东省分析测试协会表面分析专业委员会副主任委员、中国机械工程学会高级会员、中国机械工程学会表面工程分会常务委员；《功能材料》、《材料科学研究与应用》与《表面技术》编委、评委。研究兴趣主要是薄膜材料中的扩散、偏析、相变及深度剖析定量分析。发表英文专著2部，专利十余件，论文150余篇，其中SCI论文110余篇。代表性成果在《Physical Review Letters》，《Nature Communications》，《Advanced Materials》，《Applied Physics Letters》等国际重要期刊上发表。主持国家自然基金、科技部政府间国际合作、广东省科技计划及横向合作项目十余项。获2021年广东省科技进步一等奖、2021年广东省高校科研成果转化路演赛“新材料”小组赛一等奖、2021年粤港澳高价值大湾区专利培育布局大赛优胜奖、2020年广东省高校科研成果转化路演赛“新材料”小组赛一等奖、总决赛一等奖。昆山书豪仪器科技有限公司总经理 徐荣网徐荣网，昆山书豪仪器科技有限公司总经理，昆山市第十六届政协委员；曾就职于美国艾默生电气任职Labview设计工程师、江苏天瑞仪器股份公司任职光谱产品经理。2012年3月，作为公司创始人于创立昆山书豪仪器科技有限公司，2019年购买工业用地，出资建造12300平方米集办公、研发、生产于一体的书豪产业化大楼，现已投入使用。曾获2020年朱良漪分析仪器创新奖青年创新入围奖；2019年昆山市实用产业化人才；2019年江苏省科技技术进步奖获提名；2017年《原子发射光谱仪》“中国苏州”大学生创新创业大赛二等奖；2014年度昆山市科学技术进步奖三等奖；2017年度昆山市科学技术进步奖三等奖；多次获得昆山市级人才津贴及各类奖励项目等。主持研发产品申请的已授权专利47项专利，其中发明专利 4 项，实用新型专利 25项，外观专利7项，计算机软件著作权 11项。论文2篇《空心阴极光谱光电法用于测定高温合金痕量杂质元素》，《Application of Adaptive Iteratively Reweighted Penalized Least Squares Baseline Correction in Oil Spectrometer 》第一编著人；主持编著的企业标准4篇；承担项目包括3项省级项目、1项苏州市级项目、4项昆山市级项目；其中：旋转盘电极油料光谱仪获江苏省工业与信息产业转型升级专项资金--重大攻关项目（现已成功验收，获政府补助660万元）、江苏省首台（套）重大装备认定、江苏省工业与信息产业转型升级专项资金项目、苏州市姑苏天使计划项目等；主持研发并总体设计的《HCD100空心阴极直读光谱仪》、《AES998火花直读光谱仪》、《FS500全谱直读光谱仪》《旋转盘电极油料光谱仪OIL8000、OIL8000H、PO100》均研发成功通过江苏省新产品新技术鉴定，实现了产业化。参考文献：[1] GRIMM, W. 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广州标际包装设备有限公司于11月25日-27日前往深圳（福华三路）会展中心参加2013第六届中国国际高性能薄膜制造技术展览会，广州标际此次参展取得圆满成功。 图1，标际展台布置展会信息：展会名：2013第六届中国国际高性能薄膜制造技术展览会时间：2013年11月25日—27日地点：深圳会展中心（福华三路）标际展位：3号馆A350展台展会网站：www.film-expo.com标际网站：www.gdtest.com.cn www.gbtest.cn 【Film Expo 2013 展出范围】※高功能薄膜展区※光学薄膜、锂离子电池隔离膜、喷涂替代薄膜、触控式面板用薄膜、电解质薄膜燃料电池、光触媒薄膜、 半导体用薄膜、塑料基板薄膜 、太阳能/充电式电池用薄膜、生物可分解塑胶膜 、其他功能性薄膜等；※成型?转换?二次加工展区※ 分切分条机、涂布印刷设备、干燥设备、表面处理/硬化装置、紫外线照射装置、电晕处理机、刀/切割工具，模切机、挤压机、伸线机、混和机，搅拌器、滚轮/卷芯 、T-印模?膨脹印模?多层印模、捲取机，複捲机、打样切割机、輸送带/节省人力机器、铸造设备、压膜机、过滤器及其他薄膜加工技术等；※薄膜检查/測量/分析展区※ 缺陷检查系统、反射检查装置、气泡检查系统、热收缩測定系统、厚度、硬度測量系统、其他相关设备系统等； ※功能材料展区※ R原材料/添加剂、粘着性材料、积层膜/镀膜材料、其他功能材料等；※无尘/静电防护展区※ 清洁室系统、无尘清洁滚轮及刷、静电/防静电产品、无尘清洁裝、空调设备、其他清洁无尘产品等； 图2，公司员工给顾客热情讲解仪器信息 广州标际携最新研发的各大系列包装检测仪器盛装出展，仪器性能稳定，性价比高，赢得广大参展客户的一致好评。其中广州标际的WGT-S雾度透光率测定仪成为本次参展明星仪！其他好评仪器有：透氧仪，透湿仪，透气仪，气调保鲜箱，全自动封管机等。感谢广大客户对本公司的大力支持，同时也热烈祝贺广州标际包装设备有限公司在本次展会上取得圆满成功！

近日，国内首家薄膜材料测试服务平台——武汉光谷薄膜测试服务有限公司在中国光谷正式批复成立！ 该服务平台为嘉仪通科技的全资子公司，依托于功能薄膜材料物理性能检测技术湖北省工程实验室和武汉市工程技术研究中心，将为全国各大专院校、科研院所、材料企业、钢铁、汽车制造、航空航天、军事科研单位、第三方检测机构、出入境海关检测等单位提供专业的材料样品制备和测试服务，以及技术委托开发、培训等其他相关服务！一、样品制备和加工 众所周知，材料样品的制备和加工是一个非常复杂和繁琐的精细活。武汉光谷薄膜测试服务公司为广大客户的薄膜材料性能检测提供制样准备服务，以满足仪器的检测需要。该测试服务平台拥有薄膜制备仪器：磁控溅射镀膜仪、离子束溅射镀膜系统。可以制备各种薄膜：陶瓷氧化物、氮化物膜、金属多层膜，以及各种超晶格；同时，可合成纳米管、纳米粉末，以及量子点。精密切割机、研磨抛光机、光刻机对块体和薄膜样品表面进行微加工处理，满足不同的测样要求。 某薄膜材料的制备工艺流程二、材料物理性能的分析与检测 作为薄膜材料物理性能的领跑者，嘉仪通科技旗下的测试服务平台，不仅可以解决材料制样难的烦恼，而且可以解决没有合适的仪器测试最新研发新材料的烦恼！可测试各类新材料尤其是薄膜材料的相变温度、热膨胀系数、Seebeck系数、电导率、热导率、载流子浓度、迁移率、霍尔系数等一系列重要参数。薄膜热导率的测试实例三、产品试用与购买 除了为广大客户提供块体、薄膜等新材料的制样和分析测试，解决样品制备和实际测试的烦恼，嘉仪通还为广大材料科研机构和个人提供免费产品试用服务，进一步打消对嘉仪通产品性能的疑虑，用实际测试数据来赢得消费者的信赖！嘉仪通产品免费试用政策 此外，嘉仪通还拥有分析和测试材料热学、电学、磁学、光学、电学等方面物理性能重要参数的一系列优质产品。只要您是做材料物理性能分析领域相关研究的，总有一款好的产品适合您！嘉仪通部分序列产品

近日，中微半导体设备（上海）股份有限公司（以下简称“中微公司”，股票代码：688012）推出自主研发的12英寸高深宽比金属钨沉积设备Preforma Uniflex HW以及12英寸原子层金属钨沉积设备Preforma Uniflex AW。这是继Preforma Uniflex CW之后，中微公司为各类器件芯片中超高深宽比及复杂结构金属钨填充提供的高性价比、高性能的解决方案。中微公司深耕高端微观加工设备领域多年，持续加码创新研发，此次多款新产品的推出是公司在半导体薄膜沉积设备领域的新突破，也为公司业务多元化发展提供了强劲的增长动能。 中微公司自主研发的具备超高深宽比填充能力的12英寸Preforma Uniflex HW设备，继承了前代Preforma Uniflex CW设备的优点，可灵活配置多达五个双反应台的反应腔，每个反应腔皆能同时加工两片晶圆，在保证较低生产成本的同时，实现较高的生产效率。Preforma Uniflex HW采用拥有完全自主知识产权的生长梯度抑制工艺, 可实现表面从钝化主导到刻蚀主导的精准工艺调控。硬件上，中微公司开发的可实现钝化时间从毫秒级到千秒级的控制系统，可满足多种复杂结构的填充。此外，搭配经过优化设计的流场热场系统，使该设备具备优异的薄膜均一性和工艺调节灵活性。中微公司12英寸高深宽比金属钨设备Preforma Uniflex HW 此次中微公司还推出了自主研发的具备三维填充能力的12英寸原子层金属钨沉积设备——Preforma Uniflex AW。该设备继承了钨系列产品的特点，可配置五个双反应台反应腔，有效提高设备生产效率。此外，系统中每个反应腔均可用于形核和主体膜层生长，可根据客户实际工艺需求优化配置，进一步提高生产中的设备利用率。Preforma Uniflex AW采用拥有完全自主知识产权的高速气体切换控制系统, 可精准控制工艺过程，实现精准的原子级别生长，因此，所生长的膜层具备优异的台阶覆盖率和低杂质浓度的优点。Preforma Uniflex AW 还引入独特的气体输送系统，进一步提升性能，使该设备具备更先进技术节点的延展能力。该设备也继承了中微公司自主开发的流场热场优化设计，从而提升薄膜均一性和工艺调节灵活性。 中微公司12英寸原子层金属钨沉积设备Preforma Uniflex AW中微公司董事、集团副总裁、CVD产品部及公共工程部总经理陶珩表示：“我们很高兴可以为全球领先的逻辑和存储芯片制造商提供行业领先的薄膜设备，这两款设备优异的台阶覆盖率和低电阻特性，使其可以满足多种复杂和三维结构的金属钨填充需求。随着半导体技术的不断进步，原子层沉积技术因其卓越的三维覆盖能力和精确的薄膜厚度控制而日益受到重视，预计未来将会有更广泛的应用需求。中微公司推出的这两款新设备，进一步扩充了中微公司薄膜设备产品线，不仅展示了我们在原子层沉积领域的先进技术水平，也证明了我们拥有强大的产品开发和应用开发能力，标志着我们在半导体领域中扩展了全新的工艺应用，这将为我们公司的持续增长和长期发展提供广阔的空间。”

仪器信息网讯 第一代半导体兴起于20世纪五十年代，以硅（Si）、锗（Ge）半导体材料为代表，广泛应用于集成电路、电子信息网络工程、电脑、手机、电视、航空航天、各类军事工程和迅速发展的新能源、硅光伏产业。20世纪九十年代以来，随着移动通信的飞速发展、以光纤通信为基础的信息高速公路和互联网的兴起,以砷化镓、锑化铟为代表的第二代半导体材料开始崭露头角。二十一世纪以来，以氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体材料开始初露头角。第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的导热率、更高的抗辐射能力、更大的电子饱和漂移速率等特性，可以实现更好的电子浓度和运动控制，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率电子器件，在光电子和微电子领域具有重要的应用价值。目前，市场火热的5G基站、新能源汽车和快充等都是第三代半导体的重要应用领域。随着工业、汽车等市场需求的增加，以GaN、SiC为代表的第三代半导体材料的重要性与优越性逐渐凸显了出来。同时，随着第三代半导体材料产业化技术日趋成熟，生产成本不断降低，使得第三代半导体材料突破传统硅基半导体材料的瓶颈，从而引领了新一轮产业革命。未来采用第三代半导体材料器件的产品和企业将会越来越多。但在半导体器件向小型化和集成化方向发展的同时，半导体器件特性测试也越来越重要。针对于此，仪器信息网在2022年12月21日举办的第三届“半导体材料、器件研究与应用”网络会议上，特设置了第三代半导体研究与检测技术专场。邀请第三代半导体领域相关研究、应用与检测专家、知名仪器企业技术代表，以线上分享报告、在线与网友交流互动形式，为同行搭建公益学习互动平台，增进学术交流。为回馈线上参会网的支持，增进会议线上交流互动，会务组决定在会议期间增设多轮抽奖环节，欢迎大家报名参会。同时，只要报名参会并将会议官网分享微信朋友圈积赞30个可以获得《2021年度科学仪器行业发展报告》（独家首发）一本，（兑奖方式见文末）报名参会进群还将获得半导体相关学习电子资料压缩包一份。会议同期，还有部分赞助厂商将抽取幸运观众，邮寄企业周边产品。本次会议免费参会，报名链接：https://insevent.instrument.com.cn/t/5ia 或扫描二维码报名第三代半导体研究与检测技术专场专场会议日程：时间报告题目演讲嘉宾专场2：第三代半导体研究与检测技术（12月21日）9:30氮化镓增强型功率器件进展黄火林(大连理工大学 教授)10:00如何利用牛津原子力显微镜评价化合物半导体质量刘志文 (牛津仪器科技（上海）有限公司)10:30Epitaxial growth of thick GaN layers on Si substrates and the physics of carbon impurity杨学林(北京大学 正高级工程师)11:00海洋光学微型光谱仪在半导体领域的应用卢坤俊(海洋光学 资深技术&应用专家)11:30GaN电力电子器件研究进展赵胜雷(西安电子科技大学 副教授)直播抽奖：5张30元京东卡12:00午休午休音乐14:00GaN功率器件及功率集成电路技术魏进(北京大学 研究员)14:30布鲁克新一代能谱仪及其在半导体样品上的应用陈剑锋（布鲁克（北京）科技有限公司 应用工程师）15:00聚焦离子束及飞秒激光微纳加工徐宗伟（天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室 副教授）15:30雷尼绍拉曼光谱技术的发展及其在半导体材料分析中的应用王志芳（雷尼绍(上海)贸易有限公司北京分公司 光谱产品部应用经理）16:00GaN半导体器件的仿真设计与制备研究张紫辉（河北工业大学 教授）16:30氮化物半导体的原子尺度晶格极性研究王涛（北京大学 高级工程师）直播抽奖：5张30元京东卡嘉宾介绍大连理工大学 黄火林 教授黄火林，大连理工大学教授/博导&省第三代半导体技术创新中心副主任，在国内外长期从事第三代氮化镓材料半导体功率器件研发工作。2014年从新加坡国立大学回国后加入大连理工大学，建立第三代半导体电子器件实验室；已在IEEE EDL、T-ED、T-PEL等领域著名期刊和重要国际会议上发表学术论文超过五十篇；近五年已经申请或授权国际、国内发明专利近三十项（第一发明人）；主持国家级、省部级纵向及横向课题十余项。【摘要】氮化镓材料是第三代半导体的典型代表，利用该材料异质结结构2DEG优势制造的新一代功率器件已经进入民用和军用领域。增强型（常关型）操作是目前该领域的主要技术难题之一，本次报告将介绍氮化镓增强型功率器件的关键技术问题和研究进展。牛津仪器科技（上海）有限公司 刘志文 高级应用科学家刘志文，2006年博士毕业于大连理工大学三束国家重点实验室，博士期间主要利用AFM，TEM，XRD等技术手段研究PVD制备的氧化物薄膜的生长机制。毕业之后直接加入安捷伦科技，作为纳米测量部的应用科学家，主要从事AFM的应用工作。2018年加入牛津仪器Asylum Research。目前作为牛津仪器的高级应用科学家，主要从事原子力显微镜的应用推广、测试方法的研究以及AFM相关的多系统耦合。【摘要】 近几年，由于化合物半导体行业的飞速发展，其衬底以及外延薄膜质量评价越来越受到关注。如何评价高质量衬底和外延薄膜对工艺优化至关重要。原子力显微镜（AFM）是评价衬底和薄膜质量不可或缺的技术手段。在本次讲座中，主要用AFM从表面结构，力学性质和电学性质全面评价衬底和薄膜质量，涉及材料生长机制、表面不均匀性、缺陷类型、粗糙度、表面污染、力学性质、导电、表面电势、高压击穿等，从而实现对衬底和薄膜质量的全面评估。北京大学 杨学林 正高级工程师杨学林，1981年生，北京大学宽禁带半导体研究中心高级工程师，国家优秀青年科学基金获得者。2004年和2009年分别在吉林大学和北京大学获学士和博士学位，2009年-2012年在日本东京大学从事博士后研究工作。近年来在Si衬底上GaN基材料的MOCVD外延生长、C杂质的掺杂调控、缺陷影响电子器件可靠性的机理研究等方面取得了多项进展。以第一/通讯作者在PRL,AFM,APL等期刊上发表SCI论文30余篇；在本领域国内外学术会议上做邀请报告近20次，申请/授权国家发明专利13件。【摘要】 In this talk, we will discuss current challenges and summarize our latest progresses in the growth of thick GaN layers on Si substrates and physics of the carbon impurity in GaN. We firstly propose a large lattice-mismatch induced stress control technology to grow crack-free GaN and high mobility AlGaN/GaN as well as InAl(Ga)N/GaN heterostructures on Si substrates. Then, a Ga vacancy engineering is demonstrated for growth of thick GaN layers on Si substrates and fabrication of quasi-vertical GaN devices. Finally, the C doping behaviors in GaN are discussed, including the observation of two localized vibrational modes of CN in GaN and clarifying the formation and dissociation process of C-H complex in GaN.海洋光学 卢坤俊 资深技术&应用专家现任海洋光学亚洲公司资深应用工程师，拥有应用化学硕士学位。主要负责光纤光谱仪相关产品的技术支持与光谱解决方案的应用开发工作，具有丰富的材料、化学应用背景。【摘要】 介绍海洋光学公司及工业客户合作模式，并分享海洋光学微型光谱仪在半导体膜厚测量， PECVD过程监控，Plasma Etching终点指示以及 Plasma Cleaning过程监控中的原理及应用。西安电子科技大学 赵胜雷 副教授赵胜雷，博士，副教授，华山学者菁英人才。主要从事研究氮化物功率器件与应用研究，面向国家重大需求，深入探索器件工作机理，提出多种新型结构，大幅提升器件性能。主持和参与国家科技重大专项、国家自然科学基金等项目10余项，发表SCI论文70余篇，申请与授权发明专利30余项，获得中国电子学会技术发明一等奖。【摘要】GaN电力电子器件经过20多年的科研与产业化发展，已在电力电子器件研究领域与市场占据一席之地，但还有很大提升空间。GaN器件与Si、SiC器件相比有何优点，有何不足？本报告将从当前商业化pGaN器件遇到的问题、新型双向阻断功率应用等角度出发探讨GaN电力电子器件的关键技术。北京大学 魏进 研究员魏进，北京大学集成电路学院研究员、博士生导师。分别获中山大学、电子科技大学、香港科技大学的学士、硕士、博士学位。曾任职英诺赛科科技有限公司研发经理、香港科技大学博士后研究员、香港科技大学研究助理教授。长期致力于 GaN 基、 SiC 基功率电子器件及功率集成电路技术的研究。在IEDM、IEEE EDL等著名国际会议/期刊发表学术论文140余篇，其中一作/通讯作者论文40余篇，总引用2000余次，H因子为28。【摘要】 GaN功率半导体器件具有卓越的高平开关能力，有望大幅度提升功率开关系统的效率与功率密度。本报告将讨论GaN功率半导体器件及集成电路面临的关键技术难题（包含动态导通电阻退化，动态阈值电压漂移等）的物理机制及解决方案。布鲁克（北京）科技有限公司 陈剑锋 应用工程师2003年毕业于中科院长春应化所，主要研究方向是高分辨电子显微镜在高分子结晶中的应用，毕业后加入FEI，负责SEM/SDB的应用、培训以及市场等推广工作。2011年加入安捷伦公司负责SEM的市场和应用工作，2018年在赛默飞负责SEM的应用工作。2021年加入布鲁克，负责EDS、EBSD、 Micro-XRF等产品的技术支持工作，对电子显微镜的相关应用具有多年的实操经验。【摘要】 随着目前工业和自动化控制的发展，促使人们在半导体行业上不断突破到更微观的结构，能谱和电子显微镜因为在纳米尺度上的分析能力和直观的结果解读使之在半导体行业以及相应的材料，结构，性能的研究，测试，表征等方面的依赖性也变得越来越高，布鲁克纳米分析部门推出第七代能谱配合EBSD和同轴TKD等技术继续在分析测试，失效分析，产品工艺改进和品质控制等领域助力新能源行业的发展，本期报告我们将主要介绍布鲁克新一代能谱仪特点应用，让新老客户对我们的产品及应用有一个更好的了解和认知。天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室 徐宗伟 副教授徐宗伟，天津大学英才副教授，博导。研究领域：宽禁带半导体器件、超快能量束（离子、fs激光）加工、拉曼及荧光光谱表征、微纳加工机理、微刀具制备及纳米切削技术。中国电子显微镜学会聚焦离子束专业委员会委员。【摘要】 聚焦离子束、飞秒激光微纳加工，由于其精度高、直写成型和灵活性高等优势，成为重要的微纳制造技术。随着纳米功能器件制造需求和制造难度的不断增加，对基于聚焦离子束和飞秒激光制造技术提出了许多新的挑战。报告结合加工工艺优化、光谱表征以及原子尺度模拟等研究手段，分享两种先进制造技术在制备微纳光学功能器件、原子尺度点缺陷色心、宽禁带半导体功能结构中的应用。雷尼绍(上海)贸易有限公司北京分公司光谱产品部应用经理 王志芳王博士，毕业于中国科学技术大学物理系，现任雷尼绍光谱产品部应用经理。主要从事拉曼光谱技术在各个领域的开发和应用工作，具有多年的拉曼光谱系统使用经验及拉曼光谱分析经验。【摘要】 半导体材料和器件的性能及稳定性往往与材料本身的性质联系在一起，包括材料应力、缺陷、杂质、载流子浓度还有温度响应等等。拉曼光谱检测可以获得以上半导体材料的性质，并且拉曼光谱还具有速度快、无需制样、无损伤等表征优势，可以同时获得静态及动态变化中的结构信息，已经成为半导体材料表征和器件测试的一个重要手段。本次报告主要介绍雷尼绍拉曼技术在半导体领域的应用方向和相关案例，同时分享适用于半导体领域的拉曼技术的发展和应用。河北工业大学 张紫辉 教授张紫辉，男，生于1983年，2006年毕业于山东大学并获得理学学士学位，2015年毕业于新加坡南洋理工大学并获博士学位，后留校担任南洋理工大学研究员，目前担任河北工业大学教授、博士生导师、河北省特聘专家。主要研究第三代半导体器件、半导体器件物理、芯片仿真技术。目前已经在Applied Physics Letters、IEEE Electron Devices、Optics Express、Optics Letters等领域内权威SCI 期刊发表科研论文130多篇，其中以第一作者/通讯作者发表文章80余篇； 参与出版学术著作5部；获授权美国专利、中国国家专利共计21项，申请18项，已经完成成果转化4项；先后主持各类科研项目15项。【摘要】 本次报告将围绕深紫外发光二极管（DUV LED）、Micro-LED、日盲紫外探测器和肖特基功率二极管（SBD），详细阐述半导体器件仿真技术在半导体器件设计和制备过程中的关键作用，同时深入探讨影响各类半导体器件性能指标的关键因素，并提出优化设计方案：（1）探索提高AlGaN基DUV LED载流子注入效率、光提取效率、电流扩展效应的方法及机理；（2）研究抑制GaN基Micro-LED侧壁非辐射复合的方法，并提高发光效率；（3）研究降低紫外探测器的暗电流、提高响应度的方法和相关器件物理；（4）利用半导体仿真技术探索GaN基SBD的击穿过程，并优化器件架构设计，制备高击穿电压的GaN基SBD。北京大学 王涛 高级工程师王涛，北京大学电子显微镜实验室高级工程师，2013年在四川大学获得学士学位， 2018年在北京大学获得博士学位，曾在沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）和德国莱布尼兹晶体生长研究所（IKZ）交流学习。目前主要从事（超）宽禁带半导体材料纳米尺度物性研究，主要包括利用高空间分辨、高能量分辨电子显微镜技术研究材料的物性，以及原位条件下材料的物性调控研究。以第一作者或通讯作者在Advanced Materials、 Light: Science & Applications、Advanced Science、Applied Physics Letters和Nanomaterials等期刊上发表多篇文章。兑奖方式：1） 直播间抽奖中奖后，凭借中奖截图凭证联系直播助手领奖；2） 分享朋友圈兑奖，凭借朋友圈点赞截图，联系直播助手领取《2021年度科学仪器行业发展报告》扫码加直播助手微信

由于跟非晶硅面板制程兼容，非晶氧化物InGaZnO(IGZO)自从在实验室被发现后，很快进入了显示驱动工业应用，如AMLCD、AMOLED、LTPO 面板驱动。以IGZO 为代表的非晶氧化物薄膜晶体管(TFT)在较高的迁移率 (10 cm2/Vs 左右)、低温大面积制程(可至G8面板以上)、低的关态电流(约比低温多晶硅TFT低1000倍)等方面具有独特的优势。然而，伴随着显示技术的快速发展，现有显示驱动无法匹配新型高品质显示的迫切需求。具体而言，伴随着显示面板大面积化(75 Inch)、超高清化(8K)和高帧频(240 Hz)的发展趋势及未来Micro-LED等高性能显示的涌现，客观上要求TFT器件在保持较低关态电流这一优势的同时，器件场效应迁移率要大于40 cm2/Vs，并兼具较好的性能稳定性。鉴于此，中国科学院宁波材料技术与工程研究所功能薄膜与智构器件团队的梁凌燕、曹鸿涛研究员基于InSnZnO(ITZO)半导体材料，围绕靶材-薄膜-工艺-器件研究链条开展科研攻关，阐明了靶材质量、源漏电极工艺、稀土掺杂及金属诱导工艺等对ITZO-TFT性能的影响规律，为后续实现高迁、高稳的TFT器件打下了坚实基础。系列工作发表在IEEE EDL. 42, 529-532(2021)、Appl. Phys. Lett. 119, 212102 (2021)、IEEE TED. 69, 152-155 (2022)、ACS Appl. Electron. Mater. 2023, 10.1021/acsaelm.2c01673。近期，该团队携手中山大学的刘川教授和相关企业提出了高电子迁移率输运层和光电子弛豫层的叠层设计，将迁移率和稳定性的关联/矛盾关系进行了解耦，器件迁移率和稳定性(特别是光照和偏压稳定性)分别与输运层和弛豫层各自的物性及厚度相关联，由此实现了高迁移率(40 cm2V-1s-1，归一化饱和输出电流225 μA)和高稳定性(NBIS/PBTS △Vth = -1.64/0.76 V)，器件性能水平极具竞争力，解决了目前氧化物TFTs普遍存在的输运和稳定性难以兼顾的难题。根据氧化物半导体输运的渗流理论以及经典的载流子扩散机制对实验结果进行了模拟，理论预测跟实验结果相吻合，验证了本设计的有效性和可行性。此外，器件的输运层和弛豫层厚度均超过20 nm，容易实现大面积均匀性，具有很好的工业导入前景。研究结果发表在Adv. Sci. 2023, 2300373. 10.1002/advs.202300373。上述工作得到了国家重点研发计划(2021YFB3600701)、国家自然科学基金(62274167)、中科院重点部署(ZDRW-XX-2022-2)等项目的支持。TFT应用中的木桶效应以及电子输运/光电子弛豫叠层设计解决策略与成效

1.为什么要检测薄膜应力？薄膜应力作为半导体制程、MEMS微纳加工、光电薄膜镀膜过程中性能测试的必检项，直接影响着薄膜器件的稳定性和可靠性，薄膜应力过大会引起以下问题：1.膜裂；2.膜剥离；3.膜层皱褶；4.空隙。针对薄膜应力的定量化表征是半导体制程、MEMS微纳加工、光电薄膜制备工艺流程中品检、品控和改进工艺的有效手段。（见图一）图一、薄膜拉/压内应力示意图（PIC from STI 2020: Ultraviolet to Gamma Ray, 114444N）2.薄膜应力测试方法及工作原理目前针对薄膜应力测试方法主要有两种：X射线衍射法和基片轮廓法。前者仅适用于完全结晶薄膜，对于纳米晶或非晶薄膜无法进行准确定量表征；后者几乎可以适用于所有类型的薄膜材料。关于两种测试方法使用范围及特点，请参考表一。表一、薄膜应力测试方法及特点测试方法适用范围优点局限X射线衍射法适用于结晶薄膜1.半无损检测方法；2.测量纯弹性应变；3.可测小范围表面（φ1-2mm）。1.织构材料的测量问题；2.掠射法使射线偏转角度受限；3.X射线应力常数取决于材料的杨氏模量E；4.晶粒过大、过小影响精度。基片轮廓法几乎所有类型的薄膜材料激光曲率法：1.非接触式/ 无损；2.使用基体参数，无需薄膜特性参数；3.大面积测试范围、快速、简单。1.要求试样表面平整、反射；2.变形必须在弹性范围内；3.毫米级范围内平均应力。探针曲率法（如台阶仪）：1.使用基体参数，无需薄膜特性参数；2.微米级微区到毫米级范围。1.接触式/有损；2.探针微米级定位困难导致测量数据重复性不够好。速普仪器自主研发生产的FST5000薄膜应力测量仪（见图二）的测试原理属于表一中的激光曲率法，该技术源自于中国科学院金属研究所和深圳职业技术学院相关研究成果转化（专利号：CN204854624U；CN203688116U；CN100465615C）。FST5000薄膜应力测量仪利用光杠杆测量系统测定样片的曲率半径，参见图三FST5000薄膜应力测量仪技术原理图。其中l和D分别表示试片（Sample）和光学传感器（Optical Detector）的移动距离， H1和H2分别表示试片与半透镜（Pellicle Mirror），以及半透镜与光学传感器之间的光程长。 图二、速普仪器FST5000薄膜应力测量仪示意图图三、FST5000薄膜应力测量仪技术原理图3.速普仪器FST5000薄膜应力测量仪技术特点及优势a.采用双波长激光干涉法，利用Stoney公式获得薄膜残余应力。该方法是目前市面上主流测试方法，包括美、日、德等友商均采用本方法，我们也是采用该测量方法的国内唯一供应商。并且相较于进口友商更进一步，速普仪器研发出独特的光路设计和相应的算法，进一步提高了测试精度和重复性。通过一系列的改进，使我们的仪器精度在国际上处于领先地位。（参考专利：ZL201520400999.9；ZL201520704602.5；CN111060029A）b.自动测量晶圆样品轮廓形貌、弓高、曲率半径和薄膜应力分布。我们通过改进数据算法，采用与进口友商不同的软件算法方案，最终能够获得薄膜应力面分布数据和样片整体薄膜应力平均值双输出。（参考中国软件著作权：FST5000测量软件V1.0，登记号：2022SR0436306）c.薄膜应力测试范围：1 MPa-10 GPa，曲率半径测试范围：2-20000m。基于我们多年硬质涂层应力测试经验，以及独特的样品台设计和持续改进的算法，FST5000薄膜应力测量仪可以实现同一台机器测试得到不同应用场景样品薄膜应力。具体而言，不但可以获得常规的小应力薄膜结果（应力值＜1GPa，曲率半径＞20m），同时我们还能够测量非常规小曲率半径/大应力数值薄膜（应力值＞1GPa，曲率半径＜20m）。目前即使国外友商也只能做到小应力测试结果输出。d.样品最大尺寸：≤12英寸，向下兼容8、6、4、2英寸。FST5000薄膜应力测量仪能够实现12英寸以下样品测试，主要得益于我们独特的样品台设计，光路设计及独特的算法，能够实现样品精准定位和数据结果高度重复性。（参考专利：ZL201520400999.9；ZL201520704602.5；CN111060029A）e.样品台：电动旋转样品台。通过独特的样品台设计，我们利用两个维度的样品运动（Y轴及360°旋转），实现12英寸以下样品表面全部位置覆盖及精准定位。（参考专利：ZL201520400999.9）f.样品基片校正：可数据处理校正原始表面不平影响（对减模式）。通过分别测量样品镀膜前后表面位形变化，利用原位对减方式获得薄膜残余应力面型分布情况。同样得益于我们独特的样品台设计和光路设计，保证镀膜前后数据点位置一一对应。4.深圳市速普仪器有限公司简介速普仪器（SuPro Instruments）成立于2012年，公司总部位于深圳市南山高新科技园片区，目前拥有北京和苏州两个办事处。速普仪器是国家高新技术企业和深圳市高新技术企业。公司拥有一群热爱产品设计与仪器开发的成员，核心团队来自中国科学院体系。致力于材料表面处理和真空薄膜领域提供敏捷+精益级制备、测量和控制仪器，帮助客户提高产品的研发和生产效率，以及更好的品质和使用体验。速普仪器宗旨：致力于材料表面处理和真空薄膜领域提供一流“敏捷+精益”级制备、测量和控制仪器。速普仪器核心价值观：有用有趣。

p　　strong仪器信息网讯 /strong2019年10月31日，由牛津仪器主办的“2019牛津仪器等离子技术研讨会——光电及微机电器件制造工艺解决方案”在湖北武汉隆重举行。本次会议是一次针对等离子技术在光电及微机电应用领域的信息共享盛会，参会人数近百人。来自中山大学、华中科技大学、德国Axitron、深圳珑璟光电、湖南启泰传感科技、以及牛津仪器的技术专家为到会人员讲解了半导体行业前沿动态和等离子技术应用实例。仪器信息网在会议期间采访了牛津仪器等离子技术部中国区经理陈伟和中国区市场与工艺高级部门经理方子文博士，听两位大咖谈半导体产业和等离子技术的最新进展。/pp　　牛津仪器等离子技术部中国区经理陈伟首先对到场人员表示欢迎，并作“牛津仪器等离子技术部全产品介绍”的报告。牛津仪器诞生在牛津大学，并在1959年成为第一家独立于牛津大学的商业机构，恰好今年也是牛津仪器的60岁生日。世界只有一个硅谷，在美国 世界只有一个光谷，即武汉光电发展产业园，这也是牛津仪器选择在武汉举办第三次用户会的原因。牛津仪器目前关注的重点主要有三部分：光电子、传感器、射频和功率器件 并且牛津仪器超过50%的用户都是量产型用户。其他在研的领域还有二维材料和原子层镀膜刻蚀等，这些领域可能在未来3-5年后才会产生应用。牛津仪器等离子产品主要集中在刻蚀和沉积两块，陈经理介绍了铌酸锂在体声波传感器应用、ICP、PECVD 离子束产品、离子束刻蚀、离子束沉积等内容。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/8dacdfad-60e0-4a08-957b-8b2be967ceec.jpg" title="陈伟.jpg" alt="陈伟.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong牛津仪器等离子技术部中国区经理 陈伟/strong/pp　　中山大学教授蔡鑫伦作“基于硅-铌酸锂复合基底的马赫-曾德尔调制器”的报告。光电子芯片是光通信的基石，而硅基光电子器件是目前最有前景的集成平台，具有高集成度和CMOS兼容带来的低成本等优势。硅基电光调制器是其中最重要的部分，能把电域转化成光域，使得器件速率提高。硅基电光调制器目前主要有传统硅基调制器和硅基异质集成两种(如石墨烯/硅、聚合物/硅、磷化铟/硅、铌酸锂/硅等)。铌酸锂材料具有优秀的电光、声光、压电等性质，但面临折射率差小、尺寸大、集成度低、效率低等问题。使用干法刻蚀工艺制备的铌酸锂薄膜材料在垂直方向上可形成高折射率差，具有折射率差大、尺寸小、集成度高、效率高等优势。2018年，哈佛大学发表的铌酸锂材料做到了半波电压1.4V，电光带宽40GHz，速率210Gbit/s 2019年，中山大学取得了进一步的突破，半波电压提升到1.6V，电光带宽提升到了45GHz，速率提升到了220Gbit/s。铌酸锂薄膜与硅光结合，全面突破电光调制器的性能瓶颈，能够更好地支撑下一代光通信技术。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/176f1ba3-e146-4a90-944a-6284c5ea47b0.jpg" title="蔡鑫伦.jpg" alt="蔡鑫伦.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "　　strong中山大学教授 蔡鑫伦/strong/pp　　牛津仪器等离子技术部邓丽刚作“磷化铟半导体化合物光子器件等离子等离子刻蚀工艺综述”的报告。邓丽刚在牛津仪器工作了超过25年，在等离子刻蚀等领域具有超过30年的经验,长期在英国从事等离子体刻蚀等方面的工作。磷、铟等广泛应用于光电子器件中，报告中介绍了不同的器件对于工艺的基本要求、基本的等离子体概念、由基本概念引申出等离子体刻蚀影响因素以及如何利用这些概念调制刻蚀形貌 还介绍了DFB激光器的刻蚀工艺、器件损伤和工艺的重复性等。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/8c3e4706-f280-4738-9372-fd82b27bf801.jpg" title="邓丽刚.jpg" alt="邓丽刚.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong牛津仪器等离子技术部 邓丽刚/strong/pp　　湖南启泰传感科技有限公司董事长王国秋作“薄膜压力传感器与物联网发展”的报告。压力传感器，由于压力源会造成表面变形，导致破坏性作用，使得传感器面临损坏、失效、寿命缩短等问题，目前国内主要使用进口产品。湖南启泰传感制造的压力传感器应用了金属基底，不但弹性更好、稳定性高、可靠性好、温度适应性好(-200℃-200℃)，而且避免了使用硅和陶瓷材料的极端高压适应性问题 王总还以消防行业为例，阐述了物联网动态监测对于下一代压力传感器的革命性变革。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 237px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/c07e59d6-debf-4766-9d80-6a00a7129eb6.jpg" title="湖南启泰传感科技有限公司董事长 王国秋.jpg" alt="湖南启泰传感科技有限公司董事长 王国秋.jpg" width="400" height="237" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong湖南启泰传感科技有限公司董事长 王国秋/strong/pp　　深圳珑璟光电技术有限公司赵硕博士作“AR光学方案趋势”的报告，介绍了AR和VR市场目前发展趋势及相关技术方案、衍射波导相关内容以及AR仪器在现实场景中的应用。赵博士认为，VR和AR市场取代手机是一个必然的发展趋势，2025年AR市场将达到8000亿美金以上。华为、英特尔、高通、微软、苹果等行业巨头已经在AR领域开始布局，其中，AR眼镜产品将成为焦点，而光学模组限制了AR场景的使用，且成本占比接近50%，是AR产品的重要元部件。 赵博士介绍了深圳珑璟光电在棱镜、Birdbath、阵列光波导、光栅的产品研发计划以及在G端、B端、C端的应用。br//pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/0faa9bd8-d9dd-4e5a-8c16-0e3d45edf8fd.jpg" title="赵硕.jpg" alt="赵硕.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong深圳珑璟光电技术有限公司 赵硕/strong/pp　　华中科技大学引力中心刘骅锋教授作“基于硅基刻穿工艺的高精度MEMS加速度计”的报告，介绍了MEMS火星微震加速度计原理及关键技术，包括高深宽比体硅刻穿工艺、高精度位移传感技术、电磁力反馈控制技术、温度自补偿技术、冲击过载保护技术、低应力封装技术等。刘教授还在现场播放了来自火星的风声，令现场观众耳目一新。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/d22f4dee-1b9e-414c-9444-386f844bd6ce.jpg" title="刘骅锋.jpg" alt="刘骅锋.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong华中科技大学 刘骅锋/strong/pp　　牛津仪器等离子技术部邓丽刚作“VCSEL及其他镓砷-铝镓砷等离子刻蚀工艺”的报告，通过大量实例介绍了VCSEL解决方案和镓砷-铝镓砷的刻蚀工艺。报告后，邓丽刚向参会观众提出两个与VCSEL有关的基础性问题，并为两位答题观众颁发了奖品。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/c03d2870-7b58-4670-a0b6-6d1d35a372c2.jpg" title="邓丽刚为答题者颁奖.jpg" alt="邓丽刚为答题者颁奖.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong牛津仪器等离子技术部邓丽刚为答题者颁奖/strong/pp　　Axitron公司中国区市场与工艺高级部门经理方子文博士作“III/V族光电设备的大批量外延制造”的报告，介绍了VCSEL具体在砷化镓基、磷化铟基方面的应用以及Micro LED在显示方面标杆性的工作。方博士表示，VCSEL器件的出现已经很多年历史，但落实到生产要考虑到良率等问题，比如在均匀性方面，要考虑厚度均匀性、组分均匀性，另外也要考虑成本问题 尺寸在50微米以下的Micro LED产品，在未来必然会替代LCD、OLED等，但这离不开业界的努力，其市场相比于LED照明市场更加广阔，是LED市场的10倍以上。市面上见到的Micro LED产品其实还没有实现量产，而目前工业届最大的问题就是量产，Axitron公司也正在解决如何实现低成本、高良率生产问题，因为只有这样才能打开更广阔的市场。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/db4f3c98-a467-4476-8443-c2b69cc8e72a.jpg" title="方子文.jpg" alt="方子文.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strongAxitron公司中国区市场与工艺高级部门经理 方子文/strong/pp　　牛津仪器纳米分析部马岚博士作“半导体材料的表面分析”的报告，介绍了EDS及EBSD在半导体中的应用以及原子力显微镜在半导体中的应用。EBSD主要用于长程有序的结晶半导体样品分析，如微焊点等。EBSD能通过采集周期性样品表面所产生的衍射电子信号，确定样品晶体结构、晶粒取向、晶粒尺寸和界面分布，可以用于芯片的失效分析。随后，马岚博士也就原子力显微镜如何分析半导体表面粗糙度、形貌、缺陷等进行了详细介绍。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/e05c777d-cf78-47be-8e59-4999118212af.jpg" title="马岚.jpg" alt="马岚.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"/ /pp style="text-align: center "strong 牛津仪器 马岚/strong/pp style="text-align: center "strongimg style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/02f3ede5-bd2f-4713-b0d0-d61cde0ce5ee.jpg" title="颁奖_副本.png" alt="颁奖_副本.png" width="400" height="400" border="0" vspace="0"//strong/pp style="text-align: center "strong牛津仪器为报告人颁奖/strong/pp style="text-align: left "　　仪器信息网还在会议期间采访了牛津仪器等离子技术部中国区经理陈伟和Axitron公司中国区市场与工艺高级部门经理方子文博士，了解国内半导体产业发展现状与等离子技术发展的趋势。br//pp　　strong牛津仪器：/strongstrong以客户需求为中心 以行业应用为导向/strong/pp　　陈经理谈到，得益于国内政策导向的支持与半导体芯片企业的飞速发展，牛津仪器凭借着每年10%以上的科研投入保持着两位数的高速增长。一方面，牛津仪器迎合客户需求，积极推陈出新，关注化合物半导体的发展，尤其是在光电、能源领域 另一方面，牛津仪器积极发展等离子体技术，比如在等离子体低损伤方面，不同于传统ICP以时间为单位，新型原子层刻蚀以每个Cycle为单位，刻蚀可以控制在原子层级别，精度大幅提升。/pp　　牛津仪器目前超过50%的用户都是量产型用户，通过举办类似的线下用户会，与用户面对面交流，第一时间了解到用户的问题和攻克的难点，确定攻克方向上的优先顺序。在传统领域，牛津仪器主要是帮助量产型用户提升产能、良率 在新领域研发方面，牛津仪器也在关注二维材料等领域，虽然三到五年内尚不会成为主流，但其发展潜力看好。包括砷化镓，碳纳米管以及二硫化钼等低维材料都有希望成为替代硅的晶体管材料。目前，客户对等离子技术的需求日益提高，以无机材料中的化合物半导体为例，随着芯片的迭代升级，对频率和功率的要求更加严格，不仅要朝着刻蚀的无损化的方向发展，还要求一台设备能对应更多类型的材料，这都是牛津仪器目前在研发的方向。/ppstrong　　Axitron公司：将与牛津仪器密切合作 携手促进等离子技术发展和半导体相关产业升级/strong/pp　　方博士表示，Axitron公司与牛津仪器是上下游的合作关系，比如在薄膜的沉积和刻蚀方面，双方合作攻克新材料，从硅基材料到新型化合物半导体材料，如砷化镓及磷化铟等新兴材料。目前，化合物半导体材料在性能上比硅强，但是化合物半导体材料的普及主要还是集中在成本上，这包括了整个行业长期的质量验证过程以及行业整体“量”上的提升。以LED蓝宝石衬底为例，过去单片成本高昂，但随着政府的支持和大量工厂的兴起，单片成本大幅降低。在这个过程中，科研用户在化合物半导体领域进行初筛，选择最具量产前景的半导体新材料 工业用户主要负责降低单位成本，比如基台的成本和消耗，保证产能和良率的提升和化学源效率的提高。/pp　　对于国内半导体产业面临的问题，方博士也指出，国内产业在数据分析方面还停留在初级阶段，产品质量出现问题才由工程师人为分析，尚未建立起工业的自动化，进行常见参数如温度、压力与对应产品批次的质量分析。对于国内半导体产业技术相对落后的问题，牛津仪器和Axitron公司也经常为客户做一些技术分享，帮助半导体相关产业升级。/pp　　陈经理最后谈到，中国市场对于牛津仪器意义非凡，在整个亚太市场都占有很高的比重，牛津仪器也会重视中国市场的巩固与开拓，未来考虑将在上海建立DEMO实验室，帮助用户提供专业解决方案。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/aa4ca30d-bd3b-434f-ab51-7ad34ef13c6c.jpg" title="Axitron公司方子文博士（左）和牛津仪器经理陈伟（右）.jpg" alt="Axitron公司方子文博士（左）和牛津仪器经理陈伟（右）.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strongAxitron公司方子文博士(左)和牛津仪器等离子技术部中国区经理陈伟(右)/strong/pp　　本次会议在武汉隆重举行，牛津仪器与用户进行了深入的交流讨论，对于用户痛点以及未来的发展方向有了更加清晰的认知，也帮助用户解决了科研生产中的工艺问题，会议取得了圆满成功。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 266px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/897cf5fb-7e61-4f7d-9275-41ac011fb8f7.jpg" title="获奖.jpg" alt="获奖.jpg" width="400" height="266" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong研讨会期间还举办了抽奖环节，牛津仪器为与会老师提供了丰富的奖品/strong/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/e67b1886-c314-44cd-b252-629652092789.jpg" title="会后热烈讨论.jpg" alt="会后热烈讨论.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong会后热烈讨论/strong/ppbr//p

薄膜，通常是指形成于基底之上、厚度在一微米或几微米以下的固态材料。薄膜材料广泛应用于不同的工业领域，譬如半导体、光学器件、汽车、新能源等诸多行业。沉积工艺是决定薄膜成分和结构的关键，最终影响薄膜的物性；对薄膜成分、厚度、微结构、取向等关键参数进行测量可以为薄膜沉积工艺的调整和优化提供依据，改善薄膜材料性能。马尔文帕纳科的X射线衍射（XRD）和X射线荧光光谱（XRF）分析设备，可以对不同类型的薄膜材料进行表征。从1954年飞利浦第一台用于薄膜分析的X射线衍射仪诞生以来，马尔文帕纳科X射线分析技术应用于半导体薄膜材料测量已有非常悠久的历史。无论是针对单晶外延、多晶薄膜、非晶薄膜都有对应的专业分析解决方案，利用对称衍射、非对称衍射、反射率、摇摆曲线、双周扫描、倒易空间Mapping和正空间Mapping等测量方式，表征薄膜材料的厚度和超晶格周期、应力和弛豫；失配和成分；曲率半径；衬底材料取向；组分分析等等。马尔文帕纳科新推出的衍射超净间系统套件，搭配自动加载装置，可在1分钟内评估面内缺陷，最大程度降低生产成本，提高检测效率。此外，马尔文帕纳科全自动XRF晶圆分析仪，可以快速分析晶片或器件多层膜的成分及厚度，具有非常稳健的工作方式且符合超净间环境要求，在晶圆厂圆晶质量在线控制的环节倍受认可。（更多解决方案详见活动专题）基于此，马尔文帕纳科联合仪器信息网将于10月14日举办微观丈量▪“膜”力无限——X 射线分析技术应用于薄膜测量主题活动，特邀高校资深应用专家及马尔文帕纳科技术专家分享薄膜表征技术与应用干货，全面展示马尔文帕纳科针对薄膜材料测量的解决方案。此外，活动直播间还特别设置了答疑及抽奖多轮福利环节。专题页面：https://www.instrument.com.cn/topic/malvernpanalytical.html活动日程：时间环节嘉宾14:00-14:10开场致词，公司介绍与薄膜应用概述程伟马尔文帕纳科 先进材料行业销售经理14:10-14:50X射线衍射仪在纳米多层薄膜表征中的应用朱京涛同济大学 教授14:50-15:00答疑 & 第一轮抽奖定制马尔文帕纳科公仔一对15:00-15:30多晶薄膜应力和织构分析王林马尔文帕纳科 中国区XRD产品经理15:30-15:40答疑 & 第二轮抽奖定制午睡枕15:40-16:25X射线衍射及X射线荧光分析技术在半导体薄膜领域的应用钟明光马尔文帕纳科 亚太区半导体销售经理16:25-16:35答疑16:35-16:55X射线荧光光谱在涂层镀层分析中的应用熊佳星马尔文帕纳科 中国区XRF产品经理16:55-17:00答疑 & 第三轮抽奖&结束语倍思车载无线充电器活动直播间，同济大学朱景涛教授将分享X衍射仪在纳米多层薄膜表征中的应用，主要采用掠入射X射线反射、X射线衍射、X射线面内散射等测试方法，表征周期、非周期、梯度多层膜，以及膜层厚度、界面宽度、薄膜均匀性、结晶特性、粗糙度等信息；马尔文帕纳科中国区XRD产品经理王林将分享X射线衍射法测量多晶薄膜的残余应力和织构分析方法；马尔文帕纳科亚太区半导体销售经理钟明光将展示马尔文帕纳科在半导体薄膜领域的专业分析解决方案；马尔文帕纳科中国区XRF产品经理熊佳星将分享X射线荧光光谱在涂层镀层无损分析中的应用。扫码免费报名抢位点击下方专题页面，详细了解马尔文帕纳科X射线薄膜测量技术沿革及相关产品。