关键词： 电子大厦   研发   科学技术水平   信息科学技术   国民经济发展   基础学科   北京大学   技术人才  

摘要： 近期，北京大学校长许智宏院士宣布，微纳电子大厦开始在校园奠基动工，这座具有世界高校一流规模和水平的研发基地将为我国培养在相关领域急需的高精尖技术人才。微电子是信息科学技术的核心和基础之一，它的科学技术水平和产业实力在一定程度上标志着我国的综合实力，是事关国民经济发展和国防建设发展的战略性基础学科.

关键词： 表征技术   俄歇电子能谱   微纳尺度  

摘要： 随着纳米结构材料的广泛应用,新型微纳尺度表征技术成为纳米科学技术发展的重要途径。本文基于局域电子信息全面性的思想,从俄歇电子能谱的原理出发,理论推导出俄歇价电子能谱的简明表述方式,确定俄歇价电子能谱与微观电子结构信息的内在联系和物理意义,建立了俄歇电子能谱探测微区一系列宏观参量的新技术。其中应力测量技术的空间分辨率可优于20nm,为微纳尺度力学测量的发展提供了重要的方法;非接触性的局域电学性质测量技术,超越了传统电学测量方法的思想框架,实现了无外场驱动的电荷密度分布、电场分布等本征电学性质表征、以及半导体异质结构整个空间区域的能带构造;结构相的测定技术,使纳米微区材料的晶体结构相识别成为可能;半导体微区导电类型测定技术,延续了非接触性电学测量的优点,并且能够灵活地探测分析复杂光电器件结构中不同区域的导电类型分布。通过实际应用于侧向外延GaN不同区域、AlxGa1-xN/GaN超晶格量子阱结构、ZnO纳米颗粒等纳米尺度复杂体系的微区宏观性质探测,获得应力/应变、电荷密度/电场、结构相以及导电类型及其分布等结果,验证了所建立的测量技术的有效性和可靠性。

关键词： 光纤传感器   电子科技大学   国家自然科学基金   技术研究中心   微加工技术   飞秒激光   基础研究  

摘要： 电子科技大学通信学院光纤技术研究中心饶云江教授团队首次在国际上应用157nm和飞秒激光微加工技术制作出新一代微纳光纤珐珀传感器。该项工作作为国家自然科学基金重点项目“新一代微纳光纤传感器基础研究”的一部分，在今年的中期评估中获得了相关专家的高度评价。

关键词： 电子科技大学   传感器   光纤   微加工技术   手工制作   飞秒激光   技术研究中心   一次成型  

摘要： 电子科技大学研制出微纳光纤珐珀传感器，利用激光微加工技术制作光纤珐珀腔具有方法简单、一次成型。电子科技大学通信学院光纤技术研究中心饶云江教授团队在国际上应用157nm和飞秒激光微加工技术制作出新一代微纳光纤珐珀传感器。据悉，与传统手工制作方法相比，利用激光微加工技术制作光纤珐珀腔具有方法简单、一次成型、能够实现光纤珐珀腔的高质量批量制造等突出优点，

关键词： 硅基二维有序纳米结构   微纳电子器件   纳米胶体球   自组装   纳米压印   场发射性质   气敏性质  

摘要： 随着微电子技术的发展,集成电路的尺寸日益逼近其物理极限。因此发展有效的方法来制备更小尺寸的微纳电子器件就成为一个至关重要且非常紧迫的课题。本文利用纳米胶体球的自组装技术制备了二维有序结构掩膜,结合反应离子刻蚀技术和氧化减薄技术在硅基上制备了有序纳米结构阵列。另外,我们还利用紫外固化纳米压印技术制备了硅基一维和二维有序结构。在此基础上,初步研究了有序纳米硅柱阵列的场发射性质和气敏性质。\n 利用纳米胶体球之间的长程毛细作用,在水表面自组装制备二维单层胶体球有序结构,然后转移到硅衬底表面,以此单层膜为掩膜,利用选择性刻蚀机理,分别采用以四氟化碳(CF4)和氧气为气源的反应离子刻蚀(RIE)以及氧化减薄技术在硅衬底上制备了周期、密度、尺寸可控的硅柱阵列。一方面,在以CF4为气源刻蚀时,被电离的F离子对纳米胶体球的刻蚀作用要远远弱于对硅衬底的刻蚀作用,所以纳米胶体球可以对CF4的刻蚀起到很好的掩蔽作用。另一方面,在以氧气为气源刻蚀时,氧等离子体可以对纳米胶体球起到很强烈的刻蚀作用,而对硅衬底的刻蚀作用较弱,通过控制刻蚀时间就可以刻蚀出不同尺寸的纳米胶体球,并且在刻蚀时,纳米胶体球仍保持球形结构和排列周期结构不变。在此基础上,以被氧等离子体刻蚀过的胶体球为掩膜,利用CF4气体刻蚀可以制备出径向尺寸可控的有序硅柱阵列。SEM和AFM的测量结果表明:硅柱的周期和密度取决于原始纳米胶体球的直径,硅柱的尺寸可以由刻蚀和氧化条件来控制。\n 在纳米压印技术研究中,我们利用一维和二维石英光栅为模版,采用紫外光固化原理,将模版上的有序周期结构转移到光刻胶上。其分辨率只与模版图案的尺寸有关,而不受光学光刻的最短曝光波长的物理限制。利用反应离子刻蚀技术将已固化的光刻胶上的图形最终转移到硅衬底上。SEM观测结果表明压印过程可以将模版上的结构完全保真地转移到硅衬底上。为了得到更小特征尺寸的线宽,我们提出先由PECVD生长技术制各a-Si/SiNx多层膜,再利用选择性湿法腐蚀和干法刻蚀在横截面上制备出一维纳米级模版。通过控制多层膜子层的生长时间来控制多层膜厚度。目前我们得到的最小结构是线条宽度和槽状宽度均为20纳米的等间距模版。\n 在获得上述有序硅柱的基础上,我们研究了利用上述方法制备的有序单晶硅柱和非晶硅柱样品的场致电子发射特性,主要是利用硅柱尖锥形单元表面附近电场集中从而有利于电子发射的原理来实现较低开启阈值电场下的场发射。结果表明对于单晶硅柱样品,可以得到的开启阈值电场大约为9V/um的场发射特性。而对于非晶硅柱则可以获得4.5V/um的较低开启阈值电场,并且在外加电场达到9V/um时,可以获得电流密度为0.2mA/cm2。非晶硅柱样品的场增强因子可以达到1240,我们认为这主要和硅柱的几何形貌,样品结构以及硅柱密度有关。\n 另外,我们利用有序硅柱比表面较大,可以吸附大量气体,从而改变样品电阻的原理,在SOI衬底上制备了原型气敏器件。初步研究表明,气敏器件的具有一定的灵敏度。

关键词： 纳米力学   纳米压入实验   纳米硬度仪   微纳电子材料   硬度   弹性模量  

摘要： 随着集成电路器件特征尺寸的不断减小,微纳电子材料的力学性能越来越显著地对器件乃至整个电路的可靠性产生重要影响。因此需要一种行之有效的评价方法来表征这些材料在纳米尺度上的力学性能。本文采用纳米压入实验的方法,分别对集成电路工艺中常用的二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜和铜互连布线中常用的Cu/Ta/SiO2/Si结构的多层薄膜进行了研究。使用纳米硬度仪分别测量了这三种样品的硬度和弹性模量,并对硬度和弹性模量与压入深度、载荷的关系作了分析,讨论了材料在压入过程中的纳米力学行为与材料性能间的关系。此外,对Cu/Ta/SiO2/Si多层薄膜样品,还利用FIB加工了残留压痕的剖面样品,进行了TEM观察和EDX能谱分析,观察到了Ta/SiO2界面在载荷作用下的分层现象,并讨论了引起这一现象的可能原因。 通过对二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜和Cu/Ta/SiO2/Si多层薄膜的研究,评估了纳米压入实验方法作为集成电路制造过程中的在线监测手段的可行性,测试结果在集成电路结构中常见的硬膜硬衬底和软膜硬衬底条件下的可靠性,以及实验中现存的问题和改进的可能性。

关键词： 电子束光刻技术   原理   进展  

摘要： 微纳加工技术推动着集成电路不断缩小器件尺寸和提高集成度,而电子束光刻在纳米光刻技术制作中是最好的方法之一。介绍了近年来电子束光刻技术的研究进展及其在微%纳器件研制中的重要作用。

关键词： 电子束光刻   微纳加工   纳米器件  

摘要： 电子束光刻是微电子技术领域重要的光刻技术之一,它可以制备特征尺寸10nm甚至更小的图形。随着电子束曝光机越来越多地进入科研领域,它在微纳加工、纳米结构的特性研究和纳米器件的制备等方面都呈现出重要的应用价值。本文以几种常见的电子束曝光机为例,说明电子束光刻的工作原理和关键技术,并给出一些它在纳米器件和微纳加工方面的应用实例。