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中国科学院物理研究所 微加工实验室

已有 913 次阅读  发表时间:2016-01-05 14:59:46.423

为适应凝聚态物理与相关交叉学科研究的需求,探索在纳米尺度下物质的变化规律、新奇的物理性质和在信息、能源、生物等领域的应用,促进国家在纳米科学与技术领域的发展,物理所微加工实验室于2002年底建成,并开始提供技术服务。特别是2008年成为科学院“纳米材料与纳米结构加工平台”,2009年加入“中科院所级公共技术服务中心”和2010年成为基金委纳米制造重大研究计划联合实验室后,她不仅已发展成为面向国内外的技术服务平台,也为国内微纳加工技术和人才的交流提供了大量的机遇。

微加工实验室作为公共技术平台,它的主要任务是:适合于在纳米尺度上凝聚态物理基础和应用基础研究的多样性要求;以积极灵活的方式服务于物理所所内的研究课题和国内外其它研究单位,并产生高水平的研究成果,促进物理所及我国的基础物理与应用物理研究,促进我国纳米科技的发展,成为国内微加工技术与学术交流和人才培养的重要基地。它将使物理所凝聚态物理研究的能力得到实质性提高,促进我国纳米物理与纳米器件物理的发展。微加工实验室开放的运行机制将为所内外的学术交流、合作研究提供便利条件和技术平台。

微加工实验室现有固定人员9人,其中研究员1人,主任工程师2人,副主任工程师4人,工程师2人。在读研究生共12人,是一支以青年人为主的富有活力的研究集体。学术委员会和顾问委员会由32名国内外专家构成,物理所解思深院士任学术委员会主任,负责指导和建议实验室的研究方向,管理制度与运行模式。

在包含万级、千级和百级的近1200平米超净实验室内,主要装备了:

加工设备:紫外曝光分辨率优于0.5微米的真空接触式双面掩膜对准系统(MA6);电子束曝光分辨率优于10纳米、对准和拼接精度优于20纳米的电子束直写系统(EBL);离子束刻蚀分辨率优于10纳米、可辅助沉积或刻蚀、原位纳米操纵与测量的双束聚焦离子束系统(FIB);以及面积3英寸、分辨率优于20纳米的纳米压印系统。

刻蚀设备:反应离子刻蚀机(RIE);感应耦合等离子体刻蚀系统(ICP);等离子去胶机(PS);

生长设备:原子层沉积系统(ALD);热蒸发(TE);电子束蒸发(EB);磁控溅射(MS);化学气相沉积(CVD)薄膜生长系统;以及等离子体增强化学气相沉积系统(PECVD)。

测量设备:扫描探针显微镜(AFM);双探针扫描电镜原位测量系统(DB-SEM);场发射测量系统(FE);气敏特性测量系统(GS);纳米器件测量系统(4200);表面形貌仪(D8);光学测量系统(OM);多功能物性测量系统 (PPMS)。

辅助设备:涂胶系统;热板及显影系统;超声压焊系统;去离子水系统;光学显微镜;烘箱;快速退火炉;

物理所微加工实验室有别于生产型的半导体工艺设备,实验室配备的是更具灵活性、适应凝聚态物理基础或应用基础研究需求的各种2-6英寸基片的微加工和测试设备,是目前国内研究型微加工技术平台中最为先进和较完备的一个。

近年来,每年有超过40项重点开放课题在微加工实验室执行,这些课题涉及物理所11个实验室的近30个课题组和14个所外研究机构和高校,与他们所承担的国家973、863和基金委重点项目以及国防项目等密切相关,包括在各种材料上的纳米尺度人工结构的制作与物性研究,各种纳米器件的加工与特性测试,这些题目对微加工实验室既是挑战也是机遇。经过全体微加工实验室工作人员与学生的努力,在其它各实验室及课题组的大力配合下,在微加工实验室开展的各级各类科研课题都取得了很大进展,同时我们在二维光子晶体结构,超导量子结构,磁隧道结,一维纳米材料的电极与输运特性,生物大分子探测器、纳米加工新技术与新工艺等方面取得了令人鼓舞的成果。截至到2012年末统计,微加工实验室在有影响的国内外学术刊物上合作发表论文共计 211 篇,申请发明专利34项,承担国家级、省部级各类项目近30项,培养博士和硕士毕业生19人,为今后的深入研究与发展打下了良好的基础。此外,微加工实验室几年来共培训学员1646人次,共举办 “微纳米加工技术讲习班” 4期,2010年举办面向科学院技术人员的“微纳米加工技术高级培训班”,培养了大批专业的微加工技术人才。

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