半导体晶片霍尔效应测试仪

【科学背景】近年来，尽管量子霍尔效应的线性响应特性得到了广泛研究，但高阶非线性响应仍然是一个未被充分探索的领域。特别是在二维材料如石墨烯中，量子霍尔态的非线性响应尚未被深入研究。量子霍尔态不仅具有绝缘体体和导电手性边缘态的特征，而且在不同的量子霍尔态下，可能会表现出复杂的非线性行为，这些行为对于理解边缘态的电子-电子相互作用具有重要意义。为了解决这一问题，为了解决这一问题，复旦大学何攀, 沈健，日本九州大学Hiroki Isobe，新加坡国立大学Gavin Kok Wai Koon，Junxiong Hu，日本理化研究所新兴物质科学中心Naoto Nagaosa等教授合作发现，在石墨烯的显著量子霍尔态下，存在明确的第三阶霍尔平台。这一平台在广泛的温度、磁场和电流范围内保持稳定，并且在不同几何形状和堆叠配置的石墨烯中均可观察到。第三阶霍尔效应的高度对环境条件不敏感，但与器件特性相关。此外，第三阶非线性响应的极性受磁场方向和载流子类型的影响。作者的研究揭示了量子霍尔态的非线性响应是如何依赖于器件特性的，并提出了一个新的视角来理解边缘态的性质。【科学亮点】（1）实验首次观察到石墨烯中量子霍尔态的第三阶霍尔效应，获得了第三阶霍尔效应的清晰平台。该平台在显著的量子霍尔态（\( \nu = \pm 2 \)）中展现出，且在广泛的温度、磁场和电流范围内保持稳定。（2）实验通过测量不同几何形状和堆叠配置的石墨烯器件，发现第三阶霍尔效应的平坦值与环境条件无关，但与器件特性相关。具体结果包括：&bull 第三阶霍尔效应的电压平台高度与探针电流的立方成正比，而第三阶纵向电压保持为零。&bull 该效应在磁场变化（至约5T）和温度变化（至约60K）下保持稳健。&bull 第三阶非线性响应的极性依赖于磁场方向及载流子类型（电子或空穴），并且其值在反转磁场方向时会改变符号。&bull 非线性霍尔平台的稳健性提供了关于边缘态的新见解，并可能违背量子霍尔电阻的精确量化。【科学图文】图1：在经典和量子域中，线性霍尔效应和非线性霍尔效应示意图。图2：在量子霍尔态quantum Hall states，QHSs内，三阶非线性霍尔平台的观测结果。图3：在量子霍尔态QHSs内，三阶霍尔效应的立方电流依赖性。图4：磁场和温度，对量子霍尔态QHS三阶非线性响应的影。【科学启迪】本文的研究为量子霍尔效应（QHE）中的非线性响应提供了新的视角，揭示了量子霍尔态（QHSs）中第三阶霍尔效应的显著平台。这一发现不仅扩展了作者对量子霍尔现象的理解，也对探索二维材料中的非线性电输运提供了新的途径。首先，实验首次在单层石墨烯中观察到稳定的第三阶霍尔效应平台，表明在量子霍尔态下，电子之间的相互作用可能导致非线性现象的出现。这种非线性响应在不同环境条件（如磁场和温度）下保持稳定，且在多种几何形状和堆叠配置的石墨烯器件中均能观察到。这表明该效应具有较强的普适性和稳健性。其次，研究发现第三阶霍尔效应的电压平台与探针电流立方成正比，而其幅度对环境条件变化表现出较强的稳健性。这一特性挑战了量子霍尔电阻的精确量化，提示作者在量子霍尔态的研究中需要考虑更高阶的非线性效应。这种非线性响应的发现不仅提供了关于边缘态性质的新见解，还可能揭示出与传统线性量子霍尔效应不同的物理机制。此外，本文的研究结果对未来探索量子霍尔系统的高阶响应具有重要启示。其他填充因子的量子霍尔态中的非线性响应，以及在其他量子霍尔系统中的应用，仍需进一步研究。这一发现为理解电子-电子相互作用、边缘态带曲率等物理现象提供了新的方法，也可能为研究分数量子霍尔效应的非线性响应开辟新的方向。原文详情：He, P., Isobe, H., Koon, G.K.W. et al. Third-order nonlinear Hall effect in a quantum Hall system. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01730-1

p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 5月26日，中国科学院条件保障与财务局组织专家对中国科学院新疆理化技术研究所承担的中科院科研装备研制项目“晶片级器件辐照及辐射效应参数提取设备”进行了验收。 /p p 　　验收专家组现场考核了仪器设备的技术指标，认真听取了项目工作报告，经质询和讨论，专家组一致认为该设备同时实现了晶片级器件辐照试验、器件特性参数在线提取功能，在国内率先突破了晶片级器件加电偏置辐照技术，为器件辐射效应精确建模、商用代工线的抗辐射性能评估提供了有效的测试手段 研制的设备可适用不同种类器件的辐照，具有结构一体化、操作自动化的特点，全部技术指标均达到或优于预期目标。之前国内由于不具备适用于器件辐射效应提参建模的试验平台，无法在器件设计、流片阶段给出加固建议，评估抗辐射性能，一定程度上增加了研发成本，延长了生产周期。该设备突破了这一技术瓶颈，填补了该领域的国内空白，为晶片级器件辐照、提参提供试验条件，形成面向抗辐射器件研制全过程的辐射效应试验评估、提参建模共性技术服务平台，为元器件设计加固工艺的发展提供试验技术支撑。 /p p 　　该设备已成功应用于中科院微电子研究所、中电集团44所、杭州电子科技大学、长光辰芯光电公司等单位的微纳MOS器件、CCD器件、CMOS图像传感器、半导体射频电路的辐射效应评估验证，获得了用户的高度认可，为国产抗辐射器件的研制与试验评估提供了有效的试验手段。 /p p br/ /p

【研究背景】随着氮化镓（GaN）材料在光电子和高频电子器件中的广泛应用，单片集成氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）和发光二极管（LED）的双电子结构（dualtronics）因其潜在的多功能性而成为研究热点。然而，该技术在器件集成和性能优化方面面临挑战，例如不同极性的材料间的互操作性和高效性的问题。为此，康奈尔大学Len van Deurzen团队提出了一种新的集成策略，通过利用GaN基底的导电特性，实现HEMT与LED的共存与功能耦合。这项研究表明，该双电子结构不仅在光电性能上显著提升，同时还实现了在同一片晶圆上同时操作电子和光子，开辟了微型LED与透明薄膜晶体管（TFT）集成的新路径。研究成果显示，这种单片集成技术能够有效降低器件尺寸和成本，同时提高器件的整体效率，为未来的光电集成电路和通信系统的开发提供了新的技术基础。【仪器解读】本文通过双电子结构的原理，具体来说，结合氮极和金属极的特性，首次研发了单片HEMT-LED设备，从而表征发现了背栅效应的可调控制，最终揭示了这一新型双电子装置在光电集成电路中的潜力。针对HEMT-LED的集成现象，本文通过电气特性分析，得到了高效的光输出和灵活的开关性能，进而挖掘了在相同基板上实现微型LED和透明TFT的可能性。在此基础上，通过电流-电压特性、光电发射测量及扫描探针显微镜等表征手段，着重研究了双电子器件在集成光电功能中的优势。该研究不仅提供了新型器件的结构和功能设计思路，还展示了通过控制背栅电压实现电流调节的创新方案，进一步推动了宽带隙氮化物半导体在现代电子和光电应用中的发展。这一工作为未来更高效的微型光电集成系统奠定了基础。【图文解读】图1：HEMT-LED的等离子体辅助分子束外延生长示意图。图2：双电子外延异质结构的STEM成像。图3：双电子器件的制作和成像。图4：HEMTs和LEDs独立工作时的器件特性。图5：HEMT-LED单片开关测量。【结论展望】本研究通过双电子结构（dualtronics）实现了单片集成的高电子迁移率晶体管（HEMT）和发光二极管（LED），展示了新型电子与光电器件的融合潜力。通过有效利用GaN基底的N极和金属极面，研究人员在同一晶圆上实现了光电功能的多样化。这种集成方式不仅减少了组件数量，从而节省了空间和成本，还克服了传统器件制造中常见的接触降解和光发射衰减等问题。此外，双电子结构的应用为实现新的功率电子和射频电子器件提供了新的可能性，尤其是在无线通信和传感领域。通过结合声学、微波和光学技术，研究结果预示着未来在信息处理与传输方面的创新突破。文献信息：van Deurzen, L., Kim, E., Pieczulewski, N. et al. Using both faces of polar semiconductor wafers for functional devices. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07983-z

磁性材料是构成现代工业的重要基础性材料，在永磁电机、磁制冷、磁传感、信息存储、热电器件等领域扮演着重要角色。在自旋电子学前沿领域，利用磁性材料中的磁矩引入额外对称性破缺效应是一个研究热点。最近，中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室的朱礼军团队在单晶CoFe (001)薄膜器件中观测到各向异性的平面能斯特效应（Planar Nernst Effect），其强度随 (001) 晶面的晶格方向强烈变化并呈现面内双轴各向异性（见图1）。当磁矩在外磁场驱动下在薄膜材料平面内旋转时，电流产生的温度梯度导致的平面能斯特电压表现为一个sin2φ依赖的二次谐波横向电压信号（φ为磁矩相对电流的夹角）。这种有趣的各向异性平面能斯特效应被认为主要起源于内禀的能带交叠效应，可能对谐波霍尔电压、自旋扭矩铁磁共振、自旋塞贝克等自旋电子学实验的分析产生重要影响（见图2），有望应用于能量收集电池和温度传感器等。然而，这种平面能斯特效应的各项异性并没有导致任何极化方向的非平衡自旋流（Spin Current）或自旋轨道矩（Spin-Orbit Torque）的产生。该工作以“Absence of Spin-Orbit Torque and Discovery of Anisotropic Planar Nernst Effect in CoFe Single Crystal”为题发表在期刊Advanced Science上 [链接:https://doi.org/10.1002/advs.202301409]。朱礼军研究员为通讯作者，博士后刘前标为第一作者，博士生林鑫作为合作者完成了有限元分析并参与了器件的加工测量。该工作的完成离不开中国科学院半导体研究所赵建华研究员（单晶CoFe样品生长）、周旭亮副研究员（光刻工艺）、北京师范大学熊昌民副教授（PPMS测试）、袁喆教授（能带理论讨论）的支持和帮助。相关工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金委面上项目和中国科学院战略先导专项的资助。图1. （a）双十字霍尔器件中的平面能斯特效应；（b）CoFe (001)平面能斯特电压的各向异性。图2. 各向异性平面能斯特效应对（a）谐波霍尔电压、（b）自旋塞贝克、（c）自旋扭矩-铁磁共振等自旋电子实验的广泛影响及其在（d）热电器件方面的应用案例。

霍尔德上市新品啦！2023年12月28日上市了一款密封性测试仪【真空密封性测试仪←点击此处可直接转到产品界面，咨询更方便】密封试验是检测产品泄漏状况的有效检测。在产品包装过程中，由于各种难以预测的因素，封合环节可能会出现疏漏，如漏封、压穿，甚至因材料本身存在的微小瑕疵，如裂缝、微孔，这些都可能形成内外互通的小孔。这样的情况，无疑会对包装内的产品造成潜在威胁，特别是对于食品、医药、日化等对密封性要求极高的产品，其质量的保障更依赖于密封性的完好。真空密封性测试仪专业适用于产品的密封试验，通过试验可以有效地比较和评价软包装件的密封工艺及密封性能，是食品、塑料软包装、湿巾、制药、日化等行业理想的检测仪器。 产品特征 1.具备保压试验模式与梯度试验模式，满足不同材料测试需求； 2.系统采用微电脑控制，抽压、保压、补压、计时、反吹、打印全自动化操作； 3.设备搭配7寸彩色触摸屏，实时显示压力波动曲线，自带微型打印机，支持数据预置、断电记忆，确保测试数据的准确性； 4.试验结果自动统计打印及存储； 5.具备三级权限管理功能，支持历史数据快速查看； 6.采用优质气动元件，性能经久耐用、稳定可靠技术参数 真 空 度 0～-90kPa 分辨率0.01KPA 保压时间0-999999S 精度 0.5级打印机热敏打印机（标配） 针式打印机（选配）真空室尺寸 Φ270mm×210 mm (H) （标配） Φ360mm×585 mm (H) （另购） Φ460mm×330 mm (H) （另购） 气源压力 0.7MPa （气源用户自备）或厂家配备空气压缩机（选配）气源接口 Φ6mm 聚氨酯管 电源 220 V/50Hz 外型尺寸 290mm(L)×380mm(B)×195mm(H) 主机净重 15kg

近期，QD中国样机实验室全新引进Lake Shore公司推出的M91快速霍尔测试仪，该快速霍尔测量系统可以与完全无液氦综合物性测量系统-PPMS® DynaCool&trade 无缝连接。全新的M91快速霍尔测量方案采用革新的一体式设计，相比传统的霍尔效应测量解决方案，显著提高了测量的灵敏度、测量速度以及使用便利性。M91将所有必要的测量信号源和锁相等信号处理功能集于一体，在测量低载流子迁移率样品时相比其他测量手段有显著优势。左）：完全无液氦综合物性测量系统-PPMS® DynaCool&trade ，右）：M91快速霍尔测试仪QD中国样机实验室M91快速霍尔测试仪集成于完全无液氦综合物性测量系统 M91快速霍尔测试仪能够检测样品电极接触状况并确保测量始终处于最佳样品条件下进行。尤其在测量低载流子迁移率材料时，M91可以更快、更准确地完成相关测量。得益于仪器特有的FastHall技术，消除了在测量过程中翻转磁场的必要性，测量速度可达传统方法的100倍，几秒钟内即可精确测量流动性极低的材料，使得该选件在PPMS上的测量效率大幅提升, 即便是在范德堡测量法(vdP)几何接线的测量过程中，也可以更快地分析低载流子迁移率材料样品。M91快速霍尔测试仪可以直观判定样品接触电极质量FastHall可以覆盖更低的载流子迁移率测量范围 产品特点：✔ 采用FastHall技术，在测量过程中无需进行磁场翻转✔ 全自动检查样品引线接触质量，提供完整的霍尔分析✔ 计算范德堡接线样品以及Hall Bar样品相关参数✔ FastHall测量技术在采用范德堡接线时可将载流子迁移率测量极限缩小到0.001 cm2/(Vs)✔ 可在显示屏直观显示检测过程，并具有触摸操作功能实时执行相关测量指令标准电阻套件——M91可以通过DynaCool杜瓦LEMO接口连接进行测量PPMS与M91的集成示例 标准测量模式下 PPMS DynaCool 采用自带样品托进行测量PPMS样品托电极接线方案该联用方案支持范德堡vdPauw 4引线连接以及Hall Bar 6引线连接模式，样品引线通过样品托底部针脚与PPMS样品腔连接并通过杜瓦侧面Lemo接口连接到M91测量单元上。该方案可以快速适配PPMS DynaCool系统并具有标准电阻测量范围（最大10 MΩ），使用常见的PPMS电学测量样品托即可完成相关测试。左）：M91通过多功能杆顶部的接口直接连接；右）：M91高阻模式PPMS多功能样品杆左) 高精度电学输运样品杆样品台 右) 样品杆顶部接口左）：样品板；右）：样品板插座此外，针对有高阻小信号测量需求的客户，QD中国样机实验室也匹配了LakeShore提供的高阻测量方案。该方案通过专用的多功能样品杆将样品板电极引线通过同轴电缆从样品腔顶部引出，从而获得更好的信噪比和更大的电阻测量范围（最大200 GΩ）。M91组件自带的MeasureLINK软件与PPMS MultiVu深度集成，可以与MultiVu工作在同一台主机上亦或是同一局域网下的任意一台主机上对系统进行控制。2K温度下使用PPMS 0-9T扫场的砷化镓二维电子气薄膜，采用范德堡测量法横向及纵向电输运测量结果准确反应了材料的整数量子霍尔效应 传统的直流场霍尔效应测量适用于具有较高迁移率的简单材料，但伴随着载流子迁移率的降低，测量难度增加，精度降低。在光伏、热电和有机物等前景广阔的新型半导体材料中，测量难度就增加了不少。 交流锁相技术结合先进锁相放大器和更长测量窗口，可以提取更小的霍尔电压信号，目前常用于探索低迁移率材料。然而，延长测量间隔会增加热漂移效应带来的误差，并且需要更长的时间来获得结果，有时甚至需要数小时。FastHall 技术有效解决了这些问题，甚至可以在几秒钟内精确测量极低迁移率的材料，极大的拓宽了材料研究测试的范围。为了便于广大客户全面了解和亲身体验M91快速霍尔测试仪，QD中国样机实验室引进了该设备样机，现已安装于公司样机实验室并调试完毕。即日起，我们欢迎对该设备感兴趣的老师和同学来访，我们在QD中国样机实验室恭候大家的到来。相关产品1、M91快速霍尔测试仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C554347.htm2、完全无液氦综合物性测量系统-DynaCoolhttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C18553.htm

2022年1月13日，根据中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟（以下简称“宽禁带联盟”）团体标准制定工作程序要求，联盟秘书处组织召开了宽禁带联盟2022年度第一次团体标准评审会。本次评审会采取线上评审的形式，分别对《碳化硅单晶片X射线双晶摇摆曲线半高宽测试方法》等五项团体标准进行了研讨及审定。线上评审评审会由宽禁带联盟秘书长刘祎晨主持，厦门大学张峰教授、中国科学院物理研究所王文军研究员、中国科学院半导体研究所金鹏研究员、孙国胜研究员、刘兴昉副研究员、国网智能电网研究院有限公司杨霏教授级高工、中科院电工所张瑾高工、工业和信息化部电子第四研究院闫美存高工、北京聚睿众邦科技有限公司总经理闫方亮博士、北京天科合达半导体股份有限公司副总经理刘春俊研究员、国宏中宇科技发展有限公司副总经理赵子强、北京世纪金光半导体有限公司技术主任何丽娟、北京三平泰克科技有限责任公司郑红军高工等宽禁带联盟标准化委员会委员参加了本次会议。会上，各牵头起草单位代表就标准送审稿或草案的编制情况进行了详细汇报，与会专家针对标准技术内容、专业术语、技术细节、标准格式、标准规范等内容等方面进行了深入的讨论，并提出了很多宝贵意见，最后经联盟标准化委员会与会委员表决，形成如下决议：1. 通过《碳化硅单晶片X射线双晶摇摆曲线半高宽测试方法》（牵头单位：国宏中宇科技发展有限公司）一项送审稿审定；2. 通过《碳化硅外延层载流子浓度测试方法-非接触电容-电压法》、《碳化硅栅氧的界面态测试方法—电容-电压测试法》（牵头单位：芜湖启迪半导体有限公司），《金刚石单晶片X射线双晶摇摆曲线半高宽测试方法》、《金刚石单晶位错密度的测试方法》（牵头单位：中国科学院半导体研究所）四项草案初审。同时标准化专家组建议各标准工作组要根据专家审查意见对各项标准进一步修改完善，尽快形成报批稿或征求意见稿，报送至联盟秘书处。联盟将按照标准制定工作计划进度要求，有条不紊地推动标准工作。宽禁带联盟一直以来都高度重视团体标准工作的发展，有责任和义务不断提升标准化水平，为引领行业技术发展提供重要支撑。同时，联盟也将积极探索推进与国标委的互动，协同推动优秀的团体标准上升为行业标准、国家标准，不断提升国家标准的水平。

―为功率器件的低成本化和新一代EV的节能化做出贡献― 　　在NEDO的“战略性节能技术革新计划”中，Novel Crystal Technology,Inc.(以下略称Novel)与大阳日酸(株)及(大)东京农工大学共同开发了作为新一代半导体材料而备受瞩目的氧化镓(β-Ga2O3)的卤化物气相外延（HVPE）。 　　该成果使能够制造大口径且多片外延晶片的β-Ga2O3批量生产成膜装置的开发取得了很大进展，有助于实现成膜成本成为课题的β-Ga2O3外延晶片的大口径低成本化。如果β-Ga2O3功率器件广泛普及，则有望实现产机用电机控制的逆变器、住宅用太阳能发电系统的逆变器、新一代EV等的节能化。图1在6英寸测试晶片上成膜的β-Ga2O3薄膜 　　1 .概述 　　氧化镓(β-Ga2O3)※1与碳化硅(SiC)※2和氮化镓(GaN)※3相比具有更大的带隙※4，因此基于β-Ga2O3的晶体管和二极管具有高耐压、高输出、高效率的特性，β-Ga2O3功率器件※5的开发，日本处于世界领先地位，2021年本公司成功开发了使用卤化物气相外延(HVPE)法※6的小口径4英寸β-Ga2O3外延晶片※7，并进行了制造销售※8。作为该外延成膜的基础的β-Ga2O3晶片与SiC和GaN不同，Bulk结晶的育成迅速的熔体生长来制造，因此容易得到大口径、低价格的β-Ga2O3晶片，有利于功率器件的低价格化。 　　但是，β-Ga2O3的成膜所采用的HVPE法能够实现低廉的原料成本和高纯度成膜，另一方面存在基于HVPE法的成膜装置只有小口径(2英寸或4英寸)且单片式的装置被实用化的课题。因此，为了降低成膜成本，通过HVPE法实现大口径(6英寸或8英寸)的批量式批量生产装置是不可缺少的。 　　在这样的背景下，Novel公司在NEDO (国立研究开发法人新能源产业技术综合开发机构)的“战略性节能技术革新计划※9/面向新一代功率器件的氧化镓用的大口径批量生产型外延成膜装置的研究开发”项目中，制作了β-Ga2O3在本程序的培育研究开发阶段(2019年度)进行了作为HVPE法原料的金属氯化物※10的外部供给技术※11开发，在实用化开发阶段(2020年度~2021年度)为了确立批量生产装置的基础技术，进行了6英寸叶片式HVPE法的外部供给技术※11开发，而且，这是世界上首次成功地在6英寸晶片上成膜了β-Ga2O3。 　　2 .本次成果 　　Novel公司、大阳日酸及东京农工大学开发了6英寸叶片式HVPE装置(图2)，在世界上首次成功地在6英寸测试晶片(使用蓝宝石基板)上进行了β-Ga2O3成膜(图1)。 　　另外，通过成膜条件的优化和采用独自的原料喷嘴结构，证实了在6英寸测试晶片上的β-Ga2O3成膜，以及确认了能够实现β-Ga2O3膜厚分布±10%以下等在面内均匀的成膜(图3)。通过本成果确立的大口径基板上的成膜技术和硬件设计技术，可以构筑β-Ga2O3成膜装置的平台，因此大口径批量生产装置的开发可以取得很大进展。这样，通过β-Ga2O3成膜工艺和应用设备带来的功耗降低，预计在2030年将达到21万kL/年左右的节能量。图2用于β-Ga2O3成膜的6英寸单片式HVPE装置的外观照片图3 β-Ga2O3在6英寸测试晶片上膜厚分布 　　3 .今后的安排 　　Novel公司、大阳日酸及东京农工大学在NEDO事业中继续开发用于β-Ga2O3成膜批量生产装置，今后使用6英寸β-Ga2O3晶片的外延成膜，通过β-Ga2O3薄膜的电特性评价和膜中存在的缺陷评价，得到高品质的β-Ga2O3薄膜，另外，确立β-Ga2O3外延晶片的量产技术后，目标是2024年度量产装置的产品化。用HVPE法制造的β-Ga2O3外延晶片主要用于SBD※12和FET※13，因此预计2030年度将成长为约590亿日元规模的市场(根据株式会社富士经济“2020年版新一代功率器件&功率电瓷相关设备市场的现状和未来展望”) 今后将实现批量生产装置，通过进入β-Ga2O3成膜装置市场和普及Ga2O3功率器件，为促进新一代EV等的节能化做出贡献。 　　【注释】 　　※1氧化镓(β-Ga2O3) 　　氧化镓是继碳化硅和氮化镓之后的“第三功率器件用宽带隙半导体”，是受到广泛关注的化合物半导体，是作为功率器件的理论性能压倒性地高于硅，也超过碳化硅和氮化镓的优异材料。 　　※2碳化硅(SiC) 　　SiC是碳和硅的化合物，是主要用于高耐压大电流用途的宽带隙半导体材料。 　　※3氮化镓(GaN) 　　GaN是镓和氮的化合物，具有比SiC更稳定的结合结构，是绝缘破坏强度更高的宽带隙半导体。主要用于开关电源等小型高频用途。 　　※4带隙 　　电子和空穴从价带迁移到导带所需的能量。将该值大的半导体定位为宽带隙半导体，带隙越大，绝缘破坏强度越高。β-Ga2O3的带隙约为4.5 eV，比Si(1.1 eV)，4H-SiC(3.3 eV)及GaN(3.4 eV)的值大。 　　※5功率器件 　　用于电力转换的半导体元件，用于逆变器和转换器等电力转换器。 　　※6卤化物气相沉积(HVPE)法 　　指以金属氯化物气体为原料的结晶生长方法。其优点是可以高速生长和高纯度成膜。 　　※7β-Ga2O3外延晶片 　　是指在晶片上形成β-Ga2O3的薄膜形成晶片。在成为晶片的晶体上进行晶体生长，在基底晶片的晶面上对齐原子排列的生长称为外延生长(外延生长)。 　　※8成功开发4英寸β-Ga2O3外延晶片，制造销售 　　(参考) 2021年6月16日新闻发布 　　" https://www.novel crystal.co.jp/2021/2595/" 　　※9战略性节能技术创新计划 　　摘要:“https://www.nedo.go.jp/activities/zzjp _ 100039.html” 　　※10金属氯化物 　　是作为HVPE法金属原料的化合物，代表性的金属氯化物有GaCl，GaCl3，AlCl，AlCl3，InCl，InCl3等。 　　※11外部供应技术 　　在HVPE法中，将金属氯化物生成部和成膜部独立分离，从反应炉外部使用配管等供给金属氯化物的技术。 　　※12SBD 　　肖特基势垒二极管(SBD:Schottky Barrier Diode)。不是PN结，而是使用某种金属和n型半导体的结的二极管。其优点是与其他二极管相比效率高、开关速度快。 　　※13FET 　　场效应晶体管( FET:Field Effect Transistor )。闸门电极二电压通过添加通道在区域产生电界根据电子或正孔的密度，控制源漏电极之间的电流晶体管是指。

table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" tbody tr td width=" 83" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " 成果名称 /p /td td width=" 538" colspan=" 3" style=" word-break: break-all " p style=" text-align: center line-height: 1.75em " strong TTE /strong strong 系列半导体器件瞬态温升热阻测试仪 /strong /p /td /tr tr td width=" 91" p style=" line-height: 1.75em " 单位名称 /p /td td width=" 538" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 北京工业大学新型半导体器件可靠性物理实验室 /p /td /tr tr td width=" 91" p style=" line-height: 1.75em " 联系人 /p /td td width=" 167" p style=" line-height: 1.75em " 冯士维 /p /td td width=" 161" p style=" line-height: 1.75em " 联系邮箱 /p /td td width=" 187" p style=" line-height: 1.75em " shwfeng@bjut.edu.cn /p /td /tr tr td width=" 91" p style=" line-height: 1.75em " 成果成熟度 /p /td td width=" 535" colspan=" 3" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " □正在研发& nbsp & nbsp □已有样机& nbsp & nbsp □通过小试& nbsp & nbsp □通过中试& nbsp √可以量产 /p /td /tr tr td width=" 91" p style=" line-height: 1.75em " 合作方式 /p /td td width=" 535" colspan=" 3" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " □技术转让 & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp √技术入股 & nbsp & nbsp & nbsp √合作开发& nbsp & nbsp √其他 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " align=" center" valign=" top" p style=" line-height: 1.75em " strong 成果简介：& nbsp /strong /p p style=" text-align:center" strong img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/017b0e04-691a-4c5a-826e-5879aa1d7a7a.jpg" title=" 1.jpg.png" / /strong /p p style=" line-height: 1.75em " TTE-400 LED灯具模组热阻测试仪 & nbsp br/ /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201607/insimg/1a6e4129-15a9-479d-84c9-cb11df28231c.jpg" title=" 54c453eb-3470-4a19-9f93-e8a1b5170517.jpg" width=" 400" height=" 203" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 203px " / /p p & nbsp TTE-500 多通道瞬态热阻分析仪 /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/06a37914-c0ba-48cf-9bb6-d25fdea82661.jpg" title=" 3.png" width=" 400" height=" 146" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 146px " / /p p & nbsp & nbsp TTE-LD100 激光器用瞬态热阻分析仪 /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/887237ea-942e-46c5-8591-1dea99e6c712.jpg" title=" 4.png" width=" 400" height=" 143" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 143px " / /p p TTE-M100 功率器件用瞬态热阻分析仪 /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/aded4b1e-7f39-41c2-9e79-8177484f76d7.jpg" title=" 5.png" width=" 400" height=" 185" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 185px " / /p p & nbsp TTE-H100 HEMT用瞬态热阻分析仪 /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/d45a2e5c-776e-4e71-9412-67d87c17f875.jpg" title=" 6.png" / /p p TTE-S200 LED热特性快速筛选仪 /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 0em " & nbsp & nbsp TTE系列半导体器件瞬态温升热阻测试仪是用于半导体器件（LED、MOSFET、HEMT、IC、激光器、散热器、热管等）的先进热特性分析仪，依据国际JEDEC51的瞬态热测试方法，能够实时采集器件瞬态温度响应曲线（包括升温曲线与降温曲线），采样间隔高达1微秒，结温分辨率高达0.01℃。利用结构函数算法能方便快捷地测得器件热传导路径上每层结构的热学性能，构建等效热学模型，是器件封装工艺、可靠性研究和测试的强大支持工具，具有精确、无损伤、测试便捷、测试成本低等优点。该成果已在公司和科研院所等20多家单位应用，并可定制化生产。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 应用前景： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 本产品已投入市场应用五年时间，产品型号在不断丰富以适应庞大的市场需求，技术指标国内领先地位，可替代国外同类产品，拥有独立的自主知识产权。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 应用范围：功率半导体器件（LED、MOSFET、HEMT、IC、激光器、散热系统、热管等）结温热阻无损测量和流水线快速筛选。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 应用情况：国内已有20多家客户的生产线或实验室使用本产品，包括军工单位、芯片厂商、封装厂商、高等院校、高科技制造企业。成果适用于开展半导体晶圆及芯片设计、生产的高校、科研院所及企业。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 预计国内市场年需求量在500台，市场规模约5亿元。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 知识产权及项目获奖情况： /strong br/ & nbsp & nbsp 拥有核心技术，国家发明专利24项，获中国发明博览会金奖1项。 br/ & nbsp & nbsp （1）专利名称：一种快速测量半导体器件电学参数温度变化系数的方法和装置（申请号：201410266126.3）； br/ & nbsp & nbsp （2）专利名称：一种LED灯具热阻构成测试装置和方法（申请号：201310000861.5）； br/ & nbsp & nbsp （3）专利名称：功率半导体LED热阻快速批量筛选装置（申请号：201120249012.X）。 /p /td /tr /tbody /table p br/ /p

【科学背景】在过去六十年中，晶体管尺寸的不断缩小得益于诸如鳍式场效应晶体管（FET）技术的创新、高介电常数绝缘材料的集成、改进的互连技术以及极紫外光刻技术的进步。这些技术不断推动了集成电路（IC）组件密度的提升。然而，尽管器件级的缩放取得了显著进展，封装级的进展却相对滞后，这突显了三维（3D）集成作为一种“正交缩放”方法的重要性。3D集成通过减少占地面积、降低功耗、提高带宽、缩短连接布线以及降低寄生损耗等优点，提供了一种有前景的解决方案，能有效突破传统二维尺寸缩放的限制。工业界目前主要采用铜微凸点和通过硅通孔（TSVs）来堆叠分别制造的芯片，但TSVs具有较大的占地面积，导致显著的寄生电容和热/机械应力。因此，单片3D（M3D）集成被认为是未来3D集成电路的关键技术，其通过在单个晶圆上顺序制造层间通孔，解决了TSVs带来的局限性。M3D集成实现了更高的垂直互连密度、更短的连线长度，从而提高了速度并降低了功耗，同时也允许在一个或多个层中集成非硅材料，以提升性能或丰富功能。然而，M3D集成在采用相同（非硅）半导体材料的互补FET方面仍处于探索阶段，这主要由于n型碳纳米管FET和p型二维FET的开发进展有限。本研究针对这一现状，美国宾夕法尼亚州立大学Rahul Pendurthi，Saptarshi Das教授团队展示了基于n型和p型FET的两层互补金属氧化物半导体（CMOS）芯片的M3D集成。这些FET采用通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术合成的大面积WSe₂ 制成。作者成功实现了晶体管级分区，将340个n型FET和340个p型FET分别放置在第1层和第2层。此外，作者展示了宽度为300 nm、间距为1 µ m的密集层间通孔，这在封装技术中达到了先进水平。同时，作者成功实现了包括27个反相器、12个NAND门和12个NOR门在内的3D CMOS电路。通过在不超过200°C的温度下制造M3D CMOS堆叠，本研究为2D/Si混合技术的后端集成提供了兼容的解决方案。这些成果不仅突破了传统封装技术的限制，还展示了二维材料在推动M3D集成方面的巨大潜力。【表征解读】本文通过拉曼光谱和光致发光（PL）测试，揭示了多层WSe2薄膜的晶体结构和光学特性。这些表征手段使我们能够深入理解WSe2的电子性质及其在CMOS电路中的应用潜力。针对WSe2薄膜中观察到的光致发光现象，作者利用透射电子显微镜（TEM）对样品进行了微观结构分析，得到了层间耦合效应及其对电子迁移率的影响，进而挖掘了WSe2在高效电子器件中的应用价值。在此基础上，通过扫描电子显微镜（SEM）和聚焦离子束（FIB）技术，本文获得了二维材料的详细形貌和结构特征。这些表征结果表明，WSe2在微米尺度下展现出良好的均匀性和层间一致性，进一步证明了其在集成电路中作为半导体材料的可靠性。特别是在对比不同厚度的WSe2样品时，作者发现其电学性能和光学响应显著依赖于层数，这为设计新型器件提供了重要指导。总之，经过综合的拉曼、PL、TEM和SEM等表征手段，深入分析了WSe2的结构特性和电子特性，进而制备出新型二维材料。这些研究不仅推动了对WSe2在集成电路中应用的理解，也为发展更高效的电子器件奠定了基础，标志着二维材料领域的又一重要进展。通过这些手段的结合，我们能够系统地解析材料的性能，并为未来的研究指明方向。【科学图文】图1：互补金属氧化物半导体CMOS 硒化钨WSe2 场效应晶体管FET的单片三维集成M3D。图2：大面积有机金属化学气相沉积法MOCVD WSe2合成和3D叠层制造。图3：单片三维集成M3D 互补金属氧化物半导体CMOS WSe2 场效应晶体管FET。图4：单片三维集成M3D逻辑门。【科学结论】本文首次成功实现了基于n型和p型WSe₂ 场效应晶体管的两层CMOS芯片的M3D集成，展示了二维材料在推动M3D技术方面的巨大潜力。这种集成方式突破了传统二维缩放的限制，为器件集成密度的提升和性能的优化提供了新的解决方案。其次，通过采用300 nm宽、间距为1 µ m的密集层间通孔，本研究实现了在两层芯片中连接超过340个n型FET和340个p型FET，标志着在高密度集成领域的显著进展。这种高密度的垂直互连方式不仅有效减少了互连线的长度，还降低了功耗和寄生损耗，提高了整体电路的性能。此外，本研究在200°C以下的温度下成功制造了3D CMOS电路，包括27个反相器、12个NAND门和12个NOR门，展示了M3D CMOS技术在实际应用中的可行性。这一成果表明，M3D技术不仅可以解决传统二维缩放中的热处理和性能问题，还为2D/Si混合技术的后端集成提供了兼容的解决方案。这些发现不仅扩展了M3D技术在高性能电子器件中的应用范围，还为未来在二维材料和3D集成技术方面的进一步研究奠定了基础。原文详情：Pendurthi, R., Sakib, N.U., Sadaf, M.U.K. et al. Monolithic three-dimensional integration of complementary two-dimensional field-effect transistors. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01705-2

图一，量子反常霍尔效应的示意图，拓扑非平庸的能带结构产生具有手征性的边缘态，从而导致量子反常霍尔效应 　　 　　图二，理论计算得到的磁性拓扑绝缘体多层膜的能带结构和相应的霍尔电导 　　 　　图三，在Cr掺杂的(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜中测量到的霍尔电阻 　　中新社北京3月15日电 (记者 马海燕)北京时间3月15日凌晨，《科学》杂志在线发文，宣布中国科学家领衔的团队首次在实验上发现量子反常霍尔效应。这一发现或将对信息技术进步产生重大影响。 　　这一发现由清华大学教授、中国科学院院士薛其坤领衔，清华大学、中国科学院物理所和斯坦福大学的研究人员联合组成的团队历时4年完成。在美国物理学家霍尔1880年发现反常霍尔效应133年后，终于实现了反常霍尔效应的量子化，这一发现是相关领域的重大突破，也是世界基础研究领域的一项重要科学发现。 　　由于人们有可能利用量子霍尔效应发展新一代低能耗晶体管和电子学器件，这将克服电脑的发热和能量耗散问题，从而有可能推动信息技术的进步。然而，普通量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场，因此应用起来将非常昂贵和困难。但量子反常霍尔效应的好处在于不需要任何外加磁场，这项研究成果将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展，可能加速推进信息技术革命进程。 　　美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应。1980年，德国科学家冯克利青发现整数量子霍尔效应，1982年，美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应，这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。 　　相关链接 　　“量子反常霍尔效应”研究获突破 　　中国科学网 　　由中国科学院物理研究所和清华大学物理系的科研人员组成的联合攻关团队，经过数年不懈探索和艰苦攻关，最近成功实现了“量子反常霍尔效应”。这是国际上该领域的一项重要科学突破，该物理效应从理论研究到实验观测的全过程，都是由我国科学家独立完成。 　　量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最基本的量子效应之一。它是一种典型的宏观量子效应，是微观电子世界的量子行为在宏观尺度上的一个完美体现。1980年，德国科学家冯克利青(Klaus von Klitzing)发现了“整数量子霍尔效应”，于1985年获得诺贝尔物理学奖。1982年，美籍华裔物理学家崔琦(Daniel CheeTsui)、美国物理学家施特默(Horst L. Stormer)等发现“分数量子霍尔效应”，不久由美国物理学家劳弗林(Rober B. Laughlin)给出理论解释，三人共同获得1998年诺贝尔物理学奖。在量子霍尔效应家族里，至此仍未被发现的效应是“量子反常霍尔效应”——不需要外加磁场的量子霍尔效应。 　　“量子反常霍尔效应”是多年来该领域的一个非常困难的重大挑战，它与已知的量子霍尔效应具有完全不同的物理本质，是一种全新的量子效应 同时它的实现也更加困难，需要精准的材料设计、制备与调控。1988年，美国物理学家霍尔丹(F. Duncan M. Haldane)提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应，但是多年来一直未能找到能实现这一特殊量子效应的材料体系和具体物理途径。2010年，中科院物理所方忠、戴希带领的团队与张首晟教授等合作，从理论与材料设计上取得了突破，他们提出Cr或Fe磁性离子掺杂的Bi2Te3、Bi2Se3、Sb2Te3族拓扑绝缘体中存在着特殊的V.Vleck铁磁交换机制，能形成稳定的铁磁绝缘体，是实现量子反常霍尔效应的最佳体系[Science，329, 61(2010)]。他们的计算表明，这种磁性拓扑绝缘体多层膜在一定的厚度和磁交换强度下，即处在“量子反常霍尔效应”态。该理论与材料设计的突破引起了国际上的广泛兴趣，许多世界顶级实验室都争相投入到这场竞争中来，沿着这个思路寻找量子反常霍尔效应。 　　在磁性掺杂的拓扑绝缘体材料中实现“量子反常霍尔效应”，对材料生长和输运测量都提出了极高的要求：材料必须具有铁磁长程有序 铁磁交换作用必须足够强以引起能带反转，从而导致拓扑非平庸的带结构 同时体内的载流子浓度必须尽可能地低。最近，中科院物理所何珂、吕力、马旭村、王立莉、方忠、戴希等组成的团队和清华大学物理系薛其坤、张首晟、王亚愚、陈曦、贾金锋等组成的团队合作攻关，在这场国际竞争中显示了雄厚的实力。他们克服了薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关，一步一步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控，利用分子束外延方法生长出了高质量的Cr掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜，并在极低温输运测量装置上成功地观测到了“量子反常霍尔效应”。该结果于2013年3月14日在Science上在线发表，清华大学和中科院物理所为共同第一作者单位。 　　该成果的获得是我国科学家长期积累、协同创新、集体攻关的一个成功典范。前期，团队成员已在拓扑绝缘体研究中取得过一系列的进展，研究成果曾入选2010年中国科学十大进展和中国高校十大科技进展，团队成员还获得了2011年“求是杰出科学家奖”、“求是杰出科技成就集体奖”和“中国科学院杰出科技成就奖”，以及2012年“全球华人物理学会亚洲成就奖”、“陈嘉庚科学奖”等荣誉。该工作得到了中国科学院、科技部、国家自然科学基金委员会和教育部等部门的资助。(中科院物理研究所 作者：薛其坤等)

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 半导体器件生产中，从半导体单晶片到制成最终成品，须经历数十甚至上百道工序。为了确保产品性能合格、稳定可靠，并有高的成品率，根据各种产品的生产情况,对所有工艺步骤都要有严格的具体要求。因而,在生产过程中必须建立相应的系统和精确的监控措施，首先要从半导体工艺检测着手。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 半导体工艺检测的项目繁多，内容广泛，方法多种多样，可粗分为两类。第一类是半导体晶片在经历每步工艺加工前后或加工过程中进行的检测，也就是半导体器件和集成电路的半成品或成品的检测。第二类是对半导体单晶片以外的原材料、辅助材料、生产环境、工艺设备、工具、掩模版和其他工艺条件所进行的检测。第一类工艺检测主要是对工艺过程中半导体体内、表面和附加其上的介质膜、金属膜、多晶硅等结构的特性进行物理、化学和电学等性质的测定。其中许多检测方法是半导体工艺所特有的。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 工艺检测的目的不只是搜集数据，更重要的是要把不断产生的大量检测数据及时整理分析，不断揭示生产过程中存在的问题，向工艺控制反馈，使之不致偏离正常的控制条件。因而对大量检测数据的科学管理，保证其能够得到准确和及时的处理，是半导体工艺检测中的一项重要关键。同时半导体检测也涉及大量的科学仪器，针对于此，对一些半导体检测的仪器进行介绍。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/537.html" target=" _self" 椭偏仪 /a /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 椭偏仪是一种用于探测薄膜厚度、光学常数以及材料微结构的光学测量仪器。由于测量精度高，适用于超薄膜，与样品非接触，对样品没有破坏且不需要真空，使得椭偏仪成为一种极具吸引力的测量仪器。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前，椭偏仪是测量透明、半透明薄膜厚度的主流方法，它采用偏振光源发射激光，当光在样本中发生反射时，会产生椭圆的偏振。椭偏仪通过测量反射得到的椭圆偏振，并结合已知的输入值精确计算出薄膜的厚度，是一种非破坏性、非接触的光学薄膜厚度测试技术。在晶圆加工中的注入、刻蚀和平坦化等一些需要实时测试的加工步骤内，椭偏仪可以直接被集成到工艺设备上，以此确定工艺中膜厚的加工终点。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/1677.html" target=" _self" span style=" text-indent: 2em " 四探针测试仪 /span /a /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 四探针测试仪是用来测量半导体材料（主要是硅单晶、锗单晶、硅片）电阻率，以及扩散层、外延层、ITO导电箔膜、导电橡胶方块电阻等的测量仪器。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 测量半导体电阻率方法的测量方法主要根据掺杂水平的高低，半导体材料的电阻率可能很高。有多种因素会使测量这些材料的电阻率的任务复杂化，包括与材料实现良好接触的问题。特殊的探头设计用于测量半导体晶片和半导体棒的电阻率。这些探头通常由诸如钨的硬质金属制成，并接地到探头。在这种情况下，接触电阻很高，必须使用四点共线探针或四线绝缘探针。两个探针提供恒定电流，另外两个探针测量整个样品一部分的电压降。通过使用所测电阻的几何尺寸来计算电阻率。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 薄膜应力测试仪 /span br/ /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 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，其测试的精度、重复性、效率等因素为业界所重点关注。对应产品目前业界有两种主流技术流派：1）以美国FSM、KLA、TOHO为代表的双激光波长扫描技术（线扫模式），尽管是上世纪90年代技术，但由于其简单高效，适合常规Fab制程中进行快速QC，至今仍广泛应用于相关工厂。2）以美国kSA为代表的MOS激光点阵技术，抗环境振动干扰，精于局部区域内应力测量，这在研究局部薄膜应力均匀分布具有特定意义。线扫模式主要测量晶圆薄膜整体平均应力，监控工序工艺的重复性有意义。但在监控或精细分析局部薄膜应力，激光点阵技术具有特殊优势，比如在MEMS压电薄膜的应力和缺陷监控。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 热波系统 /span br/ /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 热播系统主要用来测量掺杂浓度。热波系统通过测量聚焦在硅片上同一点的两束激光在硅片表面反射率的变化量来计算杂质粒子的注入浓度。在该系统内，一束激光通过氩气激光器产生加热的波使硅片表面温度升高，热硅片会导致另一束氦氖激光的反射系数发生变化，这一变化量正比于硅片中由杂质粒子注入而产生的晶体缺陷点的数目。由此，测量杂质粒子浓度的热波信号探测器可以将晶格缺陷的数目与掺杂浓度等注入条件联系起来，描述离子注入工艺后薄膜内杂质的浓度数值。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " ECV设备 /span /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " ECV又名扩散浓度测试仪，结深测试仪等，即电化学CV法测扩散后的载流子浓度分布。电化学ECV可以用于太阳能电池、LED等产业，是化合物半导体材料研究或开发的主要工具之一。电化学ECV主要用于半导体材料的研究及开发，其原理是使用电化学电容-电压法来测量半导体材料的掺杂浓度分布。电化学ECV(CV-Profiler, C-V Profiler)也是分析或发展半导体光-电化学湿法蚀刻(PEC Etching)很好的选择。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 少子寿命测试仪 /span /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 载流子寿命就是指非平衡载流子的寿命。而非平衡载流子一般也就是非平衡少数载流子（因为只有少数载流子才能注入到半导体内部、并积累起来，多数载流子即使注入进去后也就通过库仑作用而很快地消失了），所以非平衡载流子寿命也就是指非平衡少数载流子寿命，即少数载流子寿命。例如，对n型半导体，非平衡载流子寿命也就是指的是非平衡空穴的寿命。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 少子寿命是半导体材料和器件的重要参数。它直接反映了材料的质量和器件特性。能够准确的得到这个参数，对于半导体器件制造具有重要意义。少子寿命测试仪可以直接获得长硅的质量参数。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/34.html" target=" _self" 拉曼光谱 /a /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 拉曼光谱是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.Raman在1928年所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息并应用于分子结构研究的一种分析方法。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 拉曼光谱在材料科学中是物质结构研究的有力工具，在相组成界面、晶界等课题中可以做很多工作。半导体材料研究中，拉曼光谱可测出经离子注入后的半导体损伤分布，可测出半磁半导体的组分，外延层的质量，外延层混品的组分载流子浓度。 span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/31.html" target=" _self" 红外光谱仪 /a /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析的仪器。红外光谱仪通常由光源，单色器，探测器和计算机处理信息系统组成。根据分光装置的不同，分为色散型和干涉型。对色散型双光路光学零位平衡红外分光光度计而言，当样品吸收了一定频率的红外辐射后，分子的振动能级发生跃迁，透过的光束中相应频率的光被减弱，造成参比光路与样品光路相应辐射的强度差，从而得到所测样品的红外光谱。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 红外光谱法操作简单，不破坏样品，使其在半导体分析的应用日趋广泛。半导体材料的红外光谱揭示了晶格吸收、杂质吸收和自由载流子吸收的情况，直接反映了半导体的许多性质，如确定红外透过率和结晶缺陷，监控外延工艺气体组分分布，测载流子浓度，测半导体薄层厚度和衬底表面质量。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 二次粒子质谱 /span /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二次粒子质谱是借助入射粒子的轰击功能，将样品表面原子溅出，由质谱仪测定二次粒子质量，根据质谱峰位的质量数，可以确定二次离子所属的元素和化合物，从而可精确测定表面元素的组成。这是一种常用的表面分析技术。其特点是高灵敏度和高分辨率。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 利用二次离子质谱对掺杂元素的极高灵敏度的特点，对样品的注入条件进行分析，在生产中可以进行离子注入机台的校验，并确定新机台的可以投入生产。同时，二次离子质谱对于CVD沉积工艺的质量监控尤其是硼磷元素的分布和生长比率等方面有不可替代的作用。通过二次离子质谱结果的分析帮助CVD工程师进行生长条件的调节，确定最佳沉积工艺条件。对于杂质污染的分析,可以对样品表面结构和杂质掺杂情况进行详细了解，保证芯片的有源区的洁净生长，对器件的电性质量及可靠性起到至关重要的作用。对掺杂元素退火后的形貌分析研究发现通过改变掺杂元素的深度分布，来保证器件的电学性能达到设计要求。可以帮助LTD进行新工艺的研究对于90nm/65nm/45nm新产品开发起到很大作用。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " X射线光电子能谱仪 /span br/ /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " X射线光电子能谱仪以X射线为激发源。辐射固体表面或气体分子，将原子内壳层电子激发电离成光电子，通过分析样品发射出来的具有特征能量的光电子，进而分析样品的表面元素种类、化学状态和电荷分布等信息，是一种无损表面分析技术。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这种技术分析范围较宽，原则上可以分析除氢以外的所有元素，但分析深度较浅，大约在25~100 Å 范围，不过其绝对灵敏度高，测量精度可达10 nm左右，主要用于分析表面元素组成和化学状态，原子周围的电子密度，特别是原子价态及表面原子电子云和能级结构。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " X射线衍射 /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 当一束单色X射线入射到晶体时，由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成，这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有X射线衍射分析相同数量级，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关，每种晶体所产生的衍射花样都反映出该晶体内部的原子分配规律。这就是X射线衍射的基本原理。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 半导体制造中的大部分材料是多晶材料，比如互连线和接触孔。XRD能够将多晶材料的一系列特性量化。这其中最重要的特性包括多晶相(镍单硅化物，镍二硅化物)，平均晶粒大小，晶体织构，残余应力。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " 阴极荧光光谱 /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 阴极荧光谱是利用电子束激发半导体样品，将价带电子激发到导带，之后由于导带能量高不稳定，被激发电子又重新跳回价带，并释放出能量E≤Eg（能隙）的特征荧光谱。CL谱是一种无损的分析方法，结合扫描电镜可提供与形貌相关的高空间分辨率光谱结果，是纳米结构和体材料的独特分析工具。利用阴极荧光谱，可以在进行表面形貌分析的同时，研究半导体材料的发光特性，尤其适合于各种半导体量子肼、量子线、量子点等纳米结构的发光性能的研究。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 例如，对于氮化镓单晶，由于阴极萤光显微镜具有高的空间分辨率并且具有无损检测的优点，因此将其应用于位错密度的检测已经是行业内广泛采用的方法。目前也制定了相应的标准。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/1016.html" target=" _self" 轮廓仪 /a /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 轮廓仪是一种两坐标测量仪器，仪器传感器相对被测工件表而作匀速滑行，传感器的触针感受到被测表而的几何变化，在X和Z方向分别采样，并转换成电信号，该电信号经放大和处理，再转换成数字信号储存在计算机系统的存储器中，计算机对原始表而轮廓进行数字滤波，分离掉表而粗糙度成分后再进行计算，测量结果为计算出的符介某种曲线的实际值及其离基准点的坐标，或放大的实际轮廓曲线，测量结果通过显示器输出，也可由打印机输出。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 而利用先进的3D轮廓仪可以实现对硅晶圆的粗糙度检测、晶圆IC的轮廓检测、晶圆IC减薄后的粗糙度检测。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em font-size: 16px " AOI （自动光学检测） /span br/ /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " AOI的中文全称是自动光学检测，是基于光学原理来对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。AOI是新兴起的一种新型测试技术，但发展迅速，很多厂家都推出了AOI测试设备。当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描PCB，采集图像，测试的焊点与数据库中的合格的参数进行比较，经过图像处理，检查出PCB上缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来，供维修人员修整。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 运用高速高精度视觉处理技术自动检测PCB板上各种不同贴装错误及焊接缺陷。PCB板的范围可从细间距高密度板到低密度大尺寸板，并可提供在线检测方案，以提高生产效率，及焊接质量。通过使用AOI作为减少缺陷的工具，在装配工艺过程的早期查找和消除错误，以实现良好的过程控制。早期发现缺陷将避免将坏板送到随后的装配阶段，AOI将减少修理成本将避免报废不可修理的电路板。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " ATE测试机 /span /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 广义上的IC测试设备我们都称为ATE（AutomaticTest Equipment），一般由大量的测试机能集合在一起，由电脑控制来测试半导体芯片的功能性，这里面包含了软件和硬件的结合。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在元器件的工艺流程中，根据工艺的需要，存在着各种需要测试的环节。目的是为了筛选残次品，防止进入下一道的工序，减少下一道工序中的冗余的制造费用。这些环节需要通过各种物理参数来把握，这些参数可以是现实物理世界中的光，电，波，力学等各种参量，但是，目前大多数常见的是电子信号的居多。ATE设计工程师们要考虑的最多的，还是电子部分的参数比如，时间，相位，电压电流，等等基本的物理参数。就是电子学所说的，信号处理。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 此外，原子力显微镜、俄歇电子能谱、电感耦合等离子体质谱仪、X光荧光分析、气相色谱等都可以用于半导体检测。而随着半导体制程工艺的进步，工艺过程中微小的沾污、晶格缺陷等都可能导致电路的失效等，半导体的工艺检测也凸显的越来越重要。 /p

第三代半导体材料主要是以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)等为代表的宽禁带半导体材料。与第一、二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常又被称为宽禁带半导体材料(禁带宽度大于2.3eV)，亦被称为高温半导体材料。从目前第三代半导体材料及器件的研究来看，较为成熟的第三代半导体材料是碳化硅和氮化镓，而氧化锌、金刚石、氮化铝等第三代半导体材料的研究尚属起步阶段。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)，被行业称为第三代半导体材料的双雄。基于第三代半导体的优良特性，其在通信、汽车、高铁、卫星通信、航空航天等应用场景中颇具优势。其中，碳化硅、氮化镓的研究和发展较为成熟。以SiC为核心的功率半导体，是新能源汽车充电桩、轨道交通系统等公共交通领域的基础性控件；射频半导体以GaN为原材料，是支撑5G基站建设的核心；第三代半导体在消费电子、工业新能源以及人工智能为代表的未来新领域，发挥着重要的基础作用。近年来，随着新能源汽车的兴起，碳化硅IGBT器件逐渐被应用于超级快充，展现出了强大的市场潜力，第三代半导体发展进入快车道。随着第三代半导体，特别是氮化镓和碳化硅的市场爆发，相关标准也逐渐出台。无规矩不成方圆，只有有了规矩，有了标准，这个世界才变得稳定有序！标准是科学、技术和实践经验的总结。为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动，即制定、发布及实施标准的过程，称为标准化。为规范第三代半导体材料的发展，相关组织和机构也出台了一系列的标准。（以下第三代半导体标准只统计其作为宽禁带半导体材料的现行相关标准）碳化硅(SiC)碳化硅（SiC）材料是功率半导体行业主要进步发展方向，用于制作功率器件，可显着提高电能利用率。可预见的未来内，新能源汽车是碳化硅功率器件的主要应用场景。特斯拉作为技术先驱，已率先在Model 3中集成全碳化硅模块，其他一线车企亦皆计划扩大碳化硅的应用。随着碳化硅器件制造成本的日渐降低、工艺技术的逐步成熟，碳化硅功率器件行业未来可期。相关标准如下，标准号标准名称CASA 001-2018碳化硅肖特基势垒二极管通用技术规范CASA 003-2018p-IGBT器件用4H-SiC外延晶片CASA 004.1-20184H-SiC衬底及外延层缺陷 术语CASA 004.2-20184H-SiC衬底及外延层缺陷 图谱CASA 006-2020碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管通用技术规范CASA 007-2020电动汽车用碳化硅（SiC）场效应晶体管（MOSFET）模块评测规范CASA 009-2019半绝缘SiC材料中痕量杂质浓度及分布的二次离子质谱检测方法T/IAWBS 013-2019半绝缘碳化硅单晶片电阻率非接触测量方法T/IAWBS 012-2019碳化硅单晶抛光片表面质量和微管密度测试方法-共焦点微分干涉光学法T/IAWBS 011-2019导电碳化硅单晶片电阻率测量方法-非接触涡流法T/IAWBS 010-2019碳化硅单晶抛光片表面质量和微管密度检测方法-激光散射检测法T/IAWBS 008-2019SiC晶片的残余应力检测方法T/IAWBS 007-20184H碳化硅同质外延层厚度的红外反射测量方法T/IAWBS 006-2018碳化硅混合模块测试方法T/IAWBS 005-20186英寸碳化硅单晶抛光片T/IAWBS 003-2017碳化硅外延层载流子浓度测定汞探针电容-电压法T/IAWBS 002-2017碳化硅外延片表面缺陷测试方法T/IAWBS 001-2017碳化硅单晶DB13/T 5118-2019 4H碳化硅N型同质外 延片通用技术要求DB61/T 1250-2019 SiC（碳化硅）材料半导体分立器件通用规范GB/T 32278-2015 碳化硅单晶片平整度测试方法GB/T 30867-2014 碳化硅单晶片厚度和总厚度变化测试方法GB/T 30868-2014 碳化硅单晶片微管密度的测定 化学腐蚀法SJ/T 11501-2015 碳化硅单晶晶型的测试方法SJ/T 11503-2015 碳化硅单晶抛光片表面粗糙度的测试方法SJ/T 11504-2015 碳化硅单晶抛光片表面质量的测试方法SJ/T 11502-2015 碳化硅单晶抛光片规范SJ/T11499-2015 碳化硅单晶电学性能的测试方法SJ/T 11500-2015碳化硅单晶晶向的测试方法GB/T 31351-2014碳化硅单晶抛光片微管密度无损检测方法GB/T 30656-2014碳化硅单晶抛光片GB/T 30866-2014碳化硅单晶片直径测试方法氮化镓(SiC)氮化镓，是氮和镓的化合物，是一种直接能隙的半导体，自1990年起常用在发光二极管中。此化合物结构类似纤锌矿，硬度很高。氮化镓的能隙很宽，为3.4电子伏特，可以用在高功率、高速的光电元件中，例如氮化镓可以用在紫光的激光二极管，可以在不使用非线性半导体泵浦固体激光器的条件下，产生紫光（405nm）激光。GaN材料系列具有低的热产生率和高的击穿电场，是研制高温大功率电子器件和高频微波器件的重要材料。目前，随着 MBE技术在GaN材料应用中的进展和关键薄膜生长技术的突破，成功地生长出了GaN多种异质结构。用GaN材料制备出了金属场效应晶体管（MESFET）、异质结场效应晶体管(HFET)、调制掺杂场效应晶体管（MODFET）等新型器件。标准号标准名称CASA 010-2019GaN材料中痕量杂质浓度及分布的二次离子质谱检测方法T/IAWBS 013—2019半绝缘碳化硅单晶片电阻率非接触测量方法T/GDC 69—2020氮化镓充电器GB/T 39144-2020 氮化镓材料中镁含量的测定 二次离子质谱法GB/T 37466-2019氮化镓激光剥离设备GB/T 37053-2018 氮化镓外延片及衬底片通用规范GB/T 36705-2018 氮化镓衬底片载流子浓度的测试 拉曼光谱法GB/T 32282-2015 氮化镓单晶位错密度的测量 阴极荧光显微镜法GB/T 32189-2015 氮化镓单晶衬底表面粗糙度的原子力显微镜检验法GB/T 32188-2015 氮化镓单晶衬底片x射线双晶摇摆曲线半高宽测试方法GB/T 30854-2014 LED发光用氮化镓基外延片蓝宝石（Al2O3） 蓝宝石晶体属于人造宝石晶体，主要应用于制作LED灯的关键材料，也是应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的重要窗口材料。蓝宝石晶体是一种氧化铝的单晶，又称为刚玉。蓝宝石已成为一种重要的半导体衬底材料。标准号标准名称SJ/T 11505-2015 蓝宝石单晶抛光片规范GB/T 35316-2017 蓝宝石晶体缺陷图谱GB/T 34612-2017 蓝宝石晶体X射线双晶衍射摇摆曲线测量方法GB/T 34504-2017 蓝宝石抛光衬底片表面残留金属元素测量方法GB/T 34213-2017 蓝宝石衬底用高纯氧化铝GB/T 34210-2017 蓝宝石单晶晶向测定方法GB/T 33763-2017 蓝宝石单晶位错密度测量方法SJ/T 11505-2015 蓝宝石单晶抛光片规范GB/T 31353-2014 蓝宝石衬底片弯曲度测试方法GB/T 31352-2014 蓝宝石衬底片翘曲度测试方法GB/T 31093-2014 蓝宝石晶锭应力测试方法GB/T 31092-2014 蓝宝石单晶晶锭GB/T 30858-2014 蓝宝石单晶衬底抛光片GB/T 30857-2014 蓝宝石衬底片厚度及厚度变化测试方法DB44/T 1328-2014 蓝宝石图形化衬底片测试技术规范GB/T 14015-1992 硅-蓝宝石外延片其他标准第三代半导体被广泛的应用于IGBT功率器件中和发光材料中，对此，我们盘点了宽禁带半导体、功率器件和光电子器件标准。标准号标准名称CASA 002-2021宽禁带半导体术语T/IAWBS 004-2017电动汽车用功率半导体模块可靠性试验通用要求及试验方法T/IAWBS 009-2019功率半导体器件稳态湿热高压偏置试验GB/T 29332-2012半导体器件　分立器件　第9部分：绝缘栅双极晶体管(IGBT)GB/T 36360-2018 半导体光电子器件 中功率发光二极管空白详细规范GB/T 36358-2018 半导体光电子器件 功率发光二极管空白详细规范GB/T 36357-2018 中功率半导体发光二极管芯片技术规范GB/T 36356-2018 功率半导体发光二极管芯片技术规范GB/T 36359-2018 半导体光电子器件 小功率发光二极管空白详细规范SJ/T 11398-2009 功率半导体发光二极管芯片技术规范SJ/T 11400-2009 半导体光电子器件 小功率半导体发光二极管空白详细规范SJ/T 11393-2009 半导体光电子器件 功率发光二极管空白详细规范现行SJ/T 1826-2016 半导体分立器件 3DK100型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范SJ/T 1834-2016 半导体分立器件 3DK104型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范SJ/T 1839-2016 半导体分立器件 3DK108型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范SJ/T 1833-2016 半导体分立器件 3DK103型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范SJ/T 1831-2016 半导体分立器件 3DK28型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范现行SJ/T 1830-2016 半导体分立器件 3DK101型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范SJ/T 1838-2016 半导体分立器件 3DK29型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范SJ/T 1832-2016 半导体分立器件 3DK102型ＮＰＮ硅小功率开关晶体管详细规范IEC 60747半导体器件QC/T 1136-2020 电动汽车用绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块环境试验要求及试验方法JB/T 8951.1-1999 绝缘栅双极型晶体管JB/T 8951.2-1999 绝缘栅双极型晶体管模块 臂和臂对需要注意的是，CASA和IAWBS属于团体标准、GB属于国家标准、DB是地方标准。仪器信息网为了更好地服务半导体行业用户，特邀请您参与问卷调研，麻烦大家动动小手完成问卷，参与即得10元话费！活动结束还将择优选择10名认真填写用户送出50元话费！！！http://a72wfu5hktu19jtx.mikecrm.com/zuXBhOy

传统的自旋信息器件主要基于对铁磁材料中磁矩的精确操控与探测，但由于杂散场、较小的磁各向异性场等本征缺陷，使得铁磁自旋信息器件面临挑战。具有零净磁矩的反铁磁材料拥有超快的自旋动力学特征、极小的杂散场和较强的抗外场干扰能力，在超高密度信息存储和超高速度信息处理方面颇具应用潜力，被认为是下一代自旋信息器件重要的候选载体材料。 　　拓扑反铁磁材料(如典型代表Mn3Sn)集合了常规反铁磁体中零杂散场和超快自旋动力学特征以及拓扑材料中非平庸拓扑能带诱导的大磁输运特性等优势，为反铁磁自旋信息器件的实际应用提供了可行的解决方案。其中，如何利用全电学方法有效操控、探测反铁磁的磁化状态以及设计并制备基于反铁磁材料的新型拓扑自旋结构，是其在信息存储或自旋逻辑器件应用中亟待解决的关键问题。 　　近日，中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室王开友课题组与南方科技大学教授卢海舟合作，在无重金属电流注入的条件下，利用Mn3Sn自身非平衡局域自旋积累实现了非共线反铁磁外尔半金属的无外场磁化翻转，并进一步实现了全电控反铁磁多态翻转(图1)。 　　研究通过与铁磁/重金属异质结、共线反铁磁/重金属异质结的无外场翻转中读写效率比较发现，Mn3Sn具有更高的读写效率(反常霍尔电阻率/临界翻转电流密度)，这证明Mn3Sn是一种高效且稳定性高的反铁磁材料(图2)。与Mn3Sn异质结薄膜相比较，理论和实验表明纯Mn3Sn具有最大的对称性破缺，验证了Mn3Sn全电控磁化翻转的物理来源。 　　该工作解决了具有大读出信号的反铁磁材料难以利用全电学方法调控的难题，为设计和研制全电控反铁磁新功能器件和芯片的发展提供了可行方案。相关成果以All-electrical switching of a topological non-collinear antiferromagnet at room temperature为题，发表在《国家科学评论》(National Science Review，DOI：10.1093/nsr/nwac154)上。 　　为进一步探索基于非共线反铁磁Mn3Sn薄膜的新型拓扑自旋织构，王开友课题组与半导体所超晶格室常凯院士课题组、中国科学院合肥强磁场科学中心教授陆轻铀课题组合作，在Mn3Sn/Pt异质结构中，通过调节界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的大小，首次在室温下实现了Mn3Sn自旋织构从共面倒三角型到Bloch型斯格明子(skyrmions)的演化。 　　此外，在Mn3Sn/Pt系统中，该团队发现了温度诱导的斯格明子-反铁磁类半子(meron-like)自旋织构的非常规转变(转变温度大约220 K)(图3)。理论计算表明，这种拓扑自旋织构的转变与Mn3Sn晶胞内笼目(kagome)亚结构之间反铁磁交换相互作用的温度依赖性有关。 　　该工作不仅证明了非共线反铁磁异质结系统中丰富多样的拓扑自旋织构，而且为利用应变或插层等手段调节层间相互作用来构筑新型拓扑自旋织构提供了可行方案。相关成果以Topological spin textures in a non-collinear antiferromagnet system为题，发表在《先进材料》(Advanced Materials，DOI：10.1002/adma.202211634)上。 　　研究工作得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金和北京市自然科学基金重点研究专题项目等的支持。图1.Mn3Sn展现出巨大的反常霍尔效应，基于非平衡自旋流积累实现了纯Mn3Sn磁化翻转，在此基础上演示了二态翻转和多态翻转。图2.非共线反铁磁Mn3Sn无外场翻转读写效率与其他有序磁性材料/重金属异质结无外场翻转的比较。结果表明纯Mn3Sn全电控磁化翻转的效率更高。图3.设计制备的非共线反铁磁/重金属(Mn3Sn/Pt)异质结中，利用界面DMI效应诱导出室温斯格明子以及220 K附近发现的斯格明子-反铁磁类半子的转变。

【科学背景】分数量子霍尔效应是一种在强磁场下发生的量子相变，其中电子在二维材料中以特殊的方式组织，表现出量子化的电导特性。此效应下的准粒子称为任何子，它们具有分数量子电荷，并在交换位置时显示出分数统计，这为研究量子物理的基本问题提供了独特的视角。阿贝尔任何子表现出简单的分数统计，而非阿贝尔任何子则具有更复杂的交换行为，这些特性可以通过量子干涉实验进行探测。然而，尽管已有大量研究探索了量子霍尔状态下的电子干涉，实际操作中仍存在一些问题。例如，传统的GaAs/AlGaAs基干涉仪在调节干涉状态和处理库伦相互作用方面存在局限，这限制了对分数量子霍尔态的深入研究。为了解决这些问题，研究者们将目光转向了具有更高调节能力的石墨烯基干涉仪。双层石墨烯的高迁移率和电气调节特性使得其在分数量子霍尔效应研究中表现出色。近期，以色列魏茨曼研究所Yuval Ronen教授团队在双层石墨烯平台上成功构建了Fabry-Pérot干涉仪（FPI），该装置能够在单一Landau能级内通过精确的电静态调节动态地切换干涉状态，从库伦主导状态到Aharonov-Bohm干涉状态。本研究解决了在分数量子霍尔态下量子干涉的具体实现问题。通过在双层石墨烯基FPI中进行实验，作者能够在填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下观察到纯净的Aharonov-Bohm干涉模式。当电荷密度和磁场变化时，作者不仅观察到常数填充条件下的干涉现象，还在常数密度条件下发现了相位跳跃。这些跳跃表现出准粒子在干涉回路中积累的相位与回路内电子数的关系，验证了e/3准粒子的分数统计特性。【科学亮点】（1）实验首次构建并测量了基于范德华力的双层石墨烯Fabry-Pérot干涉仪（FPI），在分数量子霍尔效应（FQHE）中实现了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的动态调节。该装置利用高迁移率双层石墨烯导电层，通过精确的电静态调节，允许在单一Landau能级内实现这一调节。（2）实验通过调节磁场和电子密度，探测了填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下的AB干涉现象。在保持常数填充因子的情况下，作者观察到纯净的AB干涉模式，确认了准粒子电荷为e/3。（3）当实验从常数填充的条件转向常数密度的条件时，干涉模式中出现了相位跳跃的演变。这些相位跳跃对应于准粒子在干涉回路中添加或去除的离散事件。（4）作者还发现，干涉准粒子所积累的相位可以表示为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内的电子数。这个观察验证了准粒子遵循分数统计的预期，并为研究阿贝尔任何子提供了新的平台。【科学图文】图1： 基于双层石墨烯的法布里-珀罗干涉仪Fabry–Pérot interferometer，FPI。图2：可调谐整数量子霍尔效应 integer quantum Hall effect，IQHE干涉态，从库仑作用主导Coulomb-dominated，CD到阿哈勒诺夫-玻姆Aharonov–Bohm，AB态。图3：在1/3分数填充处的AB干涉。图4：恒定填充和恒定密度之间可调性。【科学结论】本文的研究通过在高迁移率双层石墨烯的基础上构建并测量范德华力Fabry-Pérot干涉仪（FPI），作者成功地在一个Landau能级内动态调节了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的状态。这一实验不仅验证了在填充因子ν=1/3下的Aharonov-Bohm干涉模式，还揭示了在常数填充条件下的纯净干涉图样和在常数密度条件下的相位跳跃现象。这些发现表明，干涉准粒子所积累的相位可以被理解为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内电子数，这为理解准粒子的分数统计特性提供了新的视角。通过这种精确的调节能力和测量手段，作者为研究阿贝尔任何子和探索更复杂的非阿贝尔统计奠定了坚实的基础。双层石墨烯所展示的偶数分母分数量子霍尔态的潜力，预示着未来在这一领域的广泛应用前景，为进一步的研究和技术发展提供了有力的支持。参考文献：Kim, J., Dev, H., Kumar, R. et al. Aharonov–Bohm interference and statistical phase-jump evolution in fractional quantum Hall states in bilayer graphene. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01751-w

【科学背景】分数量子霍尔效应是一种在强磁场下发生的量子相变，其中电子在二维材料中以特殊的方式组织，表现出量子化的电导特性。此效应下的准粒子称为任何子，它们具有分数量子电荷，并在交换位置时显示出分数统计，这为研究量子物理的基本问题提供了独特的视角。阿贝尔任何子表现出简单的分数统计，而非阿贝尔任何子则具有更复杂的交换行为，这些特性可以通过量子干涉实验进行探测。然而，尽管已有大量研究探索了量子霍尔状态下的电子干涉，实际操作中仍存在一些问题。例如，传统的GaAs/AlGaAs基干涉仪在调节干涉状态和处理库伦相互作用方面存在局限，这限制了对分数量子霍尔态的深入研究。为了解决这些问题，研究者们将目光转向了具有更高调节能力的石墨烯基干涉仪。双层石墨烯的高迁移率和电气调节特性使得其在分数量子霍尔效应研究中表现出色。近期，以色列魏茨曼研究所Yuval Ronen教授团队在双层石墨烯平台上成功构建了Fabry-Pérot干涉仪（FPI），该装置能够在单一Landau能级内通过精确的电静态调节动态地切换干涉状态，从库伦主导状态到Aharonov-Bohm干涉状态。本研究解决了在分数量子霍尔态下量子干涉的具体实现问题。通过在双层石墨烯基FPI中进行实验，作者能够在填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下观察到纯净的Aharonov-Bohm干涉模式。当电荷密度和磁场变化时，作者不仅观察到常数填充条件下的干涉现象，还在常数密度条件下发现了相位跳跃。这些跳跃表现出准粒子在干涉回路中积累的相位与回路内电子数的关系，验证了e/3准粒子的分数统计特性。【科学亮点】（1）实验首次构建并测量了基于范德华力的双层石墨烯Fabry-Pérot干涉仪（FPI），在分数量子霍尔效应（FQHE）中实现了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的动态调节。该装置利用高迁移率双层石墨烯导电层，通过精确的电静态调节，允许在单一Landau能级内实现这一调节。（2）实验通过调节磁场和电子密度，探测了填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下的AB干涉现象。在保持常数填充因子的情况下，作者观察到纯净的AB干涉模式，确认了准粒子电荷为e/3。（3）当实验从常数填充的条件转向常数密度的条件时，干涉模式中出现了相位跳跃的演变。这些相位跳跃对应于准粒子在干涉回路中添加或去除的离散事件。（4）作者还发现，干涉准粒子所积累的相位可以表示为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内的电子数。这个观察验证了准粒子遵循分数统计的预期，并为研究阿贝尔任何子提供了新的平台。【科学图文】图1： 基于双层石墨烯的法布里-珀罗干涉仪Fabry–Pérot interferometer，FPI。图2：可调谐整数量子霍尔效应 integer quantum Hall effect，IQHE干涉态，从库仑作用主导Coulomb-dominated，CD到阿哈勒诺夫-玻姆Aharonov–Bohm，AB态。图3：在1/3分数填充处的AB干涉。图4：恒定填充和恒定密度之间可调性。【科学结论】本文的研究通过在高迁移率双层石墨烯的基础上构建并测量范德华力Fabry-Pérot干涉仪（FPI），作者成功地在一个Landau能级内动态调节了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的状态。这一实验不仅验证了在填充因子ν=1/3下的Aharonov-Bohm干涉模式，还揭示了在常数填充条件下的纯净干涉图样和在常数密度条件下的相位跳跃现象。这些发现表明，干涉准粒子所积累的相位可以被理解为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内电子数，这为理解准粒子的分数统计特性提供了新的视角。通过这种精确的调节能力和测量手段，作者为研究阿贝尔任何子和探索更复杂的非阿贝尔统计奠定了坚实的基础。双层石墨烯所展示的偶数分母分数量子霍尔态的潜力，预示着未来在这一领域的广泛应用前景，为进一步的研究和技术发展提供了有力的支持。参考文献：Kim, J., Dev, H., Kumar, R. et al. Aharonov–Bohm interference and statistical phase-jump evolution in fractional quantum Hall states in bilayer graphene. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01751-w

2023年10月18-20日，仪器信息网(www.instrument.com.cn) 与电子工业出版社将联合主办第四届“半导体材料与器件分析检测技术与应用”主题网络研讨会。iCSMD 2023会议围绕光电材料与器件、第三代半导体材料与器件、传感器与MEMS、半导体产业配套原材料等热点材料、器件的材料分析、失效分析、可靠性测试、缺陷检测和量测等热点分析检测技术，为国内广大半导体材料与器件研究、应用及检测的相关工作者提供一个突破时间地域限制的免费学习平台，让大家足不出户便能聆听到相关专家的精彩报告。本次大会分设：半导体材料分析技术新进展、可靠性测试和失效分析技术、可靠性测试和失效分析技术（赛宝实验室专场）、缺陷检测和量测技术4个主题专场，诚邀业界人士报名参会。主办单位：仪器信息网，电子工业出版社参会方式：本次会议免费参会，参会报名请点击会议官网：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icsmd2023/ 或扫描二维码报名“可靠性测试和失效分析技术（上午场）”专场预告（注:最终日程以会议官网为准）时间报告题目演讲嘉宾专场：可靠性测试和失效分析技术（10月19日上午）9:30碳化硅器件的新型电力系统应用与可靠性研究田鸿昌（中国电气装备集团科学技术研究院有限公司 电力电子器件专项负责人）10:00集成电路激光试验测试技术研究马英起（中国科学院国家空间科学中心 正高级工程师）10:30失效半导体器件检测技术及案例分享江海燕（北京软件产品质量检测检验中心 集成电路测评实验室项目经理）11:00半导体元器件材料分析、失效分析技术与案例解析贾铁锁（甬江实验室微谱（浙江）技术服务有限公司 失效分析工程师）嘉宾简介及报告摘要（按分享顺序）田鸿昌 中国电气装备集团科学技术研究院有限公司 电力电子器件专项负责人【个人简介】田鸿昌，工学博士，博士后，高级工程师，主要从事宽禁带半导体功率器件与应用研究。2010年于西安电子科技大学自动化专业获学士学位，2015年于上海交通大学电子科学与技术专业获博士学位，2017年-2020年作为浙江大学-中国西电集团有限公司联合培养博士后从事电气工程专业研究。现任中国电气装备集团科学技术研究院电力电子器件专项负责人、中国电气装备集团有限公司科学技术委员会电力电子专家委员，兼任中国电工技术学会电力电子专委会委员、中国西电集团有限公司高层次科技创新领军人才、陕西省半导体与集成电路共性技术研发平台技术负责人、西安电子科技大学和西安交通大学研究生校外导师、陕西省电源学会常务理事、陕西省秦创原“科学家+工程师”团队首席工程师、陕西省“三秦学者”创新团队骨干成员。获得授权发明专利18项，发表学术论文20余篇，出版专著1部。主持科技部国家重点研发计划课题“高可靠性碳化硅MOSFET器件中试生产关键技术研究”，主持和参与国家级、省市级、企业级科研项目10余项。报告题目：碳化硅器件的新型电力系统应用与可靠性研究【摘要】报告首先从“双碳”目标下新型电力系统的发展需求，联系到碳化硅功率半导体器件的特性优势与发展现状，而后讨论了碳化硅功率在新型电力系统的多方面应用情况，最后介绍了对碳化硅器件发展起着重要作用的可靠性测试研究与相应的研究进展。马英起 中国科学院国家空间科学中心 正高级工程师【个人简介】马英起，男，中国科学院国家空间科学中心正高级工程师，太阳活动与空间天气重点实验室空间天气效应中心主任，中科院大学博士生导师，中科院青促会优秀会员，中国光学工程学会激光技术应用专委会委员。主要研究方向为航天器空间环境效应研究与应用、电路与电子系统设计。在卫星器件电路抗辐射研究领域，系统开展辐射效应机理、评估及加固设计验证技术研究，形成的单粒子效应脉冲激光关键技术相关研究成果及系列抗辐射试验平台，支撑了空间科学先导专项、载人航天空间站、月球与深空探测、核高基、高分六号等国家重大任务，形成国家级标准2项。近年来发表论文50余篇、授权发明专利10余项，获省部级科技进步一等奖1项、二等奖1项。报告题目：集成电路激光试验测试技术研究【摘要】概述基于激光光电效应、光热效应、电光效应等机制，开展航天单粒子效应及集成电路缺陷检测应用研究。江海燕 北京软件产品质量检测检验中心 集成电路测评实验室项目经理【个人简介】擅长半导体集成电路失效分析FIB，SEM，EDX，SAT，EMMI，Decap，X-RAY，IV，Probe，OM分析等。报告：失效半导体器件检测技术及案例分享【摘要】本次报告聚焦于集成电路失效分析技术分享，从失效分析的研究方法展开，重点分享失效分析检测手段应用，包含设备基本功能介绍和案例展示，致力于检测技术推广。贾铁锁 甬江实验室微谱（浙江）技术服务有限公司 失效分析工程师【个人简介】贾铁锁，毕业于大连海事大学材料科学与工程专业，对电子元器件失效模式和失效机理有丰富的理论和实践经验，为产品失效分析提供专业解决方案。甬江实验室材料分析与检测中心失效分析技术工程师，长期从事半导体器件失效分析工作，对元器件可靠性、失效分析、失效模式、失效机理等基本概念有科学认知，熟悉电子元器件常见失效模式与失效机理，建立一套对不同元器件失效分析的思路和方法，通过坚实的理论基础与科学的检测仪器分析相结合，解决元器件失效分析相关问题。报告：半导体元器件材料分析、失效分析技术与案例解析【摘要】 报告如下 1. 半导体元器件门类，16大类49小类，挑选部分元器件做讲解。 2. 失效分析的相关介绍：定义和作用、典型失效机理介绍、失效分析的一般流程、关键站点的介绍等 3. 分析技术：方法论和技术介绍，常用失效分析方法，常用技术分析，诸如电性测试、样品制备、失效点定位，FIB微区加工等 4. 失效分析案例解析。会议联系会议内容仪器信息网康编辑：15733280108，kangpc@instrument.com.cn会议赞助周经理，19801307421，zhouhh@instrument.com.cn

中国科学院国家纳米科学中心研究员刘新风团队联合美国休斯顿大学包吉明团队、任志锋团队，在超高热导率半导体-立方砷化硼（c-BAs）单晶的载流子扩散动力学研究方面取得进展，为其在集成电路领域的应用提供重要的基础数据指导和帮助。相关研究成果发表在《科学》（Science）上。 随着芯片集成规模的进一步增大，热量管理成为制约芯片性能的重要因素。受到散热问题的困扰，不得不牺牲处理器的运算速度。2004年后，CPU的主频便止步于4GHz，只能通过增加核数来进一步提高整体的运算速度，而这一策略对于单线程的算法无效。2018年，具有超高热导率的半导体c-BAs的成功制备引起了科学家的兴趣，其样品实测最高室温热导率超过1000 Wm-1K-1，约为Si的十倍。c-BAs具有高的热导率以及超弱的电声耦合系数和带间散射，理论预测c-BAs同时具有颇高的电子迁移率（1400 cm2V-1s-1）和空穴迁移率（2110 cm2V-1s-1），这在半导体材料系统中颇为罕见，有望将其应用在集成电路领域来缓解散热困难并可实现更高的运算速度，因而通过实验来确认这种高热导率的半导体材料的载流子迁移率具有重要意义。 虽然c-BAs已被制备，但样品中广泛分布着不均匀的杂质与缺陷，对其迁移率的测量带来困难。一般可以通过霍尔效应，测定样品的载流子的迁移率，而电极的大小制约其空间分辨能力，并直接影响测试结果。2021年，利用霍尔效应测试的c-BAs单晶的迁移率报道结果仅为22 cm2V-1s-1，与理论预测结果相差甚远。具有更高的空间分辨能力的原位表征方法是确认c-BAs本征迁移率的关键。 通过大量的样品反复比较，科研团队确定了综合应用XRD、拉曼和带边荧光信号来判断样品纯度的方法，并挑选出具有锐利XRD衍射（0.02度）窄拉曼线宽（0.6波数）、接近0的拉曼本底、极微弱带边发光的高纯样品。进一步，科研团队自主搭建了超快载流子扩散显微成像系统。通过聚焦的泵浦光激发，广场的探测光探测，实时观测载流子的分布情况并追踪其传输过程，探测灵敏度达到10-5量级，空间分辨能力达23 nm。利用该测量系统，研究比较了具有不同杂质浓度的c-BAs的载流子扩散速度，首次在高纯样品区域检测到其双极性迁移率约1550 cm2V-1s-1，这一测量结果与理论预测值（1680 cm2V-1s-1）非常接近。通过高能量（3.1 eV，400 nm）光子激发，研究还发现长达20ps的热载流子扩散过程，其迁移率大于3000 cm2V-1s-1。 立方砷化硼高的载流子和热载流子迁移速率以及超高的热导率，表明可广泛应用于光电器件、电子元件。该研究厘清了理论和实验之间存在的差异的具体原因，并为该材料的应用指明了方向。 研究工作得到中科院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金、国家重点研发计划与中科院仪器设备研制项目等的支持。 　图1.c-BAs单晶的表征。（A）c-BAs单晶的扫描电镜照片；（B）111面的X射线衍射；（C）拉曼散射（激发波长532 nm）；（D）极微弱的带边发光（激发波长593 nm）及荧光成像（插图，标尺为10微米）。 图2.瞬态反射显微成像和在c-BAs中的载流子扩散。（A）实验装置示意图，激发波长为600 nm探测波长为800 nm；（B）不同时刻的瞬态反射显微成像（标尺1微米）；（C）典型的载流子动力学；（D）0.5 ps的二维高斯拟合（E）不同时刻的载流子分布方差随时间的演化及载流子迁移率，误差标尺代表95%置信拟合区间。

前道量检测根据测试目的可以细分为量测和检测。量测主要是对芯片的薄膜厚度、关键尺寸、套准精度等制成尺寸和膜应力、掺杂浓度等材料性质进行测量，以确保其符合参数设计要求；而检测主要用于识别并定位产品表面存在的杂质颗粒沾污、机械划伤、晶圆图案缺陷等问题。广义上的半导体检测设备，分为前道量测（又称半导体量测设备）和后道测试（又称半导体测试设备）。前道量检测主要用于晶圆加工环节，目的是检查每一步制造工艺后晶圆产品的加工参数是否达到设计的要求或者存在影响良率的缺陷，属于物理性的检测。仪器信息网近期特对一年内半导体前道检测用光学显微镜、聚焦离子束、电子显微镜、四探针和椭偏仪的中标讯息整理分析，供广大仪器用户参考。（注：本文搜集信息全部来源于网络公开招投标平台，不完全统计分析仅供读者参考。）各月中标量占比2019年10月至2020年9月，根据统计数据，检测设备的总中标数量为142台。2019年10月至2020年1月，平均中标量约15台每月。2020年2月，由于疫情影响，半导体量测仪器市场低迷。从2020年3月起，随着国内疫情稳定以及企业复产复工和高校复学的逐步推进，光刻设备市场逐渐回暖，其中9月产品中标量高达21台。招标单位地区分布本次盘点，招标单位地区分布共涉及25个省份、自治区及直辖市。其中，广东省采购量最多，达33台，远超其他地区。在广东省的采购中，以光学显微镜和四探针设备为主，采购单位多数为高校。采购单位性质分布从光刻设备的招标采购单位来看，高校是采购的主力军，采购量占比高达63%，企业和科研院所的采购量分别占比17%和20%。值得注意的是，企业和科研院所采购检测设备的平均价格较高。这表明，前道检测设备主要用户集中于研发领域。各类检测设备占比从各类前道检测设备占比来看，根据搜集到的中标数据可知，四探针、椭偏仪、电子显微镜和光学显微镜占比分别为32%、25%、22%和18%。这里的光学显微镜包含了金相显微镜和体视显微镜。值得注意的是，企业采购以电子显微镜为主，而高校采购则以四探针为主，科研院所各类设备采购数量差距不大。本次设备中标盘点，涉及椭偏仪品牌有颐光科技、SEMILAB、J.A.Woollam、海瑞克、HORIBA等；四探针品牌有广州四探针、瑞柯、苏州晶格、海瑞克、品鸿科技、海尔帕、普西工业、Napson Corporation、三菱等。其中，各品牌比较受欢迎的产品型号有：HORIBA UVISEL 研究 级经典型椭偏仪 这款仪器是HORIBA公司20多年技术积累和发展的结晶，是一款高准确性、高灵敏度、高稳定性的经典椭偏机型。即使在透明的基底上也能对超薄膜进行精确的测量。采用PEM相位调制技术，与机械旋转部件技术相比，能提供更好的稳定性和信噪比。同时，这款仪器提供多种光谱范围选择，还针对紫外、可见和近红外提供优化的PMT和IGA探测器。 FT-330 系列四 探针测试 仪 FT-330系列普通四探针方阻电阻率测试仪是按照硅片电阻率测量的国际标准（ASTM F84）及国家标准设计制造该仪器设计符合GB/T 1551-2009 《硅单晶电阻率测定方法》、GB/T 1551-1995《硅、锗单晶电阻率测定直流两探针法》、GB/T 1552-1995《硅、锗单晶电阻率测定直流四探针法》并参考美国 A.S.T.M 标准设计。本机配置232电脑接口及USB两种接口，采用范德堡测量原理能改善样品因几何尺寸、边界效应、探针不等距和机械游移等外部因素对测量结果的影响及误差，比市场上其他普通的四探针测试方法更加完善和进步,特别是方块电阻值较小的产品测量，更加准确。FT-341 双电测 电四探针 方阻电阻率测试仪 这款仪器采用四探针双电测量方法，适用于生产企业、高等院校、科研部门，是检验和分析导体材料和半导体材料质量的一种重要的工具。同时，仪器配置各类测量装置可以测试不同材料。双电测数字式四探针测试仪是运用直线或方形四探针双位测量。该仪器设计符合单晶硅物理测试方法国家标准并参考美国 A.S.T.M 标准。利用电流探针、电压探针的变换，进行两次电测量，对数据进行双电测分析，自动消除样品几何尺寸、边界效应以及探针不等距和机械游移等因素对测量结果的影响，它与单电测直线或方形四探针相比，大大提高精确度，特别是适用于斜置式四探针对于微区的测试。点击此处进入【电子显微镜】【聚焦离子束】【四探针测试仪】和【椭偏仪】等专场，获取更多产品信息。更多资讯请扫描下方二维码，关注【材料说】

以下文章来源于国家纳米科学中心 ，作者刘新风课题组1 工作简介——超高热导率半导体-砷化硼的载流子扩散动力学研究国家纳米科学中心刘新风研究员团队联合休斯顿大学包吉明团队和任志锋团队在超高热导率半导体-立方砷化硼（c-BAs）单晶的载流子扩散动力学研究方面取得重要进展，为其在集成电路领域的应用提供重要基础数据指导和帮助。相关研究成果发表在Science杂志上。随着芯片集成规模的进一步增大，热量管理成为制约芯片性能越来越重要的因素。受散热问题的困扰，人们不得不牺牲处理器的运算速度。从2004年后，CPU的主频便止步在了4 GHz，只能通过增加核数来进一步提高整体的运算速度，然而这一策略对于单线程的算法却是无效的。2018年，具有超高热导率的半导体c-BAs的成功制备引起了人们极大兴趣，其样品实测最高室温热导率超过1000 Wm-1K-1，约为Si的十倍。c-BAs不仅具有高的热导率，由于其超弱的电声耦合系数和带间散射，理论预测c-BAs还同时具有非常高的电子迁移率（1400 cm2V-1s-1）和空穴迁移率（2110 cm2V-1s-1），这在半导体材料系统中是非常罕见的，有望将其应用在集成电路领域来缓解散热的困难并且能够实现更高的运算速度，因而通过实验来确认这种高热导率的半导体材料的载流子迁移率具有非常重要的意义。虽然c-BAs被制备出来，但样品中广泛分布着不均匀的杂质与缺陷，为其迁移率的测量带来极大的困难。一般可以通过霍尔效应，测定样品的载流子的迁移率，然而电极的大小制约着其空间分辨能力，并直接影响到测试的结果。2021年，利用霍尔效应测试的c-BAs单晶的迁移率报道结果仅为22 cm2V-1s-1，与理论预测结果相差甚远。具有更高的空间分辨能力的原位表征方法是确认c-BAs本征迁移率的关键。通过大量的样品反复比较，研究团队确定了综合应用XRD、拉曼和带边荧光信号来判断样品纯度的方法，并挑选出了具有锐利XRD衍射（0.02度）窄拉曼线宽（0.6波数），接近0的拉曼本底，极微弱带边发光的高纯样品。进一步，研究团队自主搭建了超快载流子扩散显微成像系统。通过聚焦的泵浦光激发，广场的探测光探测，实时观测载流子的分布情况并追踪其传输过程，探测灵敏度达到了10-5量级, 空间分辨能力达23 nm。利用该测量系统，详细比较了具有不同杂质浓度的c-BAs的载流子扩散速度，首次在高纯样品区域检测到其双极性迁移率约 1550 cm2V-1s-1, 这一测量结果与理论预测值（1680 cm2V-1s-1）非常接近。通过高能量（3.1 eV，400 nm）光子激发，研究团队还发现了长达20ps的热载流子扩散过程，其迁移率大于3000 cm2V-1s-1。立方砷化硼高的载流子和热载流子迁移速率，以及其超高的热导率，表明其可以广泛应用在光电器件、电子元件中。该研究工作厘清了理论和实验之间存在的巨大差异的具体原因，为该材料的应用指明了方向。图1. 瞬态反射显微成像和在c-BAs中的载流子扩散。(A)实验装置示意图，激发波长为600 nm探测波长为800 nm (B)不同时刻的瞬态反射显微成像（标尺1微米） (C)典型的载流子动力学 (D)0.5 ps的二维高斯拟合 (E)不同时刻的载流子分布方差随时间的演化及载流子迁移率，误差标尺代表95%置信拟合区间。国家纳米科学中心副研究员岳帅为文章第一作者，刘新风研究员为通讯作者。文章的共同第一作者为休斯顿大学田非博士（现中山大学教授），共同通讯作者为休斯顿大学包吉明教授和任志锋教授。该研究工作得到了中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金委项目、万人计划青年拔尖人才计划、科技部重点研发计划、科学院仪器研制项目等项目的大力支持。2作者简介通讯作者刘新风，国家纳米科学中心研究员，博士生导师。2004年获东北师范大学学士学位。2007年获东北师范大学硕士学位。2011年获中科院大学博士学位。2015年中科院海外人才计划加入国家纳米科学中心。2021年获中组部人才计划支持。目前担任中国科学院纳米标准与检测重点实验室副主任。研究方向为半导体材料微纳尺度光与物质相互作用光谱和物性研究。近年来在Science, Nat. Mater., Adv. Mater., Nano Lett.等期刊上发表论文210余篇，总引用15000余次，H因子61。担任Nat. Nanotech., Sci. Adv., Nano Lett., Adv. Mater. 等国际学术期刊审稿人。任Journal of Physics: Photonics, Nano Materials编委会委员，InfoMat, Materials Today Physics, Materials Today Sustainability, Frontiers of Physics青年编委。通讯作者包吉明，美国休斯顿大学电子与计算机工程系教授，博士生导师。美国物理学会会士，美国光学学会会士。2003年于密歇根大学获得博士学位，导师Roberto Merlin，2003年-2008年在哈佛大学做博士后研究，合作导师为Federico Capasso。2008年加入美国休斯顿大学电子与计算机工程系。主要研究方向为新型纳米材料的制备与纳米光电子学研究。发表文章250余篇，引用量19000，H因子62。通讯作者任志锋，教授，博士生导师。现为美国休斯顿大学物理系M.D. Anderson讲席教授，德克萨斯州超导研究中心主任。1984年在西华大学获得本科学位，1987年在华中科技大学获得硕士学位，1990年在中科院物理所获得博士学位。他的研究集中在具有高ZT值和高功率系数的热电材料、极高热导及载流子迁移率的砷化硼单晶、用于提高石油采收率的纳米材料、电解水产制氢催化剂、用于捕获和消灭SARS-CoV-2冠状病毒的加热过滤器、碳纳米管、太阳能转换材料、柔性透明电子器件和超导材料及其应用等。第一作者岳帅，国家纳米科学中心副研究员。2016年于中科院物理所获理学博士学位，导师翁羽翔研究员。2017年-2020年在电子科技大学-美国休斯顿大学从事博士后研究，合作导师王志明教授和包吉明教授。2020年加入国家纳米科学中心。长期从事超快光谱研究。在Science, PNAS, Nature Materials 等期刊上发表论文20余篇，申请专利5项。第一作者田非，中山大学材料科学与工程学院教授，博士生导师。2012年本科毕业于南开大学物理科学学院，2013年进入美国休斯顿大学物理系攻读博士学位，导师是任志锋教授。2018年获得博士学位后，继续在任志锋教授课题组从事博士后研究。2020年起加入中山大学材料科学与工程学院。长期从事新型散热材料的合成和制备，基本性质的表征和分析，以及相关应用的设计和开发。目前已在国际主流学术期刊发表论文三十余篇。

【科学背景】二维（2D）材料家族在过去二十年显著扩展，包括近2000种理论预测和数百种实验室可接近的物种。这一演变与材料制备技术的进步密切相关。传统的机械剥离从体块晶体中开创性地发现和分离了石墨烯，提供了高质量材料，但在大规模生产中面临挑战。溶液基剥离等替代方法虽然提供了2D材料的可伸缩性，但可能引入缺陷、杂质和化学修饰。与此相比，外延生长技术通过在各种基底上组装原子或分子成为2D材料，无需晶格匹配要求，并能精确控制成分和晶质，展示了制造大面积高质量单晶薄膜的潜力。二维材料外延的概念可以追溯到20世纪60年代，当时John May在高温金属基底上的烃类中发现了未指定的低能电子衍射图案，并将其归因为‘单层石墨’的生长。1984年，Koma等人提出了“范德瓦尔斯（vdW）外延”这一术语，用于在剥离的MoS2表面上制造亚纳米NbSe2薄膜。然而，这些初探一直局限于表面物理学领域，未能引起广泛关注。随着2004年石墨烯的发现和分离，这一领域经历了转变，激发了一系列探索和特征性2D vdW材料及其同质结构外延生长的突破性‘浪潮’。第一波浪由2009年在铜箔上合成单层石墨烯开启，随后十年揭示了外延机制，推动了单晶薄膜的工业化生产。接连而来的浪潮归因于二维六角硼氮化物（hBN）和过渡金属二硫化物（TMDCs）的外延，最近实现了英寸大小的单晶。此外，人工多层系统中的扭转电子学和moire光子学推动了另一波，用于直接生长具有控制堆叠和扭转角度的垂直同质结构。北京大学刘开辉团队最新论文表示，新兴二维材料外延的前景广阔，可能涵盖单元素物种（如黑磷、硼烯和碲烯）以及各种化合物如硫化物、硼化物、碳化物等。每一波浪都带来独特的挑战，但普遍的外延原则在这些进展中是潜在且必要的。随着科学家们不断提出新的技术和策略，如何有效应对这些挑战并推动新材料的应用和工业化成为了当前研究的关键焦点。【科学亮点】（1）在二维材料研究领域，实验揭示了机械剥离技术从体块晶体中分离出石墨烯，并且成功实现了高质量材料的获得。（2）替代的溶液基剥离方法被引入以扩展2D材料的可伸缩性，但引入了潜在的缺陷和杂质，同时也进行了化学修饰。然而，外延生长技术通过在各种基底上组装原子或分子成2D材料，无需晶格匹配要求，为制造大面积、高质量的单晶薄膜提供了精确的成分和晶质控制。（3）二维材料外延的历史可以追溯到1960年代，当时John May首次在高温金属基底上观察到未指定的低能电子衍射图案，推动了“单层石墨”生长的初步探索。（4）1984年，Koma等人提出了“范德瓦尔斯（vdW）外延”概念，用于在MoS2表面上制造亚纳米NbSe2薄膜。这些探索初期局限于表面物理学界，未引起广泛关注。（5）随着2004年石墨烯的发现和分离，二维材料外延领域经历了转变，激发了一系列在探索和外延生长典型2D vdW材料及其同质结构方面的突破性‘浪潮’。（6）外延技术的进步推动了二维六角硼氮化物（hBN）和过渡金属二硫化物（TMDCs）的生长，最近实现了英寸大小的单晶，展示了制造大面积、高质量单晶薄膜的潜力。【科学图文】图1：二维2D 范德华 van der Waals，vDW材料及其同质结构外延生长的代表性进展。图2：单畴的成核控制。图3：多域定向控制。图4：均匀多层膜的制备。图5: 转角同质结构的制造。【科学结论】在过去的十年中，二维范德瓦尔斯（vdW）材料外延生长取得了显著进展，从平面单晶单层发展到垂直多层结构。一些典型材料的制备已经达到了先进阶段，例如工业规模生产石墨烯单晶薄膜，英寸尺寸的hBN单晶单层合成，以及TMDC半导体达到标准300毫米晶片大小，与主流硅技术对接134。此外，具有平行堆叠或精确扭转角度控制的同质结构多层外延也有了一定的阶段性进展。我们在本综述中总结了这些案例背后的策略，并相信它们可以进一步扩展到其他外延技术或二维系统中。复杂vdW化合物如金属氧化物或氢氧化物的单晶外延生长，目前正处于探索阶段，遵循这些已建立的策略。在器件应用场景中，二维结构理想情况下应在材料制备过程中启动和形成。对绝缘晶片上的二维薄膜进行直接生长或晶片规模的转移技术是将二维场效应晶体管纳入未来大规模集成器件至关重要的。需要制定经济实惠的热预算解决方案，以适应材料生长和随后器件制造与后端线路工艺的兼容性。下一步是建立从材料设计到封装和器件集成的工业链桥梁。最终，一旦二维材料的生长准备水平和生产复制性达到硅晶片的水平，它们从研究（实验室）到设计和制造（工厂）的转变将指日可待。原文详情：Liu, C., Liu, T., Zhang, Z. et al. Understanding epitaxial growth of two-dimensional materials and their homostructures. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01704-3

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2019年12月30日，中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟发布《SiC晶片的残余应力检测方法》等六项团体标准的公告。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 根据《中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟团体标准管理办法》的相关规定，批准发布《 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/929877.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " SiC 晶片的残余应力检测方法 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 》、《 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/929876.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " 功率半导体器件稳态湿热高压偏置试验 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 》、《 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/929874.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " 碳化硅单晶抛光片表面质量和微管密度检测方法-激光散射检测法 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 》、《 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/929879.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " 导电碳化硅单晶片电阻率测量方法—非接触涡流法 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 》、《 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/929875.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " 碳化硅单晶抛光片表面质量和微管密度测试方法——共焦点微分干涉光学法 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 》、《 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/929872.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " 半绝缘碳化硅单晶片电阻率非接触测量方法 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 》六项团体标准。上述六项标准自 2019年12月27日发布，自2019年12月31日起实施。 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" text-indent: 2em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/ea557aa9-6015-4978-9a32-2ea73126dd75.jpg" title=" 1.PNG" alt=" 1.PNG" / /span img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/8fb0d7e2-57e9-402b-b22e-ec8bc3d929f0.jpg" title=" 1.PNG" alt=" 1.PNG" width=" 500" height=" 701" border=" 0" vspace=" 0" style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 701px " / /p p style=" line-height: 16px " 附件： img style=" vertical-align: middle margin-right: 2px " src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a style=" font-size:12px color:#0066cc " href=" https://img1.17img.cn/17img/files/202001/attachment/8fd0a790-9ffe-4be1-bb90-ecd89694d798.pdf" title=" 关于批准发布SiC晶片的残余应力检测方法等六项团体标准的公告1227.pdf" 关于批准发布SiC晶片的残余应力检测方法等六项团体标准的公告1227.pdf /a /p

仪器信息网讯 2021年10月27日，第十二届中国国际纳米技术产业博览会在苏州国际博览中心隆重开幕，苏州市委常委、副市长顾海东，市委常委、园区党工委书记沈觅，中国国际科学技术合作协会会长姚为克，园区党工委委员、管委会副主任倪乾等出席开幕式。大会邀请诺贝尔奖得主、11名国内外院士、25名国家级人才和320名顶级专家参与，国内外龙头企业也将齐聚金鸡湖畔，就纳米技术上下游应用交流合作。大会开幕现场本届纳博会以“山容海‘纳’、无‘微’不至”为主题，将在10月27-29日举办十余场前沿高峰论坛、300余场行业报告，300多名顶级专家、行业精英“线上线下”齐聚一堂，2200多家纳米技术相关企业参展、参会，一批纳米“黑科技”产品集中亮相。第12届中国国际纳米技术产业博览会正式启幕开幕式系列签约，左至右，上至下：重大项目集中签约；国家第三代半导体技术创新中心合作签约；江苏省未来膜技术创新中心签约；苏州胜科半导体分析测试平台签约仪式（左至右：爱斯佩克环境仪器（上海）有限公司中国区总裁刘龙官、赛默飞世尔中国区分析仪器集团商务副总裁周晓斌、胜科纳米（苏州）股份有限公司的董事长李晓旻、日立科学仪器有限公司副董事长渡边有浩、蔡司大中华区工业销售总监及特别代表王斌）据悉，此次签约的苏州胜科半导体分析测试平台，胜科纳米通过与赛默飞、日立、爱斯佩克、蔡司国际企业的强强联合，平台将汇聚大批世界顶级的全套分析仪器、设备，击破硬件壁垒，实现高等人才集聚，加速技术迭代，为半导体全产业链、面板等一切精密电子行业提供一站式可靠性分析、材料分析、失效分析等高端检测和辅助研发服务，将帮助中小型企业及初创科技公司降低成本，提高效率，专注于主流研发与生产，更好的提升企业核心竞争力。第四届纳博会分析测试应用论坛现场10月28日，作为十一个分论坛之一，第四届纳博会分析测试应用论坛如期召开，该论坛由胜科纳米（苏州）股份有限公司主办，江苏省纳米技术产业创新中心、中国半导体行业协会MEMS分会、苏州纳米科技发展有限公司合办，赛默飞世尔科技、日立科学仪器有限公司、蔡司中国、高德英特（北京）科技有限公司、爱斯佩克环境仪器（上海）有限公司、仪器信息网共同协办。论坛围绕射频芯片、滤波器芯片、功率半导体等的测试分析，邀请13位国内外半导体领域的专家、学者、企业家、工程师分享相关的分析测试技术案例，探讨半导体分析检测技术发展应用趋势。以下为论坛精彩分享摘要，以飨读者。胜科纳米（苏州）股份有限公司董事长 李晓旻 致欢迎词李晓旻在致词中首先回顾了胜科纳米的发展历程，2004年在新加坡创立、2012年落户苏州，近二十年的专注帮助胜科纳米实现快速发展。目前，胜科纳米新加坡成为东南亚最大的半导体芯片测试公司，胜科纳米苏州在国内也保持很高的增长速率快速成长。接着，分享了关于半导体行业发展趋势的两种观点，即Labless共享实验室模式和半导体行业三维发展。关于半导体行业三维发展，半导体市场每年规模超5000亿美元，但同时也是高度细分化的市场，细分领域数以万计，在领域内横向扩张或垂直于产业链的整合过程中，势必会造成对产业设备、耗材、场地，尤其是人才等资源的挤压。而半导体领域内不足2万分析测试人才的现状，人才缺乏已经成为业内共识。此背景下，胜科纳米希望通过全新模式、三维视角，构建整个行业的中央实验室，以服务成百上千家企业，解决供需矛盾，实现共赢发展。最后，对与会者表示欢迎，并期望论坛中业内专家的精彩分享能给大家带来启发。清华大学微电子所副所长 池保勇（线上报告）报告题目：集成电路技术的发展与创新池保勇首先从1958年集成电路的诞生、摩尔定律带动下的飞速发展等谈起，分享了集成电路的发展历史。接着，介绍了集成电路延续摩尔定律工艺持续进步的发展趋势，以及现行芯片技术在物理、功耗、工艺和经济四方面存在的四个极限。关于集成电路对信息产业的推动作用，池保勇认为，全球GDP与集成电路呈现相关性，且进入本世纪第二个十年后相关性越来越强。最后从网络基础设施核心技术、5G赋能、几何高清、全自动驾驶、智慧芯片等方面展望了集成电路的未来趋势。Bosch Sensortec 亚太区总裁 王宏宇 报告题目：智能算法、嵌入式AI和MEMS传感器——日常生活中的“隐形”小明星王宏宇首先探讨了万物物联背景下传感器未来的发展之路，接着介绍了BOSCH在MEMS传感器技术方面的发展历程，从1990年汽车传感器需求下的诞生，到2005年独立出子公司拓延至消费品需求市场，再到伴随智能手机需求的快速发展、万物物联等。针对MEMS传感器面临的功耗、个性化配置、智能化、信息安全等挑战，提出低功耗、嵌入式AI、智能算法等行业期望，同时这些趋势也将对对应的分析测试技术产生深远影响。三星半导体代工市场总监Pierce Li报告题目：代工解决方案：助力中国芯片设计的明天Pierce Li从全球芯片紧张、中国半导体市场机遇、三星Foundry解决方案方面进行分享。新冠疫情、大数据时代芯片需求增长、产能紧张等现状都加速了全球芯片的紧张。此背景下，中国最为全球最大的半导体单一市场，2020年全球半导体市场规模占比达34.4%，且近五年中国半导体市场复合增长率达11.06%。中国芯片设计公司高速成长、资本推动、国产化政策、先进工艺需求强劲等都展现了中国半导体市场的巨大潜力。三星先进工艺优势包括率先推出先进Foundry工艺、助力突破高端芯片、2.5D/3D封装Turn-key服务，并表示将扩大中国本土生态伙伴，芯植中华、共创辉煌。北京知存科技有限公司副总 李召兵报告题目：存算一体芯片传统架构的内存墙瓶颈，包括数据搬运慢、搬运能耗大等，与近存计算相比，存内计算具有更高效、并行度高等优势。李召兵报告介绍了知存科技团队发展现状，以及在存内计算方面的WTM2101智能解决方案，并进一步探讨了存算芯片在颠覆性架构设计背景下，对装置检测、IP检测，以及产品检测三方面芯片检验检测的影响及对应措施。圆桌论坛圆桌论坛环节，由胜科纳米副总官浩主持，分别邀请胜科纳米董事长李晓旻、赛默飞半导体中国区高级商务总监朱雪雁、知存科技副总李召兵、芯云科技封测技术顾问张胜毅、资深行业专家赖李龙、睿熙科技经理陈耿等，从半导体制造、设计、封装测试、第三方检测、科学仪器设备商等角度共同探讨了半导体分析测试发展的趋势和机遇。大家对胜科纳米为代表的第三方检测企业寄予厚望，并认为，在半导体不断细分趋势下，面对结构、材料、良率等挑战，对检验检测不断涌现新的需求。新的需求下，先进的仪器设备与专业性的技术积累并重，专业第三方检测迎来新的机遇。半导体企业，尤其中小企业对第三方检测需求旺盛，对于第三方检测实验室是机遇也是挑战，如何把握机遇，还需与半导体企业间保持紧密合作的基础上深耕技术，基于广度优势上，实现深度上的突破。资深行业专家 赖李龙报告题目：集成电路及元器件失效分析和纳米尺度表征赖李龙首先简介了失效分析的流程，并概述了半导体成分分析和表面分析技术，成分分析技术主要包括三类：电子分析手段（EDS/EELS/AES… ）、离子分析手段（SIMS/RBS… ）、X射线手段（XRF/TXRF/XPS… ），表面分析技术则主要包括AFM/SPM、TOF SIMS、AES、XPS、TXRF等。随后案例探讨了如何在实际器件中看掺杂质与载流子的分布，并介绍了APT与（S）TEM两种表征方法的比较。最后从产品级定位、试片制备、成分分析等方面展望了集成电路未来微纳分析技术的发展方向，并提出为何需要在实验室进行器件表征、FIB如何制备SCM样品等问题的思考。浙江睿熙科技有限公司经理 陈耿报告题目：VCSEL 及其在消费电子、数通和车载领域的应用VCSEL被广泛应用于手机3D摄像头、人脸支付终端、扫地机器人等场景，陈耿主要介绍了VCSEL的优势、主要工艺步骤及设计难度，整体设计过程都需要对其光学性能、电学性能、热学性能、机械应力等进行考量，这就涉及到系列检测技术手段的支持。接着分享了在手机、非手机、TWS耳机等领域的应用前景及睿熙科技可以提供的VCSEL相关解决方案。胜科纳米（苏州）股份有限公司副总 华佑南报告题目：晶圆制造中晶体管栅极氧化层新型失效分析技术的研究与应用在半导体晶圆制造中，最具挑战的失效分析包括前端制程中的晶体管栅极氧化层失效（晶圆良率）、后端制程的铝焊盘失效（封装良率）等，报告中，华佑南主要分享了晶体管栅极氧化层失效相关的失效分析方法。报告通过使用两种分析流程，提出一种可靠的晶体管栅极氧化层失效分析方法。即当样品失效来自晶圆时，建议使用TOF-SIMS分析进行污染定性分析，然后使用D-SIMS法确定污染物；当知道样品不合格是来自可疑的工具或工艺时，建议使用VPD ICP-MS进行污染定性分析，然后使用D-SIMS确定污染物。接着以实际两个案例分别详细介绍了两种分析流程的分析过程。赛默飞高级经理 曹潇潇报告题目：助力良率提升及先进研发--赛默飞失效分析解决方案的新进展随着半导体器件结构变得越来越复杂，精确定位这些器件中的缺陷变得越来越困难， FIB在探寻这些失效点时也需要切割更多的材料，这些都为失效分析带来挑战，需要更高分辨的成像和微量分析技术来进行失效本质进行分析。曹潇潇主要分享了赛默飞基于芯片失效分析的挑战提供的相关前沿分析解决方案。基于近来PFIB技术在半导体物理失效分析中应用的不断增多，着重介绍了赛默飞Helios5 PFIB在时下比较热门的Power、Display、Packaging、MENS四个领域的详细应用方案及流程。日立科学仪器（北京）有限公司部长 周鸥报告题目：日立电子显微镜系列产品在半导体行业的应用能力日立相关仪器设备技术覆盖半导体晶圆工艺、在线检测、缺陷检测及分析等流程，周鸥主要分享了日立科学仪器在半导体缺陷分析方面提供的系列解决方案，包括SEM、STEM、FIB、SPM、纳米探针等。电镜相关核心技术包括ExB技术（用于控制SE/BSE信号检测，实现消除放电现象及信号混合）、Regulus探测系统等。接着依次分享了日立SEM、纳米探针NP6800、SU9000、低压STEM等在半导体失效分析中的应用案例与优势。卡尔蔡司（上海）管理有限公司经理 黄承梁报告题目：蔡司显微镜的半导体晶片级和封装级失效分析解决方案黄承梁分别介绍了蔡司半导体晶片级和封装级失效分析解决方案，晶片级失效分析方案主要包括光学显微镜进行光学检测、电子探针/EBIC/EBAC进电气故障检测、C-SEM/FE-SEM进行缺陷检测、FIB-SEM/Laser FIB进行物理失效分析等；封装级失效分析方案则包括2D X-ray等进行无损检测、机械研磨等破坏性检测、SEM等进行端点检测、FIB-SEM进行失效原因分析等。高德英特（北京）科技有限公司应用科学家 鞠焕鑫报告题目：PHI表面分析技术（XPS/AES/TOF-SIMS）在产业中的应用鞠焕鑫首先介绍了XPS、AES、SIMS等常规表面分析技术的技术发展历程、各类技术的比较，以及应用现状。接着介绍了PHI在表面技术方面的历史积累与优势，并通过这些表面分析技术在半导体表面缺陷成分分析、Chip表面成分和钝化层厚度分析、半导体材料内部异物/污染/颗粒物分析等应用案例详细介绍了PHI对应解决方案。爱斯佩克测试科技（上海）有限公司实验室负责人、试验部部长 潘晨亮报告题目：可靠性测试在半导体领域的应用随着整体应用市场由4G向5G的变化，数据多元化、汽车电子化等趋势下，可靠性测试已变得不可或缺。潘晨亮主要分享了半导体生产制造过程中常见的可靠性测试流程，以及国内外主要半导体企业当前的可靠性测试现状。接着从加速环境应力测试、加速寿命模拟试验等测试项目分别介绍了各类测试的方法、对应测试设备，及验收标准等。同期展会掠影

近日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心田明亮课题组利用磁输运方法，在本征反铁磁拓扑绝缘体MnBi2Te4中发现体态轨道磁矩产生的四重对称性的平面霍尔效应。相关研究成果发表在Nano Letters上 。　　当前，拓扑量子材料由于其独特的性能，在未来低功耗量子自旋器件中颇具应用价值，是相关领域的研究热点。在拓扑材料中，贝里曲率和轨道磁矩是两个基本的赝矢量，对材料物性产生重要影响。轨道磁矩在谷电子学和手性磁效应中具有重要作用，而相比贝里曲率研究，关于轨道磁矩相关新奇物性的研究较少。近年来，本征反铁磁拓扑绝缘体MnBi2Te4受到广泛关注。这个体系具有丰富的物性，如量子反常霍尔效应、拓扑轴子态等，并为探讨轨道磁矩和贝里曲率对量子输运现象的影响提供了良好的平台。　　科研人员利用微纳加工技术，制备出基于MnBi2Te4纳米片的Hall-bar器件，通过平面霍尔效应的测量，探究了贝里曲率和轨道磁矩对输运现象的影响。实验发现，在低温下弱磁场（B 10T），平面霍尔效应的周期从π转变成π/2，同时幅值由正变为负。为了阐明π/2周期的物理机制，研究人员进行理论计算。计算结果表明，π/2周期的平面霍尔效应来源于体态Dirac电子的拓扑轨道磁矩，且理论结果与实验结果完全吻合。进一步实验发现，随着温度升高，由于体态和表面态的竞争，平面霍尔效应发生非平庸演化。该研究揭示了轨道磁矩诱导的新颖电磁效应，也为磁性拓扑材料在低功耗自旋电子学中的应用提供了指引。　　研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、强磁场安徽省实验室等的支持。　　论文链接

仪器信息网讯 2021年10月28日，由胜科纳米（苏州）股份有限公司主办，江苏省纳米技术产业创新中心、中国半导体行业协会MEMS分会、苏州纳米科技发展有限公司共同合办的“第四届纳博会半导体分析测试应用论坛（ 2021 4th Symposium for Semiconductor Failure Analysis & Application，即第四届纳博会分析测试应用研讨会）”将在“第十二届中国国际纳米技术产业博览会（CHInano 2021）”同期举办，仪器信息网将作为协办单位全程报道论坛议程。会议官网：http://www.chinanosz.com/cata2021.html 一、会议组织机构主办单位：胜科纳米（苏州）股份有限公司合办单位：江苏省纳米技术产业创新中心中国半导体行业协会MEMS分会苏州纳米科技发展有限公司协办单位：赛默飞世尔科技日立科学仪器有限公司蔡司中国高德英特（北京）科技有限公司爱斯佩克环境仪器（上海）有限公司仪器信息网二、会议介绍在科技部和中国科学院指导下，从2010年开始苏州工业园区举办一年一届的“中国国际纳米技术博览会”（英文“CHInano Conference & Expo”, 以下称“纳博会”），目前已成功举办十一届，经过多年积累，中国国际纳米技术产业博览会已成为中国影响力最广的纳米技术交流盛会。胜科纳米（苏州）股份有限公司联合江苏省纳米技术产业创新中心，于2018年第九届纳博会开始，同期举办“纳博会分析测试应用研讨会”。三年来，分析检测论坛得到了企业、行业协会、高校及科研院所等单位的大力支持，三年累计吸引了1000余名半导体与集成电路领域的专业人士参会。2021年“第四届纳博会分析测试应用研讨会”将围绕射频芯片、滤波器芯片、功率半导体等的测试分析，为半导体相关企业进行技术和案例的分享与研讨。今年分析检测论坛设4大主题（详见三），我们将邀请多名国内外半导体领域的专家、学者、企业家、工程师分享相关的分析测试技术案例，探讨半导体分析检测技术发展应用趋势。三、会议日期和地点时间：2021年10月28日地点：苏州国际博览中心B1馆会议规模：350人四、会议主题2021第四届纳博会半导体分析测试应用论坛特设主题：1、射频、滤波器、功率半导体等芯片的故障分析方案2、物理分析技术、表面/化学分析技术在材料表征、失效分析和质量保证中的应用3、TEM、SEM & Nanoprobing等高端制备技术及应用4、集成电路及显示器件失效分析和材料分析表征2021 4th Symposium for Semiconductor Failure Analysis & Application:1. FA case study of RF IC、Filter IC and Power Device2. Application of Physical Failure Analysis and Surface/Chemical Analysis techniques in Materials Characterization, Failure Analysis and Quality Assurance3. TEM, SEM and Nanoprobe Techniques and Applications4. Failure Analysis and Materials Analysis & Characterization for IC and Display Device五、参会对象新材料、集成电路、半导体、电子元器件、光伏、LED、LCD、OLED、触控显示、航空航天等广泛领域科研院所专家、学者；企业界管理层、质量、研发、生产部门的技术人员及管理人员六、会议日程Date: Oct. 28日期： 10 月 28 日Location:B1 Exhibition Hall Room 1地点： B1会议室1Time时间Speaker演讲人Speaker ’s Position / Organization and Speech Title职位/机构及演讲主题08:55-09:00李晓旻胜科纳米（苏州）股份有限公司董事长开场及欢迎致辞09:00-09:25池保勇清华大学微电子所副所长集成电路技术的发展与创新09:25-9:50王宏宇Bosch Sensortec 亚太区总裁智能算法、嵌入式AI和MEMS传感器——日常生活中的“隐形”小明星9:50-10:15宋喆燮三星半导体代工中国区总经理代工解决方案：助力中国芯片设计的明天10:15-10:30茶歇10:30-10:55李召兵北京知存科技有限公司副总存算一体芯片11:00-12:00圆桌论坛12:00-13:30午餐13:30-13:55赖李龙资深行业专家集成电路及元器件失效分析和纳米尺度表征13:55-14:20陈耿浙江睿熙科技有限公司经理VCSEL 及其在消费电子、数通和车载领域的应用14:20-14:45华佑南胜科纳米（苏州）股份有限公司副总晶圆制造中晶体管栅极氧化层新型失效分析技术的研究与应用14:45-15:10曹潇潇赛默飞助力良率提升及先进研发--赛默飞失效分析解决方案的新进展15:10-15:30茶歇15:30-15:55周鸥日立科学仪器（北京）有限公司部长日立电子显微镜系列产品在半导体行业的应用能力15:55-16:20黄承梁卡尔蔡司（上海）管理有限公司经理蔡司显微镜的半导体晶片级和封装级失效分析解决方案16:20-16:45鞠焕鑫高德英特（北京）科技有限公司应用科学家PHI表面分析技术（XPS/AES/TOF-SIMS）在产业中的应用16:45-17:10潘晨亮爱斯佩克测试科技（上海）有限公司实验室负责人、试验部部长可靠性测试在半导体领域的应用17:10-17:30抽奖活动七、同期展会CHInano 2021 第十二届中国国际纳米技术产业博览会博览会官网：http://www.chinanosz.com/中国最具影响力的纳米技术交流盛会“CHInano 2021中国国际纳米技术产业博览会”（CHInano），是中国最具权威、规模最大的纳米技术应用产业国际性大会。 大会由峰会(主报告、专题技术分会、应用论坛)、展览、行业大赛、对接会等部分组成，重点聚焦纳米新材料、微纳制造、MEMS、第三代半导体、能源与清洁技术、纳米生物技术等产业领域，打造国际纳米技术产业交流合作平台。CHInano 2021 is the most authentic and largest international conference of nanotech application industry in China. It consists of summits (keynote report, meetings on specific topics, application forums), exhibition,industry competition,matchmaking sessions, etc. Focusing on nano new materials, micro-nano manufacturing, MEMS, compound semiconductor,energy and clean technology, nano-biological technology and other fields, CHInano is aiming to establish a platform for facilitating collaborations in the international nanotech community.七、参会联系方式本次研讨会设定规模350人，不收注册费。8月30日前报名，享免费午餐与茶歇。报满为止。观众报名通道现已开通，现场活动奖品丰厚，欢迎踊跃参与观众参会/参展登记：https://chinanosz.7-event.cn/Base/Login?lng=cn# 扫描二维码报名组委会联系方式：参会联系人：陆 炜 联系方式：15050142680 邮箱地址：l uw@nanopolis.cn参展/赞助联系人：万成东（纳博会） 联系方式：13584824068 邮箱地址：wancd@nanopolis.cn郑海鹏（半导体分析测试论坛）联系方式：13914033396 邮箱地址：haipeng@wintech-nano.com

相对于半导体技术迅猛发展，制程工艺不断缩小的迭代周期，与半导体产业一路相伴的测试设备产业似乎“缓慢”得多。在全球半导体测试设备龙头爱德万测试（ADVANTEST）的官网上，其分别推出于1999年、2003年的两款测试设备V93000测试系统和T2000测试系统至今依然有出货记录。根据爱德万测试的官方数据，V93000机型在2017年创下累计出货5000台的记录，在2019年仍有单笔订单超过30台的情况。同样地，另一家测试机龙头泰瑞达的一款推出于2001年的数模混合测试平台至今也仍在该公司的官网销售。作为半导体行业唯一贯穿设计、制造、封装、应用全过程的重要部分，半导体测试设备对于产品良率和品质的提升至关重要。根据美国的半导体行业调查公司VLSI Research发布的按销售额排名的2019年全球前十大半导体设备厂商中，测试设备商占据两个席位，分别是日本的爱德万公司（第6）、美国的泰瑞达公司（第8）。2019年爱德万、泰瑞达销售额（包括服务收入）分别为24.7亿美元、15.5亿美元。随着芯片工艺不断升级，一颗芯片上承载的功能越来越多，对测试的需求也不断增长。而一台20年前上市的半导体测试ATE设备至今依然可以有良好的销售业绩，这种超长“待机”的背后，是哪些核心技术能力的支撑？在摩尔定律快速迭代的技术路线之下，测试设备如何以“以缓慢应对迅疾”，为半导体产业的推进保驾护航？超长“待机”背后看似“缓慢”其实一直在变化。“现在半导体测试机台，都是一个平台的概念。尽管V93000系列现在依然在出货，但是它早已不是20多年前的那台机器了。”爱德万测试（中国）管理有限公司（下称“爱德万测试”）新概念业务VP夏克金博士对集微网指出，以V93000系列为例，其实经历了Single Density、Pin Scale、Smart Scale、EXA Scale四代升级。T2000系列也是一样的，推出了各种针对不同应用的板卡模块。对于动辄百万乃至千万元量级的半导体测试设备，使用期限作为投入成本中考虑的重要因素之一，10到20年几乎是最基本的参考标准。但测试设备的技术进步从未停止，它是跟摩尔定律同步的，这就要在产品平台更新与兼容性两者之间实现最优平衡。这些机型之所以能够维持如此好的销售成绩，是因为ATE设备仅需更换测试模块和板卡就可应对更多种类的测试需求以及提升其测试性能，而不需要更换机器。对于半导体测试设备来说，核心的技术能力在于功能集成、精度与速度，以及可延展性。“在一台测试机的设计之初就要考虑得特别长远。”夏克金说，这其中，需要设计研发人员有非常前瞻的技术眼光以及平台化思维，“你不能说，4G时代的测试机台，到了5G时代，技术更新升级了，就完全不能使用，要全部换新的。”测试的价值体现最主要在上市时间（Time-to-Market）和成品率提升（Yield Improvement）两个方面。半导体检测设备的核心功能是用来检测晶圆制造和芯片成品的质量，辅助降本、提高良率和增强客户的订单获取能力。检测设备自身不会改变晶圆或芯片的质地，但是经过优化的测试方法，可以在具有高测试覆盖率的前提下，控制成本并降低在最终客户那里的DPPM（Defective Parts Per Million），减少退货率。一台测试设备对于半导体制造厂商来讲是重资产投入，其使用周期少说也要长达10至20年，在这样的超长“待机”背后，更考验的是半导体测试设备厂商的工程支持能力。而越是高端的测试设备，工程支持能力越为关键。“你同样用一台测试机验证IC设计，工程能力强的服务团队可能1个月就能帮你找到所有的bug，就可以快速进入量产上市阶段。”夏克金指出。芯片融合时代：测试也要“上天入云”过去简单的电子技术就可以满足的需求，如今可能需要人工智能、机器学习、无人驾驶、医疗仪器、基础设施扩建等多元覆盖实现。终端应用领域对于半导体技术的要求亦呈指数增长。因此，半导体元器件必须具备极高的可靠性，半导体测试设备对于供应链的价值也由此变得更加重要。对应迅速更新迭代的智能世界，先进制程升级要求半导体检测技术快速迭代，因而对于ATE机台来说，平台通用化、模块化、灵活性高、可升级是未来技术发展的大趋势。系统级测试（SLT，system level test）、大数据分析、ATPG编程自动化等，都是测试领域应对未来半导体市场发展面临的挑战，这需要测试设备厂商有超前的技术眼光，随时跟进市场需求。在此前十年，爱德万先后并购了Asia Electronics, Inc.、Credence Systems GmbH、Verigy以及W2BI.COM，进一步完善了公司除存储以外的业务布局，包括SoC、无线、汽车等综合领域。当前芯片已经进入融合的时代 (Age of Convergence)，这对于测试设备提出更多要求。和以往单一驱动力不同，现在的半导体产业有着众多的驱动力，从无人驾驶到虚拟现实，从人工智能到云计算，从5G到IoT，从传感器到SIP，众多驱动力共同推动半导体测试技术不断前行。爱德万扩展的脚步从未停止。今年（2020年）7月，爱德万测试发布了TE-Cloud（Test Engineering Cloud）云平台服务，整合各个合作伙伴测试资源，可以为客户提供完整的测试程序开发环境，以及全方位测试外包服务。9月，爱德万又与半导体软件市场数据分析解决方案PDF Solutions建立合作，拓展AI在测试领域的应用。使用AI和机器学习技术的PDF公司，通过软件平台进行的大数据分析，对于提高精细工艺关键点的良率，确保设备质量以及降低检测和测量成本至关重要。更重要的是，随着半导体制造、测试和装配的独立分工，PDF公司的Exensio平台和连接数据基础的Data Exchange Network（DEX），通过连接半导体供应链，将半导体工程师与半导体测试设备连接起来，为设计和制造提供重要的参考，有助于降低检测成本，提高性能和良率。而通过将PDF公司的Exensio平台和DEX，与高性能检测设备相结合，爱德万可以为客户提供在产业链上任何点位的连接、测试、测量和分析，有助于进一步提高客户的良率和降低检测成本。近年来，集成电路测试需求的热点围绕IOT、5G、AI以及高性能计算（HPC），尤其是射频应用开发增长极快。在这个趋势下，测试设备开始要在整个产业链“上下左右”都多走一步。具体来说，要与IC设计层面结合更多，在产品层面则是更多需要向系统级测试（SLT）发展，往上走则是要接入云端、AI、大数据。夏克金表示，目前爱德万测试的业务已不止专注于后道，而是涵盖了全面的半导体产业链及SSD、手机、平板等系统测试产业，除了传统的SoC和存储测试机台之外，还包括了服务、支持、咨询、SSD测试以及分选机台、纳米电子束扫描电镜等机电业务。中国市场测试需求不断增长根据SEMI统计，目前全球半导体检测类设备市场规模超800亿元，其中前道量测设备市场规模约406亿元，后道测试设备约399亿元。从全球市场格局来看，当前半导体检测设备呈现寡头垄断格局。其中前道检测设备领域，科磊、应用材料、日立合计占比76%。在后道高端测试设备市场，以2011年爱德万收购惠睿捷（VERIGY）为标志，形成了以爱德万、泰瑞达为中心的双寡头格局。目前以爱德万、泰瑞达为代表的后道测试设备厂商形成了SOC测试、存储器测试、模拟信号测试、数模混合信号测试等全面的产品系列，同时对5G、AI、物联网等新兴趋势进行了积极开发布局，代表着行业最前沿的水平。而伴随着中国兴建半导体厂的规划逐渐落地，以及国际半导体公司在中国的不断投入，中国开始引入越来越多的半导体测试设备。同时，在大方向上，随着终端市场需求增加，对于存储的需求格外旺盛，此外包括电源、模拟、逻辑产品的部分品类需求也呈爆发态势，极大地促进了行业对半导体测试设备的需求。夏克金说，多年以前，国内的芯片设计水平和技术指标比较低，与国际甚至可能有一两代的差距。但是现在来看，这种差距总体上越来越小，在某些领域甚至都有可能实现反超。根据国金证券的测算，科磊、爱德万、泰瑞达三家合计中国大陆地区销售收入规模为150亿元。国金证券预估上述三家公司在中国大陆地区的市占率超过70%，由此推测出中国大陆每年对半导体检测设备的需求量在 200亿元以上。机构分析指出，尽管测试设备市场头部效应明显，在芯片制造、封测所涉及到的上千道加工工序中，包括晶圆检测在内的多个细分领域仍存在新玩家入局的机会。目前国内半导体测试设备与国际水平仍有很大差距，但近年来已有一些国内企业崭露头角，并在一些层面打破国外测试机厂商的垄断，未来具备良好成长空间。国内半导体测试设备领先企业包括华峰测控、长川科技、武汉精鸿等，在模拟、存储测试机以及SoC测试机领域，都在积极布局，并取得了一定的突破。

浩腾与晶兆科技全面技术合作，共同开发出全世界光学机构最小台的“微晶片光谱仪”。这是浩腾继氢氧焰能源机之后，再度跨入绿能产业。 　　由于医疗保健费用节节升高，预防保健观念有渐趋积极自我健康管理之势，其中美国消费者已转向基因筛检方式等积极自我健康管理，预估未来将有30%的人口使用基因筛检产品，庞大商机吸引各厂积极投入。 　　浩腾与晶兆科技昨天正式合作，结合台湾科技大学柯正浩教授核心技术，以“微型晶片光学结构”取代一般光谱仪的“准直面镜-平面光学结构-聚焦面镜”架构，以单一元件与最小体积完成分光和聚焦功能，并达成2奈米之内光谱解析率，其关键核心元件为微型晶片光学结构，以自行开发的光学演算法，高精密的半导体製程及光机电整合能力，简化光学结构、缩小光机体积，并达到与大型光谱仪相同的精密解析度，整合三大产业包含半导体、电机电子、光电之研发能量，生产能力与检测需要，并带动光谱分析元件市场与光电产业之发展，让检测机器价格大幅下滑，且携带方便，可说是革命性产品。 　　依浩腾的技术，未来每支单价可望下降到1万元，他预估未来每个家庭都会购买一支，商机相当可观。

在全球半导体产业高速发展的今天，中国正以其前瞻性的战略布局和政策支持，推动国内半导体行业的跨越式发展。随着物联网、大数据和人工智能驱动的新计算时代的发展，我国对半导体器件的需求日益增长，对器件可靠性与性能指标的要求也越发严格。晶圆测试:质量与效率的保障 晶圆测试是半导体制造过程中不可或缺的一步，它能够确保芯片在制造过程中的每一个阶段都能达到设计规格和性能要求。自动化和高精度的测试设备可以显著提高测试速度，缩短生产周期；通过精确检测，确保每一片晶圆的可靠性和一致性，降低不良品率；有效的测试可以减少返工和废品，从而降低生产成本。 在晶圆测试中，磁性器件需要在磁场扫描下测试，而传统的设备和方法较为耗时，会增加芯片的制造成本。在晶圆上方以高扫速改变磁场是工业化大批量生产正面临的挑战，今天要为大家介绍的Hprobe 磁性自动测试设备，其专利的磁场发生器技术，可以完美应对这项挑战。Hprobe 磁性自动测试设备 Hprobe 磁性自动测试设备是通过实现每个器件的快速测试时间，以更高的通量对晶圆在磁场下进行电探测。其专利技术3D磁场发生器和Hcoil-2T磁场发生器，能够满足大规模生产中对晶圆级电子探测的要求，独特设计的磁场发生器通过电源供电和空气冷却，不需要复杂的液体冷却。快速：更高的磁扫率，每秒高达10000件样品，实现高通量测试，并与批量生产的测试时间相匹配。灵活：具有独立可控空间轴的三维磁场，用于垂直和平面磁场的任意组合。强大：单一方向的超高强度磁场，结合更快的扫描速度，可在20微秒内达到2特斯拉。 Hprobe 磁性自动测试设备使用100-300mm自动晶圆探针台。集成了磁场发生器的测试头被置于晶圆探针台上。测试设备与以下自动探针台兼容：TEL (Tokyo Electron Limited)、ACCRETECH、Electroglas。技术原理 1、三维磁场发生器：三维磁场发生器能够产生三维磁场，其中每个空间轴可被独立驱动。该发生器具有多种组态，可在特定的1D、2D或3D方向上更大化磁场强度或表面覆盖。磁场的扫描速率在场强和角度上是可控的，扫描速率可达每秒10000件样品。 2、Hcoil-2T 磁场发生器：Hcoil-2T 磁场发生器是一种创新性的超紧凑型技术，能够以更快的扫描速度在单一方向产生超强磁场。利用这项技术，可以在不到20微秒的时间内达到±2特斯拉磁场。主要特点平面内和垂直方向的高磁场强度磁场的三维控制场强和角度扫描（旋转场）嵌入式校准传感器自动化测试程序MRAM参数提取软件可用于100至300 mm晶圆与标准探针卡兼容完整且可定制的软件，可创建测试序列和自动探测空气冷却测试设备1、测试头：磁场发生器集成在测试头中，后者被安装在自动晶圆探针台上，与单个直流或射频探针和探针卡兼容。 2、仪表架：测试设备使用高端控制和传感设备。测试设备的仪器组态可以按照用户需求而配置。3、磁场校准套件：磁场发生器配有磁场校准组件，由三维磁传感器和自动定位系统组成，用于在与被测设备完全相同的位置校准磁场。 4、软件：带图形用户界面GUI（graphical user interface）的软件，用于磁场的生成、校准，以及MRAM和磁传感器的自动化电测量。软件还包括晶圆厂自动化和生产控制功能。IBEX平台（用于MRAM测试） IBEX平台与200毫米和300毫米自动晶圆探针台兼容，专用于测试MRAM磁性隧道结，以及基于自旋转移矩（STT-MRAM）、自旋轨道矩（SOT-MRAM）和电压控制（VC-MRAM）技术的位单元。该系统能够在快速可变磁场和超窄脉冲信号下进行高通量测试。1、IBEX-P MRAM参数测试 IBEX-P系统以单通道或多通道配置运行，测试结构中包含过程控制和监控（PCM），因而可用于晶圆验收测试（WAT）时生产产量的统计过程控制（SPC）。 IBEX使用Hprobe的带有图形用户界面的专用一站式软件，既可在研发环节中手动操作，又可在全自动晶圆厂中自动操作。该软件包括专用于MRAM器件的更优化生产测试程序。 该系统采用Hprobe的磁场发生器专利技术，将磁场发生器集成到测试头中，后者安装在晶圆探针台上。 该测试设备由精选高端仪器驱动， 从而以更快的测试时间来表征MRAM磁性隧道结或位单元。涉及的仪器包括Keysight、Tektronix和NI等品牌，并使用Hprobe的专有构架模块集成。2、IBEX-F功能测试 IBEX-F系统专用于测试位阵列和片上系统（SoC）嵌入式MRAM存储器。 测试系统以单点或多点配置运行，用于MRAM阵列的表征和测试。其目的是进行产品开发、验证和鉴定，并转入生产。它还可用于嵌入式MRAM器件的大规模生产环境，在后端（BEOL）过程中进行芯片探测（CP）的筛选和分级。 该测试设备由精选高端仪器驱动，从而以更快的测试时间来表征MRAM磁隧道结或位单元。涉及的仪器包括Keysight、Tektronix和NI等品牌，并使用Hprobe的专有构架模块集成。关于MRAM 测试 与传统采用电荷存储数据的半导体存储器不同，MRAM（磁阻随机存取存储器）是一种非易失性存储器，使用磁化（例如电子自旋）方向来存储数据位。 与现有的半导体技术相比，MRAM具有许多优点，因为它本质上是非易失性的（例如，当电源切断时能够保存数据），同时还表现出非常好的耐久性（例如读/写周期数）和较低的运行功率。全新一代的MRAM为pSTT-MRAM（垂直自旋转移矩随机存取存储器），已被业界选择取代28/22nm以下技术节点的嵌入式闪存，目前各大半导体代工厂均可提供该产品。LINX 平台（用于传感器测试） LINX平台与200mm和300mm自动晶圆探针台兼容，用于测试基于xMR（磁阻）和霍尔效应技术的磁性传感器。该系统能够在静态和快速变化的磁场下进行测试，磁场在空间任何方向可控。LINX-1–磁性传感器测试仪 LINX-1测试仪专用于磁性传感器芯片的晶圆级分选。 该产品使用Hprobes的带有图形用户界面的专用一站式软件，以单通道或多通道配置来生成和校准磁场，包括静态或动态模式下优化的磁场生成模式。该系统具有可编程功能，可与用户的测试平台集成。 LINX-1采用Hprobe专有的磁场发生器技术，与3轴自动化测试头集成。它可以使用手动或自动加载的探针卡进行操作。 磁场的产生由高性能仪器驱动，以实现稳定的静态磁场或高扫描率的可变场。 仪器组包括Keysight、Tektronix和NI等品牌，并使用Hprobe的专有构架模块集成。关于传感器测试 磁性传感器检测由磁铁或电流产生的磁场和地磁场的强度。它们将磁场或磁编码信息转换成电信号，供电子电路处理。磁性传感器正变得越来越流行，因为它们可以用于多种应用场合，如传感位置、速度或运动方向。磁性传感器有以下几种类型： 霍尔效应传感器 霍尔效应传感器由半导体衬底上的条形载流导体构成，当置于磁通量中时，通过霍尔效应产生垂直于电流方向的电压。霍尔效应传感器被广泛应用于汽车和工业领域。AMR传感器 各向异性磁阻（AMR）传感器由条形或带状磁性各向异性材料组成，其等效电阻与磁化方向和导电方向的夹角有关。与其他磁电阻传感器相比，AMR传感器具有相对较低的磁电阻（MR）率。它们被用于工业、商业和空间技术，作为位移或角度传感器以及地磁场传感器。GMR传感器 巨磁阻（GMR）传感器具有三明治结构，由被界面导电层隔开的磁性薄膜组成。该传感器有两种电阻状态：当两个磁性层磁化方向平行时，器件为低阻态；而当两个磁性层磁化方向相反时，器件为高阻态。GMR传感器是一种温度稳定性好的精密磁场传感器。它们已被广泛应用于硬盘驱动器（HDD）行业以及工业应用中。TMR传感器 隧道磁阻（TMR）传感器由被隧穿势垒层分离的铁磁多层膜组成。TMR器件的电阻与两铁磁层磁化方向的夹角有关。与其它种类的磁场传感器相比，TMR传感器具有更好的信噪比、更高的精度、以及更低的功耗。TMR传感器在温度和寿命方面具有可靠稳定的性能。因此，TMR传感器在要求苛刻的应用中是首选。 关于Hprobe 法国Hprobe公司成立于2017年，总部位于具有“法国硅谷”的美誉格勒诺布尔，是SPINTEC（全球领先的自旋电子学研究实验室之一）的一家衍生公司。 法国Hprobe基于独有的三维磁场发生器等专利技术，致力于为磁性器件和传感器的晶圆级表征和测试提供系统解决方案。目前产品提供的服务内容涵盖磁技术开发所有阶段，能针对性的为MRAM（STT、SOT、VCMA）和磁性传感器（TMR、GMR等）进行表征和测试提供专用设备和服务。 依托投资方的自身优势，普瑞亿科半导体事业部聚焦国内半导体产业工艺发展，与Hprobe协力打造国内领先的晶圆级表征和测试系统解决方案，致力于为中国半导体行业客户提供研究级和生产级的MRAM和磁检测解决方案和服务支持。

本报讯 记者从中国科学院上海微系统与信息技术研究所获悉，近日，该所研究员王曦领导的SOI研究小组，在上海新傲科技有限公司研发平台上，通过技术创新，制备出我国第一片8英寸键合SOI晶片，实现了SOI晶片制备技术的重要突破。 过去，该研究小组因建立了我国第一条高端硅基集成电路材料SOI晶圆片生产线，实现了4～6英寸SOI材料产业化，解决了我国SOI材料的有无问题，而获得国家科技进步奖一等奖。 该研究小组的人员并没有满足所取得的成绩，面对国内外集成电路技术向大直径晶圆片升级换代的大趋势，又设立了攻关8英寸大直径SOI晶圆片的课题。在开发过程中，研究人员克服了硬件条件不足的困难，突破了清洗、键合、加固、研磨和抛光等一系列关键技术。通过改造现有设备，实现了8英寸硅片的旋转式单片清洗工艺；自主设计开发了大尺寸晶片键合平台，在此基础上实现了8英寸晶片键合，并达到了对键合过程和键合质量的实时监控；通过对现有设备的升级改造，实现了键合晶片的加固；经过大量的研磨工艺实验，反复比较研磨过程粗磨、精磨工艺中砂轮转速等工艺参数对晶片的影响，确定出较优研磨工艺；随后，在现有抛光工艺基础上，优化抛光浆料配比，实现了8英寸SOI晶片的精细抛光。 有关专家认为，8英寸SOI晶圆片的成功开发，标志着王曦领导的研究开发小组已经掌握了大尺寸键合SOI晶片制备的关键技术，为大尺寸键合SOI晶片的产业化打下了坚实基础。 据介绍，在极大规模集成电路国家重大科技专项中，宏力半导体公司和华润微电子等8英寸集成电路制造代工企业安排了8英寸SOI先进电路的研发和产业化项目，急需本土化的8英寸SOI衬底材料配套。上海微系统所和上海新傲公司联合开发的8英寸键合SOI晶圆片正是适应了这些需求，具有广阔的市场前景。

近日，由北京理工大学牵头提案的《电动汽车用碳化硅（SiC）电机控制器评测规范》以及由广州南砂晶圆半导体技术有限公司牵头提案的《导电型4H碳化硅衬底及外延晶片基平面位错密度的测定 化学腐蚀法》两项团体标准提案，经CASA标准化委员会（CASAS）管理委员会投票，根据《CASAS管理和标准制修订细则》，两项联盟团体标准投票通过立项，分配编号分别为：CASA 012、CASA 013。据了解，第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）是2015年9月9日，在国家科技部、工信部、北京市科委的支持下，由第三代半导体相关的科研机构、大专院校、龙头企业自愿发起筹建的“第三代半导体产业技术创新战略联盟”（以下简称“联盟”）在北京国际会议中心举行了成立大会。 科技部曹健林副部长、高新司赵玉海司长、科技部高技术研究发展中心秦勇主任，北京市科学技术委员会闫傲霜主任，中国科学与科技政策研究会李新男副理事长等领导出席了成立大会。南京大学郑有炓院士代表45家发起机构单位正式宣布第三代半导体产业技术创新战略联盟成立。科技部曹健林副部长、南京大学郑有炓院士、北京市科学技术委员会闫傲霜主任、北京半导体照明科技促进中心吴玲主任共同为联盟揭牌。以下为通知原文：联盟两项团体标准提案获管理委员会投票通过各有关单位：由北京理工大学牵头提案的《电动汽车用碳化硅（SiC）电机控制器评测规范》以及由广州南砂晶圆半导体技术有限公司牵头提案的《导电型4H碳化硅衬底及外延晶片基平面位错密度的测定 化学腐蚀法》两项团体标准提案，经CASA标准化委员会（CASAS）管理委员会投票，根据《CASAS管理和标准制修订细则》，两项联盟团体标准投票通过立项，分配编号分别为：CASA 012、CASA 013。 标准提案投票具体情况为： 1、电动汽车用碳化硅（SiC）电机控制器评测规范：应投25票，实投21票，赞成19票，反对1票，弃权1票。 2、导电型4H碳化硅衬底及外延晶片基平面位错密度的测定 化学腐蚀法：应投25票，实投21票，赞成19票，反对0票，弃权2票。立项通知请查看附件：附件1.关于《导电型4H碳化硅衬底及外延晶片基平面位错密度的测定 化学腐蚀法》联盟团体标准立项的通知附件2.关于《电动汽车用碳化硅（SiC）电机控制器评测规范》联盟团体标准立项的通知