CVD多晶金刚石膜的生长技术与热导率优化研究进展

摘要：系统综述了化学气相沉积（CVD）技术在多晶金刚石膜生长与热导率优化领域的研究进展，聚焦大尺寸制备技术突破及热性能调控机制。通过对比热丝化学气相沉积（HFCVD）、微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）、直流热阴极化学气相沉积（DC-HC CVD）及直流电弧等离子体喷射化学气相沉积（DC arc jet CVD）等主流方法的工艺特点，揭示了各类技术在大尺寸金刚石膜制备中的优势与局限性。研究指出，大尺寸金刚石膜的制备需结合反应器设计创新、等离子体激发模式优化及多参数协同调控，以实现高效、均匀的规模化生产。在热导率优化方面，研究系统分析了晶粒尺寸、膜厚、晶面取向及残余应力等多因素的协同作用。通过优化晶粒尺寸与膜厚的匹配关系，显著降低了晶界密度对声子传输的散射效应，从而提升整体热输运效率。工艺参数中，碳源浓度、温度与功率的精准调控对晶粒形貌与结晶质量具有决定性影响，晶面取向的择优生长可进一步强化热导率优势。动态磁场辅助、基团比例调控等创新方法为晶面定向生长提供了新路径。残余应力问题则需通过衬底选择、界面预处理及结构设计等策略综合缓解，以降低晶格畸变对热性能的负面影响。为高性能金刚石热管理材料的开发及高功率电子器件的散热应用提供了理论框架与技术参考。

光电 2026年04月22日 1 点赞 0 评论 142 浏览

典型光学硬脆材料的原子级抛光技术发展现状

摘要：随着精密制造技术的发展，光学系统对器件表面质量提出原子级精度要求。典型光学硬脆材料具有硬度高、塑性低及脆性断裂特征，在获得粗糙度低于0.2 nm 的原子级光滑表面过程中面临诸多挑战。基于此，系统综述晶体材料（如单晶硅、蓝宝石）与非晶材料（如熔融石英）在加工响应及去除机制方面的差异，梳理化学机械抛光（CMP）、离子束抛光（IBP）、磁流变加工（MRF）、等离子体辅助原子迁移（PAMM）等代表性技术路径。针对单晶硅和蓝宝石，探讨了CMP 浆料优化、晶面差异响应、超声辅助等精度提升方法。针对非晶材料熔融石英，归纳了绿色浆料、核壳磨料、多能场辅助及技术联用路径，并对比了多项原子级抛光技术的特点。除粗糙度指标外，还总结了亚表面损伤控制的形成机制和抑制策略，分析了原子级抛光技术在微裂纹抑制和缺陷最小化方面的潜力。最后展望了构建统一去除模型、开发绿色抛光体系、强化能场机制研究及集成多技术联用等未来发展方向，以支撑原子级制造向高效、绿色、智能演进。

光电 2026年05月21日 1 点赞 0 评论 201 浏览

微电子封装用芯片散热界面材料研究进展

摘要：热界面材料是保证芯片正常工作必须采用的关键材料，其目的是高效导出芯片服役过程中不断产生的大量热量。本文详细介绍了热界面材料的分类和组成；分别归纳和评述了两类热界面材料的制备技术、核心性能和最新研究成果；针对热界面材料服役过程中出现的问题，阐述了热界面材料的导热机理和芯片散热效率测量方法。移动端电子产品的芯片散热界面材料正朝着高热导率、轻量化、制造与使用全程环保等方向发展。

光电 2026年06月30日 1 点赞 0 评论 93 浏览

系统级封装跨尺度互连仿真及寿命预测

摘要：系统级封装（system in package，SiP）作为后摩尔时代异构集成的关键技术，其内部多级互连结构的尺寸跨度达3个数量级，而互连尺寸的持续减小导致传统分析方法的成本与难度显著攀升. 文中旨在建立一种快速准确的 SiP器件评估方法，为器件可靠性设计提供支撑，首先对 SiP器件的互连焊点形态进行精准预测，基于该结果构建等效简化的 SiP整体模型及可控塌陷芯片互连（controlled collapsed chip connection,C4）、芯片互连（chip connection,C2）专用子模型，以降低仿真计算复杂度，随后采用子模型有限元分析方法，开展实际工况下的热循环有限元仿真，定位应力危险点并进行子模型计算，完成不同互连结构的寿命评估. 结果表明，通过有限元仿真成功定位 SiP 器件的应力危险点，子模型计算有效反映了不同互连结构的力学性能差异，经寿命对比分析最终明确了兼具可靠性与经济性的最优互连结构，同时验证了所建立的等效简化模型及子模型分析方法的准确性与高效性.创新点：(1)建立了一种SiP高密度封装器件的跨尺度等效简化模型，最大及最小结构尺寸相差3个数量级.（2）阐明了互连结构对SiP器件热循环可靠性的影响规律，并对其实际工况下的寿命进行了预测.

光电 2026年07月28日 1 点赞 0 评论 56 浏览

高压共轨柴油机国产芯片控制系统研究

摘要:针对现有高压共轨柴油机电控单元高度依赖进口芯片、自主不足的问题,提出了基于全国产芯片的高压共轨柴油机电控单元方案。所设计的国产控制单元选用兆易创新的GD32F450芯片为控制核心,承担发动机数据采样、处理、存储与控制任务。首先,采用Boost升压电路提供喷油器峰值电流,利用分立器件设计双边驱动与电流反馈电路,在不依赖进口专用芯片的条件下,对喷油器驱动电流进行闭环控制;然后,基于FreeRTOS操作系统,开发高压共轨柴油机底层驱动软件,实现对不同任务调度周期的精准控制;最后,对所设计的电控单元进行了实验验证。结果表明,所设计的国产高压共轨柴油机电控单元功能齐全、工作稳定,双边驱动电路典型峰值电流为22A,维持电流为10A,最小喷射间隔时间为200μs,多次喷射性能与Bosch系统相当。发动机不同转速条件下任务调度周期精准、实时性好,研究证实了高压共轨柴油机电控单元全国产化方案的可行性,对推动发动机电控技术自主可控提供了有益参考。

光电 2024年09月25日 1 点赞 0 评论 276 浏览

碳点的性质及其在生物传感器领域的应用

摘要：碳点(carbon dots, CDs)作为一种具有优良生物相容性、低毒性和表面功能可调的新型碳基纳米材料, 在生物传感领域具有极大的应用潜力。本文对碳点的生物效应、发光性质及其发光机理进行了简述,并根据传感机制的不同, 将CDs在生物传感领域的应用分为荧光(fluorescence, FL)传感器、电致发光(electrochemiluminescence,ECL)传感器以及化学发光(chemiluminescence, CL)传感器三类进行综述。最后分析了CDs目前在生物传感器领域应用中存在的问题, 并对其发展进行了展望。

光电 2024年05月16日 1 点赞 0 评论 318 浏览

新时期我国信息与电子领域工程科技发展研究

摘要：信息与电子领域作为国家高科技领域之一，已成为各国战略必争之要地。为更好推动我国信息与电子领域发展，本文通过文献分析及访谈调研等研究方法，梳理总结了我国信息与电子领域的发展优势及短板，分析研判了新形势下我国建设世界科技强国对信息与电子领域提出的关键要求，面向我国重大发展战略需求，研究提出了我国信息与电子领域发展战略构想，并从战略谋划、体系发展、双链融合、人才发展四个层面研究提出了推进我国信息与电子领域工程科技发展的对策建议，即实施系统性战略规划，强化信息与电子领域体系化布局发展；夯实基础、超前谋划，提升信息与电子领域底层支撑与前沿引领能力；聚焦网络强国、数字中国建设，加速推进产业链和创新链双链融合；重视信息与电子领域工程科技人才培养和基础研究人才队伍建设，以期助力我国信息与电子领域高质量发展。

光电 2025年03月18日 1 点赞 0 评论 251 浏览

高端电子制造中电镀铜添加剂作用机制研究进展

摘要：铜互连电镀是芯片等高端电子器件制造的核心技术之一, 明晰相关镀铜添加剂的作用机制将促进先进铜互连技术的发展。本文针对硫酸镀铜体系, 侧重从方法学角度总结了加速剂、抑制剂、整平剂三类添加剂的界面吸附结构以及在电镀填铜过程中的微观作用机制, 分析讨论了不同研究方法的特点与局限性, 并归纳了芯片互连电镀过程中存在的科学问题, 为先进制程芯片电镀添加剂的研发提供参考。

光电 2024年05月16日 1 点赞 0 评论 681 浏览

碳基CMOS集成电路技术: 发展现状与未来挑战

摘要：碳纳米管凭借其优良的电学性质、准一维尺寸以及稳定的结构成为后摩尔时代最理想的半导体材料。目前碳基电子学已经取得很大进展, 例如可以在4寸晶圆上得到高半导体纯度(超过99.9999%)的密排(100~200CNTs/μm)阵列碳纳米管, 晶体管栅长可以缩至5 nm且具备超越硅基的性能, 世界首个碳基现代微处理器RV16XNANO已经问世。本文综述了近年来碳纳米管在材料、器件和集成电路方面的发展, 以及未来可能在光电、传感、显示和射频等领域的应用前景. 最后, 文章列举了碳基CMOS集成电路推向产业化的过程中面临的一系列挑战, 并对碳基技术发展路线做了进一步展望。

光电 2024年05月16日 1 点赞 0 评论 1648 浏览

硅基光子调制器研究进展

摘要：光子调制器是光纤通信系统的核心器件，主要对光信号进行调制，实现信号从电域到光域的转换。随着硅基半导体工艺的发展，硅基光子调制器逐渐成为了主流硅光子器件，基于硅工艺技术的千兆赫兹带宽调制器的实现，也为硅光子学的发展奠定了基础。目前，硅基光子调制器的调制速度已经超过了50GHz，基本满足了调制格式的带宽需求。但低驱动电压和低插入损耗的硅基光子调制器仍然是一个值得研究的领域，越来越多的研究机构加入硅基光子调制器的研究，使其取得了长足的进展。该文主要对国内外硅基光子调制器的研究进展进行分析，讨论了基于SOI材料、SiGe材料、Ge材料、铁电材料、有机光电材料、III-V族材料和石墨烯材料等硅基光子调制器的研究现状，并对相关调制器的性能进行了对比和分析，为未来继续研发高速率、低损耗的光子调制器提供了思路。

光电 2025年01月14日 1 点赞 0 评论 473 浏览