面向集成应用的二维半导体生长进展及展望

摘要：以过渡金属硫族化合物（ＴＭＤＣ）为代表的二维半导体材料拥有原子级的极限厚度、短沟道免疫效应，在场效应晶体管、光电器件、传感器、柔性电子等领域展示出巨大的应用潜力。大面积、高质量的二维半导体材料的可控制备是实现上述应用的基础。本文综述了近年来二维半导体材料制备的研究进展，主要探讨了二维半导体材料的大面积制备方法、单晶薄膜的外延生长策略和机理、缺陷的控制、材料的转移、低温生长策略和主流的生长设备。最后对二维半导体材料未来生长方向进行了展望，通过深入的梳理和分析，以期为二维半导体材料的制备和应用提供更全面的支持和指导，推动二维材料领域的进一步发展。

光电 2026年03月12日 1 点赞 0 评论 120 浏览

氧化镓异质衬底集成技术研究进展

摘要: 超宽禁带氧化镓在高功率和射频器件领域显示出巨大发展潜力。然而，氧化镓固有的极低热导率和p 型掺杂困难问题限制了其器件性能和结构设计。异质集成是突破单一材料性能极限，变革提升器件性能的关键技术。本文综述了异质外延、机械剥离和离子束剥离转移三种氧化镓异质集成技术的最新研究进展，重点对比分析不同集成技术在材料质量、电学和热学特性及器件性能等方面的优缺点，并针对衬底种类、界面成键方式、过渡层厚度对纵向散热和电子输运的影响进行探讨。同时，本文对当前氧化镓异质集成技术所面临的挑战进行分析，并对氧化镓异质集成技术未来的发展趋势进行展望，旨在唤起国内氧化镓异质集成衬底相关研究，推动氧化镓异质集成器件开发，加快推进氧化镓材料和器件产业化应用。

光电 2026年04月01日 1 点赞 0 评论 111 浏览

单晶金刚石表面平坦化技术的发展与挑战

摘要：作为新一代超宽禁带半导体材料，单晶金刚石（SCD）凭借其优异的物理特性（禁带宽度5.5 eV，击穿场强9.9 MV/cm，热导率22 W/(cm·K)），被视为突破硅基集成电路性能极限的理想材料。然而，其极高硬度（莫氏硬度10）和极强化学惰性使其表面加工面临重大挑战，特别是晶圆级平坦化技术已成为制约金刚石集成电路发展的关键瓶颈。聚焦集成电路制造需求，系统评述了单晶金刚石抛光技术的最新进展，重点分析了机械类、高能束和多场耦合三大类抛光方法的材料去除机理、影响因素及局限性。机械类抛光（如机械抛光和超声波辅助抛光等）工艺过程简单，但硬对硬摩擦易引入表面损伤，难以实现亚纳米级抛光；高能束抛光（如激光抛光、离子束抛光和等离子体抛光等）利用高能粒子代替磨粒来抛光，这类抛光存在选择性差、热影响区深、高能粒子注入等问题，难以实现低亚表面损伤及亚纳米级平坦化；多场耦合抛光（如化学机械抛光和等离子体辅助抛光等）通过场间耦合效应实现表面平坦化，但抛光工艺复杂且速率较低。尽管现有技术在不同应用场景中取得了一定进展，但仍无法完全满足亚纳米级精度、低损伤、高速率的抛光需求。未来的研究应致力于开发新型抛光技术，结合多种抛光方法的优势，推动单晶金刚石在高端芯片制造领域的广泛应用。

光电 2026年06月10日 1 点赞 0 评论 83 浏览

芯片制造中的化学镀技术研究进展

摘要：芯片制造中大量使用物理气相沉积、化学气相沉积、电镀、热压键合等技术来实现芯片导电互连. 与这些技术相比, 化学镀因具有均镀保形能力强、工艺条件温和、设备成本低、操作简单等优点, 被人们期望应用于芯片制造中, 从而在近年来得到大量的研究. 本综述首先简介了芯片制造中导电互连包括芯片内互连、芯片3D 封装硅通孔(TSV)、重布线层、凸点、键合、封装载板孔金属化等制程中传统制造技术与化学镀技术的对比, 说明了化学镀用于芯片制造中的优势; 然后总结了芯片化学镀的原理与种类、接枝与活化前处理方法和关键材料; 并详细介绍了芯片内互连和TSV互连化学镀阻挡层、种子层、互连孔填充、化学镀凸点、再布线层、封装载板孔互连种子层以及凸点间键合的研究进展; 且讨论了化学镀液组成及作用, 超级化学镀填孔添加剂及机理等. 最后对化学镀技术未来应用于新一代芯片制造中进行了展望.

光电 2024年12月11日 1 点赞 0 评论 662 浏览

CVD金刚石膜应力的产生、抑制、应用及测量

摘要: 金刚石具有优异的性能, 在光学、电子器件热管理及宽禁带半导体领域有着广阔的应用前景, 被誉为终代半导体。作为光学窗口, 需要大尺寸、厚度2 mm 以上的CVD(Chemical Vapor Deposition, 化学气相沉积)金刚石自支撑厚膜; 在半导体散热中, 则需要4英寸(1英寸=2.54cm)以上、100μm厚的金刚石自支撑膜与GaN 等半导体材料进行键合。但由于技术限制, 大面积CVD金刚石膜的合成及应用依旧存在较大困难。一方面, 沉积过程中应力会导致金刚石膜发生破裂; 另一方面, 残余应力会导致金刚石膜发生翘曲, 键合质量变差。因此, 控制金刚石膜的应力成为目前金刚石膜规模化、大范围应用的一个关键问题。本文综述了CVD金刚石应力的分类、来源以及影响应力的各种因素, 详细介绍了抑制金刚石膜应力的措施。同时, 总结了通过人为施加应力来改善金刚石性能的研究, 包括应力改变金刚石带隙、应力提高金刚石热导率等。最后, 给出了评价金刚石应力大小的方法及理论计算公式, 并分析了未来金刚石膜应力研究的趋势。

光电 2026年05月07日 1 点赞 0 评论 73 浏览

大尺寸金刚石晶圆复制技术研究进展

摘要：半导体技术的发展离不开大尺寸晶圆的高效制备。在半导体领域，晶圆复制可以通过同质外延生长后进行切割或者基于异质衬底进行异质外延来实现，从而批量生产。金刚石作为新型超宽禁带半导体材料，在电真空器件、高频高功率固态电子器件方面具有良好的应用前景。而由于金刚石材料具有极高硬度，晶圆复制也面临诸多问题。传统的激光切割方法虽然可以实现对超硬特性金刚石进行加工，但其较高的加工损耗已经无法满足大尺寸晶圆的制备需求，呕需开发损耗小、效率高的金刚石晶圆复制技术。文章介绍了目前常见的半导体晶圆复制技术，总结了金刚石复制技术的研究进展及现阶段发展水平，并对未来大尺寸金刚石晶圆复制技术的发展方向进行了分析与展望。

光电 2025年02月12日 1 点赞 0 评论 297 浏览

基于神经网络的多朝向LED可见光定位

摘要：为改善基于传统定位算法的多朝向LED 可见光定位（MD-VLP）系统的定位性能，提出一种基于接收信号强度比率值（RSSR）的神经网络方法。此方法采用单个光电检测器（PD）接收来自同一位置的多个不同朝向的LED光强，继而将RSSR 代入人工神经网络模型来估计平面坐标。实验结果表明，所提方法在PD处于水平时平均定位误差为2.96 cm，在PD倾斜15°时平均定位误差为5.51 cm，其性能相比于基于RSSR的最小二乘法有显著提高。此外，为了验证所提方法的普适性，仿真分析了两种非朗伯辐射光源构成的多朝向LED集成灯具的定位性能，仿真结果显示，所提方法分别获得了3.70 cm和6.22 cm的平均定位误差，并支持PD适度倾斜。进一步地，设计了一款采用多朝向非朗伯辐射面状光源的VLP集成灯具，实验结果表明，所提方法在PD处于水平或适度倾斜状态时仍能有效工作。

光电 2025年08月03日 1 点赞 0 评论 186 浏览

基于有机半导体的感-存-算自旋器件研究

摘要：利用电子自旋属性进行信息存储、传输与处理, 是未来构建智能感知系统的全新途径. 在自旋电子学领域, 有机半导体材料凭借其极弱的自旋弛豫效应和超长的自旋寿命, 成为实现室温自旋信息应用的理想材料. 有机半导体独特的光电磁特性赋予自旋器件对外界刺激的高度敏感响应能力, 开发了系列功能性有机自旋器件, 为构建智能化的自旋感知系统提供了重要的研究基础. 本文综述了有机半导体材料在自旋输运、自旋界面以及光电磁特性方面的研究进展; 重点探讨了基于此类材料的自旋传感器件、存储器件及有望实现自旋运算的光控自旋态器件的最新成果, 并分析了当前研究中面临的挑战, 展望了面向智能信息系统的功能性有机自旋器件的未来发展方向.

光电 2026年01月08日 1 点赞 0 评论 138 浏览

磷酸银光催化剂：合成、改性及多功能应用综述

摘要：在光催化领域，磷酸银（Ag3PO4）作为一种备受瞩目的可见光驱动半导体光催化材料，因其适合的带隙特性与优异的量子效率使其能够在可见光照射下高效降解有机污染物、水分解产氢、展现出强效抗菌作用。当前，进一步提升其光吸收能力、优化载流子分离效率与改善光腐蚀问题是Ag3PO4基光催化剂的核心研究方向。依据Ag3PO4光催化剂的物理化学特性，详细分析了其光催化原理，揭示了光生载流子的动力学过程与复合抑制原理。通过对比沉淀法、胶体法、水热法、固相研磨法、化学氧化法等不同制备工艺，分析了其对形貌与性能的影响。针对现有材料存在的载流子迁移率低、光腐蚀等瓶颈问题提出了多维度改性策略，如形貌调控、离子掺杂、缺陷引入、构筑半导体异质结等，同时分析了各改性策略对Ag3PO4基光催化剂性能的影响机理。对Ag3PO4基光催化剂的应用领域进行总结，对其在环境治理、能源转换与杀菌消毒等领域的应用前景进行了展望。为该材料后续的深入研究与广泛应用提供关键参考与指引。

光电 2026年03月13日 1 点赞 0 评论 113 浏览

芯片化学机械抛光中磨料技术研究进展

摘要：芯片作为数字经济的基石，朝着集成化、低功耗化、智能化、功能化方向发展。化学机械抛光（Chemical mechanicalpolishing, CMP）是实现芯片表面超光滑、无缺陷的全局和局部平坦化制造的关键使能技术。抛光液中的磨料是化学和机械作用协同实施的“桥梁”，是CMP 实现多种材料高效率、原子级光滑制造的关键，成为抛光液研究的重要一环。人们致力于开发用于芯片制造的高性能磨料，并取得了长足的进步。首先介绍了磨料在CMP 材料去除中的作用机理和对抛光性能的影响，总结了典型磨料如SiO2、Al2O3、CeO2 和金刚石在芯片CMP 中的相关研究进展，重点介绍了不同种类磨料在CMP 中的应用和改性策略。此外，还讨论了新型磨料与能场辅助抛光技术的结合和纳米尺度下磨料的CMP 行为的研究新热点。同时对磨料在芯片CMP 中的应用进行了前瞻性展望，旨在为后续研究提供有力的理论支撑与指导方向。

光电 2026年06月11日 1 点赞 0 评论 75 浏览