近日，半导体所发布多批政府采购意向，仪器信息对其中的仪器设施品目进行梳理，统计出57项仪器设施采购意向，预算总额达1.6亿元，涉及半导体薄膜沉积、刻蚀等多个工艺制程。
中国科学院半导体研究所（简称半导体所）是集半导体物理、材料、器件研究及其系统集成应用于一体的国家级半导体科学技术的综合性研究机构。
半导体所作为我国半导体科学技术发展的引领者，拥有众多国家级、院级实验。两个国家级研究中心—国家光电子工艺中心、光电子器件国家工程研究中心；三个国家重点实验室—半导体超晶格国家重点实验室、集成光电子学国家重点联合实验室、表面物理国家重点实验室(半导体所区)；一个重点实验室—光电子材料与器件重点实验室；两个院级实验室(中心)—中国科学院半导体材料科学重点实验室和中国科学院固态光电信息技术重点实验室。此外，还设有半导体物理实验室、固态光电信息技术实验室、半导体集成技术工程研究中心、光电子研究发展中心、宽禁带半导体研发中心、A与高速电路实验室、纳米光电子实验室、光电系统实验室、全固态光源实验室和元器件检测中心。
半导体所有着先进的科研设备和实力强大的科研团队，致力于推动半导体科学技术的创新与发展。在量子点异质外延、高性能激光器研发等领域取得显著成果，并培养了大量高层次科研人才。同时，与国内外众多科研机构、大学和企业建立了广泛的合作伙伴关系，一同推动半导体科学技术的发展。
近日，半导体所发布多批政府采购意向，仪器信息对其进行梳理，统计出57项仪器设施采购意向，预算总额达1.6亿元，预计采购时间为2024年5月-12月。
本次采购的仪器设施涉及磁控溅射生长设备、傅里叶变换光谱仪、低温探针台、无掩模直写型光刻机、感应耦合等离子体刻蚀机、先进低频噪声测试分析系统、低损伤复杂形貌刻蚀系统、原子力显微镜、综合光电扫描检测系统等。涵盖的半导体工艺制程较为全面，有
等，这些工艺步骤对于确保半导体芯片的性能和可靠性至关重要。从设备的采购需求来看，半导体制程正朝着更高性能、更低功耗、更小尺寸的方向发展。如无掩模直写型光刻机，相较于有掩膜光刻机具有灵活性高、制作周期短、成本低等优点；低损伤复杂形貌刻蚀系统需满足特殊结构DFB、DBR光栅的制备，特别是具有高深宽比的图形结构。本次设备的采购是不仅是对半导体所现有设备的重要补充，也将逐步推动半导体行业的发展。
该低温制冷机可提供稳定低温环境，且温度在4-320K范围内连续可控，可满足微米样品的变温光学测试需求，用于低维半导体材料光学性质的相关研究中。该低温制冷机具有超低振动水平，长时间运行下具有较高的稳定性，符合光学测试要求。
综合物性测量系统（PPMS）由一个基系统和各种选件构成，基系统能提供1.9 开尔文至400开尔文的控温范围、优于0.1 mTorr的高线 特斯拉的磁场。在基系统搭建的温度和磁场平台上，研究者可通过各种选件进行磁测量、电输运测量、热学参数测量等物性测试。采用PPMS对自旋电子学材料或器件进行物性测试具有制样简单、精度高、测试方便且可尽可能的避免测试中样品的氧化等优点。由于其磁场和温度平台的高效和稳定，PPMS可高效率高质量地实现对材料或器件的磁学性质、电输运性质等性质的研究，且能够创造极端测试环境满足先进自旋电子学材料或器件的测试需要。
高频任意波发生器具有50 GS/s的采样率，可以输出最快0.1 ns的超快脉冲，具有10 bit的垂直分辨率，以及-80 dBc的动态范围，还可以任意编程输出波形。自旋电子学器件通常具有亚纳秒翻转的优点，因此有高频测试的需要。利用高频任意波发生器能轻松实现高速、高精度的自旋电子学器件测试，有利于自旋电子学器件的亚纳秒研究、磁化动力学研究、以及自旋芯片的性能测试、电路仿线
高真空磁控溅射系统最重要的包含主腔室、样品台、磁控溅射靶枪等，其中主腔室能轻松实现5x10^-8 Torr的高真空，样品台能轻松实现最高850℃的加热，4英寸晶圆生长的薄膜均匀性达到了±2.5%。由于磁性隧道结的隧穿磁电阻需要极高的晶体质量、界面质量。利用此高真空磁控溅射系统，研究者能轻松实现磁性隧道结等器件结构的高质量生长。
电感耦合等离子体刻蚀（ICP）系统具有高均匀性、高精度刻蚀的优点，刻蚀均匀性小于5%。，纵向刻蚀分辨率小于0.5 nm。具有光谱OES断点监控功能，可以实时监测具体的刻蚀深度。ICP系统能高精度地刻蚀金属、半导体、氧化物、磁性材料、铁电材料等多种材料，利用此ICP系统，研究者可以制备百纳米尺寸的高精度磁性隧道结等自旋电子学器件。
大功率DFB激光器为光通信系统用光源，需进行高速调制对其性能来测试，本仪器可提供所需的生成高速调幅（AM）、频率调制（FM）、相位调制和脉冲调制等信号。
实现三五族材料包含氮化镓的边发射激光器，垂直腔面发射激光器，FP激光器仿真，对以上激光器的器件结构模拟与设计，通过理论计算输出器件的性能指导实际器件的制备以及器件结构创新，降低器件设计制备周期，大幅度减少试错成本与时间
由于不需要昂贵的贵金属坩埚，利用冷坩埚技术晶体生长方法能以传统方法成本的1%制备氧化镓单晶。同时，通过这种方法制备的晶体不会受到来自坩埚的污染，因此晶体质量非常高。因此，低成本的无铱法氧化镓单晶生长方法将成为未来氧化镓单晶制备的主流技术，有望在功率器件市场得到重要应用。
用于大尺寸GaSb和InAs单晶衬底的化学机械抛光，用于获得表面平整度高、光滑、氧化层薄的单晶衬底表面。
拟购置仪器可批量处理bar条腔面并钝化，满足高功率半导体激光器件的研发需求，提升高可靠性器件的生产效率。
电子束蒸发设备大范围的应用于金属电极、刻蚀掩膜以及反射镜等所需金属薄膜的制备，是半导体光电子、微电子、MEMS器件制备中的重要基础工艺设备。本次拟采购的电子束蒸发在设备极限真空、薄膜均匀性以及薄膜台阶覆盖性方面都具备较强的技术优势，是平台现有设备的重要补充，通过本次设备的购置，增加电子束蒸发工艺的加工能力。
傅里叶变换红外光谱仪可用于表征量子阱或者超晶格等半导体量子结构中能带结构、电子组态、子带跃迁等光电性质研究中。基于傅里叶红外光谱仪还可搭建调制反射光谱和调制荧光光谱，有很大成效避免荧光干扰，有效研究子带能量间距、子带分布的电子结构图像，为共振拉曼泵浦条件优化、级联结构设计校验提供实验数据参考。
基于双束电镜的阴极发光系统，从光谱分析结果中可获得样品的微观结构及发光特性，从图像分析能够正常的看到样品内部的一些结构缺陷等信息
透明材料激光键合设备，用于光电子器件如激光器的封装过程中的特种连接，如玻璃+硅片、玻璃+蓝宝石等，能应用于各类微型光电子器件、微型传感器的连接、组装、封装等
用于宽温域高性能混合信号芯片的校准系统主要用来在-55℃-+125℃范围内对采用I2C或SPI总线接口的高精度温度传感器芯片来测试，并通过高性能校准算法处理生成校准数据，写入温度传感器芯片中实现对其测温精度的校准。
紧凑型多功能介质薄膜快速沉积设备主要用来沉积各种半导体光电子芯片和光子集成芯片所需的各种介质膜，用于制作光波导层、掩膜层、电绝缘层等。
硅精密刻蚀设备的购置将提升硅基光电子芯片的加工和集成技术，对研究所重大突破方向的实施，对国家级重点项目以及其他相关项目的实施提供有力的支撑。
随着刻蚀要求的逐步的提升，原有设备的局限性越来越凸显出来。迫切地需要购置一台性能更先进的光波导刻蚀系统。
大模型训练计算GPU集群系统是开展深度符号回归大模型的基础设施，有必要依托该系统开展研究，建立起高性能计算能力的同时，避免数据安全风险。
基于超快激光和高时间分辨条纹相机所组成的时间分辨拉曼光谱系统不仅用时间门控截止来抑制维持的时间很长的荧光信号，还能收集拉曼、荧光信号随时间演化过程（时间、频率和强度的三维图）以研究元激发的动力学过程。因此，条纹相机是研究低维半导体量子结构中电子、声子相关元激发及特定量子态相互作用的动力学过程的必要工具。
购置离子束刻蚀镀膜系统满足自对准工艺需求，可同时实现p型欧姆接触、小尺寸脊型、绝缘膜等工艺制备
真空镀膜设备大多数都用在钙钛矿太阳能电池及发光二极管器件的制备研发、光电器件结构优化等，期望能得到厚度均匀，结构致密，附着力强的载流子传输层以及高质量的金属电极，并能够进一步开展器件优化、薄膜厚度、掺杂浓度、比率调控和封装技术等方面的研究。为满足未来大面积钙钛矿单节太阳能电池组件以及钙钛矿/晶硅叠层器件的制备，拟购置能适应衬底尺寸为210*210 mm的系统，并适配电子束蒸发系统；此外需满足多种材料的制备，拟配备8组蒸发源，且能做到4源共蒸；能蒸镀不一样钙钛矿材料，对材料的限制性低。
针对多种人工微纳结构的研究，需要重复结构设计-图形转移-光谱测试-结构优化的过程，并对其进行迭代。迭代过程需要对人工微纳结构设计进行持续修改。然而，采用传统接触式曝光方法，要一直定制光刻板，等待周期长，且造成了物料浪费。无掩膜光刻机可以极大的缩短制备周期，节约研发成本，提高研发效率。
垂直腔面发射激光器（VCSEL）与边发射半导体激光器相比具有阈值电流低、易于二维集成、无腔面阈值损伤、圆形对称光斑及制作成本低等优点获得广泛应用。衬底面发射结构设计的激光器具有先天的散热优势，能获得更高功率激光输出。此外，通过器件或晶圆的薄膜级制备能逐步提升底发射激光功率，这种薄膜级制备技术将百微米衬底减薄、剥离，使激光器串联电阻减少、散热优化、吸收损耗降低，进而达到更高的激光输出效率。 然而，这种超薄结构器件或晶圆对拿持问题提出了新的需求和挑战，尤其在III-V族化合物半导体制程中，超薄器件及晶圆的柔软性和易碎特点，需要一种更安全的机械拿持系统和支撑系统确保薄晶圆能在工艺设备上来加工。临时键合和解键合工艺作为晶圆拿持和支撑技术的关键解决方案，能够和现有的半导体工艺很好地融合，并且技术难度和成本都得到了某些特定的程度的降低，因此在实际生产的全部过程中广泛应用。
购置抗辐照半导体材料先进等离子体刻蚀设备，开展高端器件制备工艺研究。实现超低损耗抗辐照光波导器件自主可控开发。
综合光电扫描检测系统可提供高精度的测试结果，让我们深入理解材料在低温条件下的光电行为，为新型光电材料的研发提供强有力的支持。
微区角分辨光谱检测系统以白光光源为光源，激发待测微纳光子结构，根据不同角度下的透射和反射光谱，利用高分辨率光学显微镜收集从样品微小区域内发出的反射或透射信号，并对接收到的光谱信号进行光谱分析，得到光子能带结构。同时，还可在显微镜下观察样品的微区范围内的发光情况。为了规避掉通过旋转台或者电动马达带来的机械误差，将采用动量空间成像的手段。因此，该荧光检测系统至少包括两个部分，即，高分辨率的光学显微镜，以及与面成像CCD光谱仪。为实现对周期或准周期微纳光子结构支持色散光子能带结构，其表征需要测量不同入射角度下的透射和反射光谱。
探测器变温检测系统用于对红外探测器的变温I-V及变温响应光谱测试，研究探测器的温度依赖特性，寻找抑制探测器高工作时候的温度下暗电流的技术方法，提高探测器工作温度。
电子束蒸发中电子束加热的方法与传统的电阻加热的方法相比较，电子束加热会产生更高的单位体积内的包含的能量，对于高熔点的材料的蒸发比较有利，而且还可以使蒸发的速率得到提高；电子束蒸镀在工作的时候会将需要被蒸发的原材料放入到水冷铜坩埚内，这样就能够尽可能的防止材料被污染，可以制造纯度比较高的薄膜
拟购置的设备是刻蚀石墨烯、氮化硼等低维半导体材料的必备设备。感应耦合等离子体刻蚀技术是利用等离子体进行薄膜微细加工的技术，由于拥有非常良好的各向异性和工艺可控性已被大范围的应用于半导体基础产品制造领域。
微转印技术是新一代的核心技术，是实现硅光技术的关键技术。微转印设备是课题组开展研究的基础必备设备
超短脉冲的激光器是光调制光谱技术的重要组成部分，通常能为调制光谱提供超宽光谱的探测光源。调制光谱是一种准确表征半导体量子结构能带结构的重要光谱技术，可经过测量光谱在周期性微扰下的细微变化量从而有效抑制无用的背景噪声，获得谱线结构清晰的调制光谱信号，从而获得相关能带结构临界点的信息。
开展半导体/超导体异质结纳米线网络的原位外延制备，用于拓扑量子比特的构筑。
循环周期小于2秒、适用于通孔和多孔的基底材料、可快速加热和冷却的冷壁线
热蒸发制程是用于沉积材料中最简单的物理气相沉积 PVD 。能够迅速有效地进行金属镀膜，制作电极。
氮化镓放大器中，需要均匀、高重复性介质膜作为晶体管钝化材料与电容介质。随6G器件频率的提高，晶体管寄生电容值和电容器电容值精度达到飞法级，对介质膜的均匀性要求需达到＜3%；高重复性则决定了放大器设计的准确性，直接影响设计难度与最终放大器性能，因此需求PECVD炉间均匀性达到＜3%。这些元件在提高高频器件的性能、效率和稳定能力方面发挥着关键作用。
用于超短脉冲激光器件性能参数的测试，可以自动完成激光器出光功率、I-V-P曲线、发散角、出光波长、阈值电流、导通电阻等相关参数，并完成数据整理、合格判断、性能指标离散度分析等任务，是各种激光器制作完成后进行性能分析、比较的有效工具。
窄脉冲大功率激光器针对输出光功率不同进行的管芯排列及串并联方式，需要在器件内部进行引线键合，考虑部分激光器所需驱动电流比较大，采用金带键合可以轻松又有效地减少导通电阻，需增加金丝/金带键合机。
矩形管壳熔接机是一种电阻焊，通过滚轮电极和金属封盖组成闭合回路，在盖板接触点处形成高阻，产生极高的局部发热，使盖板接触处局部溶化，并在滚轮的压力下完成熔接，具有可靠性高、密封性能优越及生产效率高等优点，是目前微电子、光电子器件中常用的气密性封装技术之一，技术发展比较成熟。
购买自动金丝打线机，主要是为了严控键合压力、提高键合点定位精确、焊盘的大小等关键参数，提高焊接的一致性和可靠性，实现高质量的激光器欧姆接触性能，特别是有些特殊器件，金丝焊盘较小，定位精度更高，自动金属键合设备有明显的优势。
购置该系统将提升量子级联材料研发能力、拓展材料组合体系，既兼顾前端应用技术的开发、又兼顾新原理功能器件的探索
粘片是半导体激光器封装的基本工艺过程，但每种激光器基座不同，管芯尺寸不同，粘接位置不同，特别是阵列激光器在与光学系统配合时，每个管芯的位置和管芯之间相对位置均有很高的精度要求，有时根据自身的需求还有可能需要将芯片旋转一定的角度进行粘接，因此就需要精度较高的粘片机来满足多种器件的要求。
先进低频噪声测试分析系统作为超低噪声运算放大芯片设计开发和提参建模必备的基础测试分析设备，在芯片关键技术攻关和典型产品研制中发挥着及其重要的作用。可进行高精度测量；噪声源分析；电路优化。
拟购置动态测试设备，这是功率器件（MOSFET、HBT、IGBT、HEMT、SBD等）的核心测试设备，可进行面向光电子器件领域的应用基础研究，提升器件的开关特性、转换效率和可靠性。从而找到器件性能提升技术的手段，分析器件的失效原理，拓展器件的应用领域，促进宽禁带半导体功率器件的发展。
红外光谱椭偏仪测量椭圆偏振光在材料表面反射前后的强度与相位差别并做多元化的分析，有能力提供在1.7到30微米的波长范围内，某种材料的介电常数、吸收系数、透射率和反射率，并能通过数据处理提供薄膜材料的厚度拟合、自由载流子浓度等信息。
超快时间分辨瞬态吸收光谱检测系统具有全自动化控制，高转换效率，高灵敏度，高时间分辨率以及宽探测光谱范围的优点，不但可以高效准确地测量SESAM的恢复时间，还能够对SESAM材料和器件在超短脉冲激光脉冲辐照下的光生载流子动力学过程进行系统研究，研究载流子寿命调控机制，开发出有效缩短SESAM恢复时间的精准调控技术。
光致发光谱被大范围的使用在半导体材料组分测定、杂质识别、杂质浓度测定、材料发光效率测试等研究中，在国内和国外已经大范围的使用在材料的品质分析，由于其具有无损，分别率高，并同时能够直接进行mapping测试的特点，已然成为材料分析的有力的工具。利用光之发光谱测试能够测试获得量子级联周期内关键量子阱的PL谱数据，通过一系列分析能轻松的获得对应量子阱的宽度、组分等关键参数，为材料结构设计和外延参数优化提供关键数据支撑
设备不但可以实现真空下的激光芯片的解理，也可以进行金属膜和介质膜的一体化镀膜工艺，实现中长红外波段的高反膜制备。
现阶段，普遍认为二维材料和量子点是制作光电突触的最佳材料，光电突触的性能对材料的缺陷很敏感，高一致性制备量子点材料和转移二维材料是实现高性能光电突触的关键。二维材料高精度定向转移设备能轻松实现二维材料的微米精度定向转移，Parylene沉积设备能够在量子点和二维材料表面包覆纳米厚度的保护薄膜。以上两个设备是搭建高性能红外光电突触制备和检测系统必不可少的。 红外光电突触制备完成后，需要将其电阻和光响应度训练到目标值。为完成以上训练，需要1550nm激光器、信号发生器提供光脉冲刺激，光脉冲刺激光电突触，能改变突触的电阻和光响应度；需要网络分析仪表征器件速率，需要光谱仪表征红外光源的光谱，需要源表测试光电突触的i-V，需要示波器测试光电突触的动态训练过程。以上设备是搭建高性能红外光电突触制备和检测系统必不可少的。
电子束蒸镀系统可用于各类金属和氧化物的沉积，是制造半导体器件的关键设备，对于项目中各类实验的开展具有至关重要的作用
该低温制冷机可提供稳定低温环境，且温度在4-300K范围内连续可控，可满足微米样品的变温光学测试需求，用于低维半导体材料光学性质的相关研究中。该低温制冷机具有超低振动水平，长时间运行下具有较高的稳定性，符合微米级样品光学测试要求。
高温退火和扩散，是满足材料不同掺杂浓度和扩散深度的重要手段。多片大尺寸高温扩散炉可以对多片、大尺寸外延片进行高温退火和扩散，满足局部材料不同掺杂浓度和扩散深度的需求，同时可根据外延片原始外延材料的组分提供多种气体保护，以免外延材料在高温下发生组分偏析而失效。
半导体激光器作为固体和光纤激光器的泵浦源，为了更好的提高泵浦效率、可靠性及环境适应能力，需在器件内部制作DFB、DBR光栅等微纳结构。高质量微纳结构的制备对介质膜要求很高，要求介质膜的沉积可以在一定程度上完成大面积均匀性好，重复性好，稳定性高。
高精度光栅的刻蚀，对半导体光电器件的研制具备极其重大意义。现有科研任务的研究中会涉及多种微纳尺寸芯片的研究，需要采用DFB、DBR等高精度光栅制备工艺。常规刻蚀设备不足以满足特殊结构DFB、DBR光栅的制备，特别是具有高深宽比的图形结构。
不断走出舒适圈，挑战拉曼光谱在生物医学领域应用的多种可能——访上海交通大学叶坚教授
