实验室一览

1、 平台简介

北京大学纳光电子前沿科学中心加工与测试平台（以下简称：平台，noefab.pku.edu.cn），坐落于北京大学新燕园校区纳光楼，面向我国经济建设主战场，服务国家战略需求，瞄准微纳加工世界前沿技术，致力于基础性、前瞻性、特色性原创成果方面重大突破的开放性科研，融合教学实践和纳光电子芯片高端人才培养需求的平台。平台布局于光子-电子-原子耦合与调控、光电融合计算芯片、芯片光钟、及纳米级超分辨成像等前沿研究方向，具有国际领先的高品质氮化硅微腔、薄膜铌酸锂等特色集成能力，为我校师生和外部科研院所、科技企业提供完备的科研条件和技术支撑。

2、 平台建设成果

平台建设有黄光区、刻蚀区、镀膜区、化学间、封测区及动力灰区等功能区，总使用面积超过900㎡，拥有大型仪器设备60余台（套），形成完备的硅光芯片程制备与研发能力：

黄光区，满足光刻百级洁净要求，配备大型仪器设备有：步进式光刻机（DUV）、涂胶显影一体机（Track）、电子束曝光系统（EBL）、激光直写系统（DWL）、晶圆键合机(Bonding)、低温等离子体激活机（Active）等；

镀膜区，满足光学薄膜生长千级洁净要求，配备大型仪器设备有：低压化学气相沉积系统(LPCVD)、大角度磁控溅射(PVD)、电子束蒸发系统(E-beam)、化学气相沉积系统(PECVD-TEOS)、原子层沉积系统(ALD)等；

刻蚀区，满足硅基光电子器件刻蚀千级洁净要求，配备大型仪器设备有：3台电感耦合刻蚀机（ICP）、反应性离子刻蚀机（RIE）、微波去胶机等；

化学间，满足半导体工艺标准清洗和湿电子化学工艺千级洁净要求，配备仪器设备有：RCA清洗机、甩干机、酸性湿法台、氢氟酸通风橱等；

封测区，满足器件加工工艺过程检测千级洁净要求，配备大型仪器设备有：扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、化学机械抛光机（CMP）、晶圆划片机（Dicing）、台阶仪（Step-Meter）、管式退火炉等。

图1 纳光平台（a）黄光区、（b）镀膜区、（c）刻蚀区、（d）封测区

3、 平台特色

纳光中心面向国家高性能芯片的重大需求，以“应用广泛的战略高技术”光子信息产业为牵引，深耕关键物理基础、超高速计算、精密测量与计量、极小尺度成像感知等科学问题，平台围绕光子-电子-原子耦合与调控、电光融合计算芯片、芯片光钟、高性能计算等国家战略需求的研究，构建特色工艺能力，研制各类高性能纳光电子器件，支撑基础科研和服务各类科研项目。

图2 平台特色能力支撑光子器件。（a）光学微球腔，（b）光子计算芯片，(c)铌酸锂电光融合芯片，（d）微腔光频梳，（e）芯片光钟，（f）超分辨成像系统

4、 平台人员队伍

平台在北京大学设备部和物理学院扁平化管理下，秉持服务高水平科研理念，形成了高效运行与管理团队，物理学院院长肖云峰教授担任平台主任，杨宏教授级高工担任平台总工，朱振东副研究员担任平台技术负责人。物理学院施可彬教授、杨起帆助理教授等组成了用户委员会，共同促进平台发展。平台还配备了专业性强的资深工程师6人，承担仪器运维管理、培训及代工服务等，形成了完备的新技术导入、新材料应用、工艺优化、性能测量等服务模式，为广大师生提供高质量专业服务。

图3人员队伍

5、 平台优质资源

平台拥有高品质光学微腔芯片、电光融合芯片、衍射光学元件等优质资源。

（一）、高品质氮化硅（Si₃N₄）微腔光频梳芯片流片工艺能力，涵盖微腔光学理论设计、化学计量比Si₃N₄薄膜生长、DUV光刻量产、纳米图形化刻蚀、薄膜应力释放、包层生长、切割封装与光量子精密测量等全部流程。平台特色工艺在于发展了大马士革减法工艺，有效地解决了化学计量比氮化硅（Si₃N₄）薄膜的应力问题，实现800nm厚膜可控生长，微腔Q值达到国际领先水平。高品质微腔光频梳流片是平台关键技术之一。

图4 高品质氮化硅（Si₃N₄）微腔光频梳芯片流片工艺能力

（二）、薄膜铌酸锂（LiNbO₃）电光融合芯片流片工艺能力，涵盖电光融合器件理论设计、光刻量产、铌酸锂深刻蚀、低损耗包层生长、切割封装与光量子精密测量等全部流程。平台特色工艺在于发展了高密度中性等离子体刻蚀工艺技术，解决了薄膜铌酸锂（LiNbO₃）刻蚀难问题，实现微米级刻蚀深度，达到国际领先水平。高性能薄膜铌酸锂器件加工工艺能力是平台特色工艺之一。

图5 薄膜铌酸锂（LiNbO₃）电光融合芯片流片工艺能力

（三）、衍射光学元件流片工艺能力，涵盖衍射光学元件理论设计、光学薄膜制备、纳米图形化、光学测量等。平台特色工艺在于发展了多种高性能光学薄膜制备、灰度光刻和高选择比刻蚀等，解决了闪耀光栅、DOE光学元件及达曼光栅等光学元件的可控制备，支撑了纳米线宽、光栅标准器、纳米台阶、片上温度计等制备与量值溯源，为我国半导体产业发展提供可靠的量值传递。

图6 衍射光学元件流片工艺能力

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