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首席專家：閆江

閆江教授，北方工業(yè)大學(xué)高精尖創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)，國(guó)家級(jí)人才，先后于中國(guó)科技大學(xué)，中科院半導(dǎo)體研究所和美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校獲得學(xué)士、碩士和博士學(xué)位。在集成電路領(lǐng)域有超過(guò)30多年的工作經(jīng)歷。曾任職于國(guó)際著名半導(dǎo)體公司英飛凌（Infineon）、參與和負(fù)責(zé)了與IBM、韓國(guó)三星、日本東芝、Globalfoundries、STMicroelectronics、臺(tái)灣聯(lián)華電子等公司的聯(lián)合研發(fā)項(xiàng)目。

在國(guó)內(nèi)首次成功開發(fā)出后高K后金屬柵的HKMG關(guān)鍵工藝模塊，研制的針對(duì)22納米技術(shù)代的CMOS器件的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其成果已被新華網(wǎng)和EE TIMES等國(guó)內(nèi)外新聞媒體進(jìn)行廣泛報(bào)道。

(資料圖)

團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介

團(tuán)隊(duì)目前有成員12人，包括教授3人，副教授及高級(jí)工程師5人，講師4人，其中獲北京市高層次人才計(jì)劃1人。

團(tuán)隊(duì)緊緊圍繞集成電路領(lǐng)域新型器件及微納電子器件的研發(fā)需求展開深入的理論與應(yīng)用研究，建設(shè)了完整的4寸工藝平臺(tái)和先進(jìn)的中測(cè)和封裝平臺(tái)。

團(tuán)隊(duì)致力于為我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)高級(jí)人才。近年來(lái)畢業(yè)碩士36人。畢業(yè)生工作崗位遍布國(guó)內(nèi)各大芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝等企業(yè)及科研院所。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人及成員主持科技部重大專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、北京市重點(diǎn)基金等縱向課題10余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文300余篇，授權(quán)專利或集成電路布圖版權(quán)等50余項(xiàng)。

獲獎(jiǎng)情況

先后獲得中國(guó)科學(xué)院2014年度杰出科技成就獎(jiǎng)和北京市2016年度科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)證書（部分）

成果展示

1.集成電路關(guān)鍵工藝仿真技術(shù)

成果簡(jiǎn)介

對(duì)集成電路先進(jìn)制造流程中的光刻、刻蝕、沉積等工藝建立了掩模缺陷檢查與補(bǔ)償模型、開發(fā)了混合等離子刻蝕模型、以及原子層沉積模型等。

在掩模缺陷檢查與補(bǔ)償方面，建立了以CD誤差為表現(xiàn)形式的缺陷數(shù)據(jù)庫(kù)；在等離子刻蝕模型方面，采用等離子體化學(xué)蒙特卡羅模型，對(duì)入射離子和中性粒子的通量和入射離子能量角度分布分別進(jìn)行研究，采用蒙特卡羅特征表面模型，研究了刻蝕中凹槽表面發(fā)生的各類化學(xué)反應(yīng)及其反應(yīng)概率；在原子層沉積模型方面，利用前驅(qū)體分布模塊、表面反應(yīng)耦合模塊完成了關(guān)鍵變量的計(jì)算與傳遞。

利用生長(zhǎng)模塊完成表面輪廓演化，利用模型對(duì)平面生長(zhǎng)進(jìn)行模擬，得到與實(shí)際誤差極小的生長(zhǎng)速率，創(chuàng)新建立了傾角側(cè)壁孔的剖面沉積模型。基于蒙特卡羅特征表面模型、等離子體化學(xué)蒙特卡羅模型和連續(xù)元胞模型，完成等離子刻蝕工藝的建模仿真，模型的預(yù)測(cè)結(jié)果同實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性較高；可實(shí)現(xiàn)對(duì)ALD工藝在平面、孔型結(jié)構(gòu)、多孔結(jié)構(gòu)中沉積的模擬仿真，與實(shí)際結(jié)果一致性較高。

典型應(yīng)用

團(tuán)隊(duì)開發(fā)建立了刻蝕模型、沉積模型，為集成電路的半導(dǎo)體工藝開發(fā)提供指導(dǎo)性工具支撐，具備降低研發(fā)成本、縮短研發(fā)周期的潛力。

2.高靈敏硅納米線生物傳感器

成果簡(jiǎn)介

超靈敏硅納米線生物傳感器具有調(diào)制閾值電壓和超小直徑等優(yōu)勢(shì)，硅納米線表面特異性結(jié)合帶電的生物標(biāo)志物，導(dǎo)致硅納米線內(nèi)部電導(dǎo)的改變，從而實(shí)現(xiàn)生物標(biāo)志物的檢測(cè)。通過(guò)調(diào)制閾值電壓，改變傳感器工作狀態(tài)，使其在亞閾值區(qū)進(jìn)行高靈敏度檢測(cè)。團(tuán)隊(duì)通過(guò)側(cè)墻轉(zhuǎn)移技術(shù)制備了較小直徑的硅納米線陣列，且通過(guò)帶有支撐結(jié)構(gòu)的硅納米線和源漏金屬硅化物電極有效地降低生物傳感器的寄生電阻，并且通過(guò)設(shè)計(jì)微流道有效減小了外界環(huán)境對(duì)檢測(cè)造成的影響。

典型應(yīng)用

本硅納米線生物傳感器的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：以病毒自身結(jié)構(gòu)蛋白為靶標(biāo)，結(jié)合抗體，保證檢測(cè)準(zhǔn)確性和高特異；以高靈敏電化學(xué)芯片為傳感器，提高檢測(cè)靈敏度和響應(yīng)速度；以5G技術(shù)為檢測(cè)載體，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的智能化追蹤與分析，為疫情研判提供技術(shù)保障。該傳感器在中科院微電子所制備，使用與CMOS工藝兼容的工藝制備，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

適用于臨床生物標(biāo)志物的檢測(cè)，對(duì)疾病的早期發(fā)現(xiàn)和治療非常有意義，典型應(yīng)用如下：腎標(biāo)志物CysC（胱抑素C）的高靈敏度定量檢測(cè)；CAR-T和癌癥細(xì)胞作用信號(hào)檢測(cè)；檢測(cè)COVID-19病毒N蛋白的研究。

3.基于叉指電極的電化學(xué)傳感器

成果簡(jiǎn)介

金叉指微型電化學(xué)傳感器是北方工業(yè)大學(xué)自主研制的一款化學(xué)穩(wěn)定型傳感器。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析叉指電極的等效電路，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并引入脈沖電化學(xué)沉積方法優(yōu)化制備工藝，提高了傳感器的檢測(cè)靈敏度；并且針對(duì)被測(cè)物特點(diǎn)進(jìn)行前處理，對(duì)叉指電極完成特定修飾提高其選擇性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同被測(cè)物的高精度可重復(fù)性檢測(cè)。

從分析叉指電極的等效電路入手，對(duì)叉指電極的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了電極的信號(hào)靈敏度；利用脈沖電化學(xué)沉積技術(shù)優(yōu)化了叉指電極的制備工藝，通過(guò)控制脈沖電化學(xué)沉積的條件分別制備出單晶、多晶金電極；利用脈沖電化學(xué)沉積技術(shù)優(yōu)化了叉指電極的制備工藝，通過(guò)控制脈沖電化學(xué)沉積的條件分別制備出單晶、多晶金電極。

典型應(yīng)用

叉指陣列微電極電化學(xué)傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、能快速建立穩(wěn)定的信號(hào)輸出、可微型化便于攜帶、高信噪比、阻抗可降低等優(yōu)點(diǎn)。典型應(yīng)用如下：

1、環(huán)境重金屬監(jiān)測(cè)，如對(duì)銅離子的檢測(cè)；

2、食源性病原體感染源檢測(cè)，如對(duì)沙門氏菌的檢測(cè)。

扎根京西 興工報(bào)國(guó)

協(xié)同創(chuàng)新 合作共贏

奮力書寫

高水平應(yīng)用型大學(xué)新篇章

統(tǒng)籌編審 | 黨委宣傳部

原標(biāo)題：《服務(wù)首都高質(zhì)量發(fā)展·高水平科研成果展示 | 集成電路制造工藝研究與應(yīng)用》

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