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2021年度NSAF联合基金指南(详细版)

文章来源:   时间:2021-01-15

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自然科学基金委与中国工程物理研究院共同设立的NSAF联合基金,旨在吸引和调动全国高等院校、科研机构的优秀团队,聚焦国家重大战略需求相关科学研究的基础性问题,开展多学科交叉融合前瞻性研究,促进开放和交流,培养高水平科研人才,提升科技创新能力。

NSAF联合基金2021年度拟资助培育项目和重点支持项目。培育项目旨在扩大中国工程物理研究院承建的国家大科学装置的开放共享,促进交流合作;重点支持项目聚焦于国家战略安全领域关键瓶颈问题,面向未来可能应用的交叉学科创新和前瞻性、颠覆性基础科学方向研究。培育项目直接费用平均资助强度约为50万/项,资助期限为3年;重点支持项目直接费用平均资助强度为300万元/项,资助期限为4年。

一、培育项目

主要资助科研人员依托中国绵阳研究堆及其中子科学平台、“星光Ⅲ”激光装置、高平均功率太赫兹自由电子激光装置和微纳工艺平台等科学装置开展科学研究。申请人申请本联合基金前,应当与相关装置所在单位进行沟通,充分了解装置的性能、状态和用户时间分配等情况,鼓励申请人与各装置所在单位的研究人员开展合作研究,后者不能作为项目负责人。主要资助范围包括:

1.与绵阳研究堆及其中子科学平台相关的科学技术问题研究(PY1)

1)中子与物质相互作用机制与效应;

2)新能源材料的结构与性能;

3)关联电子体系的自旋和磁性;

4)软物质中分子链结构、功能与特性;

5)先进研究堆设计及其二次源设计与中子源新技术;

6)中子准直、聚焦和单色等束流品质调控新技术及关键器件制备;

7)中子应用新方法及新型实验与数据分析、探测与电子学关键技术;

8)复杂环境下的原位中子辐照与分析技术,样品环境与器件制备;

9)中子科学平台人工智能技术。

(绵阳研究堆及其中子科学平台简介见附件)

2.与星光-Ⅲ装置相关的科学技术问题研究(PY2)

1)相对论等离子体物理;

2)超快原子分子物理;

3)等离子体中的核反应动力学研究;

4)实验室天体物理与温热稠密物质特性;

5)激光加载材料动力学特性;

6)极端条件下的物质结构与物性;

7)超强激光辐射源的产生、诊断与应用;

8)超高峰值功率激光产生放大及传输变换新原理、新方法;

9)超高峰值功率激光光场主动调控;

10)超高峰值功率激光光场诊断新原理、新方法及新技术;

11)超高峰值功率激光系统关键器件研制。

(星光-Ⅲ装置简介见附件)

3.与高平均功率太赫兹自由电子激光装置相关的科学技术问题研究(PY3)

1) 基于CTFEL装置加速器的闪光放射治疗(FLASH Radiotherapy)的关键技术与应用;

2) 相干强太赫兹波与物质相互作用;

3) 太赫兹辐射的生物效应及生物安全性;

4) 太赫兹探测与成像;

5) 农作物生理生化、大分子及病害检测;

6) 加速器及自由电子激光;

7) 基于CTFEL装置加速器的电子束与X射线的应用。

(高平均功率太赫兹自由电子激光装置简介见附件)

4.与微纳工艺平台相关的科学技术问题研究(PY4)

1)可用于惯性信号精密测量的全固态光冷MEMS系统研究;

2)面向太赫兹探测/传输收发一体化应用的片上微结构环形器技术研究;

3)应用于大分子识别的太赫兹新型固态电路及微纳器件研究;

4)面向太赫兹超快调控应用的二维材料/异质结的制备及其载流子动力学研究。

(微纳工艺平台简介见附件)

二、重点支持项目

主要资助高环境适应性的功能材料、复杂场景的感知技术、面向材料性能提升的微纳表面重构技术、量子传感科学等前沿交叉学科和颠覆性概念研究。申请人及研究团队应在相关研究领域有较好的研究基础,对项目指南中列出研究内容不要求面面俱到,但应突出研究重点,能够抓准并切实解决一个或若干个关键科学问题。因《指南》所阐述的研究内容高度概括,申请人及研究团队应当提前与指南发布单位深入交流以加深理解,鼓励优势互补、合作研究。

高环境适应性的功能材料(ZD1)

旨在融合材料学、核科学、化学等学科的理论与方法,面向长时力热、低剂量辐照、复杂气氛、高过载等环境下材料应用的重大基础科学问题,研究复杂环境下材料响应行为和机制,发展适应复杂环境的材料理论、设计新方法和先进制备技术,创制具有高环境适应能力的核材料、含能材料、特种高分子材料、新型电池材料、气氛控制材料、结构支撑材料等新型功能材料,推动面向国家具体需求的材料科学技术的创新发展。主要资助内容:

1.高聚物粘结炸药力热性能调控与机制研究(ZD101)

针对高聚物粘结炸药(PBX)长时蠕变大、拉伸强度低、热导率小等基础性问题,探索PBX炸药性能高效调控的新技术和新方法,以显著提升PBX炸药的力学和导热性能。研究内容包括:(1)高聚物微观结构对PBX炸药力学性能的影响规律研究,力学性能与界面作用协同增强的功能粘结剂的设计开发,发展PBX界面成键特性和界面缺陷的高分辨表征技术,实现PBX力学性能提升60%以上。(2)PBX炸药导热性能理论预测模型研究,PBX炸药高效导热的通路构件及机制研究,使得PBX导热系数提高50%以上(添加剂含量≤0.5wt%)。(3)开展PBX炸药力热性能协同设计研究,掌握低膨胀PBX设计及长时蠕变抑制技术,使TATB基PBX线膨胀系数降低20%。

2.高分子材料多尺度结构设计与性能定制(ZD102)

针对高分子材料的高环境适应性需求,研究分子结构、交联网络、介观结构等多维度、多尺度、多层次结构,优化设计原理,实现高分子材料性能定制和高性能化。研究内容包括:(1)常温固化的负膨胀、自修复热固性树脂设计新原理和新技术;(2)高强度、低应力松弛泡沫橡胶新型分子结构--交联网络—补强体系设计与构造新技术,泡沫橡胶密度(0.40±0.05)g/cm3时,拉伸强度≥2.5MPa,断裂伸长率≥250%,3小时压缩应力松弛率≤10%;(3)低吸湿、高强度高分子结构泡沫材料的设计、成型及吸湿机理研究,其密度(0.35±0.02)g/cm3时,压缩模量≥300MPa,饱和吸湿率≤0.4wt %(25℃,60%RH)。

3.锂系氢化物的强韧化设计及在复杂环境中的损伤行为(ZD103)

针对锂系氢化物在复杂热、力环境下的高适应性需求,研究锂系氢化物的强韧化设计与制备方法,认识其在复杂环境中的损伤行为与机制。研究内容包括:(1)基于单晶陶瓷的高强韧特性,研究择优取向晶锂系氢化物的制备方法和晶粒沿特定方向生长的控制方法,获得厘米量级单晶样品,晶粒单一取向占比≥70%;(2)研究锂系氢化物在复杂热、力条件下的损伤行为和演化过程,明晰热、力载荷下的裂纹萌生、扩展规律及微观、介观、宏观断裂机制,建立特定条件下锂系氢化物的断裂模型。

4. 多功能复合金属材料体系研究(ZD104)

针对关键结构的高安全与环境自适应性等需求,探索新型多功能复合金属材料的设计及制备方法。主要研究内容:(1)研究高强度热敏弱链材料在不同温度区间内强度保持与陡降机制,建立材料组分、微观结构、强度、温度的关系模型;(2)研究可重复吸能材料冲击变形的温(磁)场等驱动恢复机制,阐明材料组分、微介观属性、物理场与变形恢复量之间的内在规律;(3)研究高强度气体密封智能开关材料的温(磁)场等驱动机制,建立材料组分、微介观结构、物理场与泄漏率的关系模型。

针对复杂场景的智能感知技术(ZD2)

旨在探索如何融合传感、检测、人工智能和微纳制造等技术,获得复杂条件下多物理量传感与准确检测的智能感知原理和方法,由此构建新一代智能传感系统,并提升复杂电磁环境中的综合智能感知与自主决策能力。该方向研究将通过需求牵引推动智能感知技术的创新发展。主要资助内容:

1.多层复杂结构状态变化在线监测技术研究(ZD201)

针对空间受限的多层复杂结构各层表面形貌、结构缺陷、层间间隙与层间应力(应力≤0.1MPa)等微变化在线监测需求,研究适用于长期高精度、免标定、小体积在线监测机理与方法。研究内容包括:(1)表面形貌、材料缺陷、层间间隙与层间应力等微变化与声、光、磁、热、气氛等环境物理场的相互作用机理及关联模型;(2)基于环境物理场微变化反演结构表面形貌、材料缺陷、层间间隙与层间应力等状态特征的高精度方法;(3)状态特征或环境物理场的长期高精度、免标定、自供能、小体积监测技术。

2.复合敏感智能微传感技术研究(ZD202)

针对微传感器多物理量(六自由度惯性量、温度、压力),复合敏感机理、多物理量耦合、非线性误差分离及补偿等问题,研究:多通道微弱信号模态分离技术、多环路低功耗复用控制及误差诊断校正方法、多路复合敏感信号的高精度集成检测解调模型等。主要性能指标:轴间耦合、正交干扰抑制优于40dB

3.复杂环境的智能信息处理模型与架构(ZD203)

在体积、能源、时空动态等受限条件下,面向现场电磁数据构建与目标辨识问题,研究回波相参结构受电磁入射角及地形地貌影响的电磁散射机制、基于回波电磁特性的微波图像多分辨代理表征技术、微波视觉语义智能解析框架和方法。

材料性能提升的微纳表面重构技术(ZD3)

旨在融合材料科学、表面/界面科学与微纳技术,对材料表面进行微纳米尺度加工与操控,达到材料表面形貌重构、组织结构调控、环境适应性提升、特定功能设计等目的,提高核材料、含能材料、高分子材料及其他功能材料在特定使用环境中的综合性能。主要研究内容涉及材料的微纳尺度效应与应用、微纳尺度组织结构调控机理与表征、表面微纳结构与功能设计等。主要资助内容:

1.贮氢材料表面重构与活性调控(ZD301)

针对贮氢材料(包含但不限于U、Pd、ZrCo、LaNi5等)表/界面活性丧失等问题,通过调整化学组分、设计微观结构和控制能量状态,探索增强表/界面活性的机理和方法。研究:基于表/界面重构新方法、新技术,发展适用于含空气氢气氛的贮氢新材料,贮氢容量≥200ml/g,室温平衡氢压≤0.1Pa,吸氢2min能达到理论贮氢容量90%以上。

2.储能材料表面重构及其表界面调控(ZD302)

针对大功率水系电池的高活性高比表面正负极材料表面衰变分解及融合扩散等物理、化学问题,采用表面重构技术,实现对储能材料表/界面的精确控制,减缓长期贮存过程中活性材料的分解速率,并提升快速响应速率。研究内容包括:高活性高比表面电池材料的表面成分及其结构的精细控制、功能电解液与复合隔膜表界面特性对低温条件下功率输出特性的影响、材料表面重构技术及界面相容特性对材料的热力学稳定和动力学优化的影响,阐释表面微观结构和材料比功率特性及温度适应性之间的构效关系。

3.活性金属表面功能化设计与制备(ZD303)

针对高活性金属材料易腐蚀导致性能退化问题,认知晶格对称性低、化学活性高的典型材料表层组织结构与腐蚀性能关系,开发高活性材料表面耐蚀微纳功能层制备技术,研究内容包括:(1)揭示低对称、高活性金属材料表层微纳缺陷对腐蚀行为影响机理,针对提高耐蚀性需求提出组织结构优化方向;(2)设计和制备低对称、高活性金属材料表面微纳功能层,揭示微纳层腐蚀动力学及规律,实现温度25℃、湿度75%环境下氧化腐蚀速率降低50%以上;(3)制备具有梯度微纳结构的低对称晶体金属材料,揭示微纳化演变机制,认知其时效行为并进行稳定性评估。

针对信息安全保障的量子传感科学技术(ZD4)

旨在围绕量子感知技术和复杂物理系统可靠性的基础科学问题,系统开展结构构建与分析、动力学响应、稳定性和可靠性等方面的全链条研究。主要资助内容:

1.面向整体可靠性的信息感知及安全共享研究(ZD401)

针对系统整体长时间可靠性保障技术的科学基础,研究关键物理量的原位在线测量方法以及关键数据分享的安全基础和实现机制。研究内容包括:针对特种材料与结构的稳定性和可靠性,研究基于磁性测量、同位素信号提取、稀疏数据成像等在线检测评估方案;针对系统整体可靠性的实际问题,研究基于量子物理原理的关键数据共享的安全机制(包括安全性定义、量子身份认证、密钥分发在侧信道攻击的安全性等);对信息采集和共享全过程,建立有数据支持和严格安全性证明的评估、预测方法。

2.关于时空量子感知的高精度谱学(ZD402)

围绕空间分辨的仿生功能单元的结构和光磁场响应,开展高精度测量技术的物理基础研究。研究内容包括:针对结构和磁场响应动力学发展中子散射技术;应用带极化分析的中子小角散射技术研究磁感应单元在磁场响应过程中的形态变化,和利用中子自旋回波非弹模式来跟踪动力学过程,实现大于2mm空间测量范围和10ns时间测量尺度;针对光场响应发展百飞秒(100fs)时间分辨二维光谱探测技术,侦测光激发诱导的体系超快动力学过程。

3.复杂系统动力学不确定性的智能评估方法研究(ZD403)

极端物理条件下动力学过程的物理建模和数值模拟需要引入经验参数,从而导致数值结果有较大的不确定度。针对这类问题,需要开展基于机器学习的不确定度智能评估方法研究。研究内容包括:针对多物理过程的高维响应量,研究高精度代理模型和高效优化方法;针对多类输入参数,研究反映物理特征的抽样方法和不确定性的耦合传播规律;针对不同尺度多物理过程,研究非线性相关性参数的敏感性分析方法。

三、申请注意事项

1.本联合基金作为国家自然科学基金的组成部分,其申请、评审、管理和资金使用按照《国家自然科学基金条例》《国家自然科学基金联合基金管理办法》和《国家自然科学基金资助项目资金管理办法》等有关规定执行。

2.本联合基金项目与科学基金其他相关类型项目共同限项申请,限制申请和承担项目总数及其共同限项项目类型以基金委正式发布为准。

3.“培育项目”申请人应当具有高级专业技术职务(职称)或者具有博士学位;“重点支持项目”申请人应当具有高级专业技术职务(职称)。

4.申请书资助类别选择“联合基金项目”,亚类说明选择“培育项目”或“重点支持项目”;附注说明选择“NSAF联合基金”,申请代码1须选择A31,申请代码2按实际研究方向选择相应学科申请代码。

5.申请NSAF联合基金时,应当根据2021年度资助的主要研究领域确定具体的项目名称,并在申请书正文开头说明所针对的研究领域名称,例如:[本申请针对“重点支持项目”3.材料性能提升的微纳表面重构技术。];申请培育项目时,应当在正文开头说明所针对的装置/平台,以及需要相关装置/平台提供的机时、实验条件、技术支持等,以便评审专家清楚了解申请人所针对的题目和内容。

6.申请项目应当符合本《指南》的资助范围与要求。项目名称、具体研究方案、研究内容和目标等由申请人提出,要求申请人按照培育项目或重点支持项目申请书撰写提纲撰写申请书。如果申请人已经承担与本联合基金相关的国家其他科技计划项目,应当在申请书正文的“研究基础与工作条件”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。

7.申请项目评审通过后,申请人及所在单位将收到签订“NSAF联合基金资助项目协议书”的通知。申请人接到通知后,应当及时与中国工程物理研究院科研技术部联系,在通知规定的时间内完成协议书签订工作。

8.资助项目取得的研究成果,包括发表论文、专著、专利、奖励等,应当注明得到国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院NSAF联合基金资助[No.U1930*****(即批准号)]”,或“Supported by NSAF”,并按照协议中要求的成果形式向中国工程物理研究院提供结题资料。

四、联系方式

国家自然科学基金委员会数理科学部

地    址:北京市海淀区双清路83号

    编:100085

人:李会红

    话:010-62325069

电子邮件:phy-2@nsfc.gov.cn   

 

中国工程物理研究院科研技术部

    址:四川绵阳919信箱6分箱

    编:621900

人:王娜  刘冬燕

    话:0816-24803590816-2488728

电子邮件:nsaf @caep.cn

 

附件:大科学装置及平台简介


 

附件:

大科学装置及平台简介

一、绵阳研究堆及其中子科学平台

1.装置简介

中国绵阳研究堆及其中子科学平台位于四川省绵阳市,由中国工程物理研究院核物理与化学研究所运行和管理。2012年反应堆建成投入运行,能提供高注量率的冷、热、快中子辐照场。2014年一期中子科学平台建成开放,包括8台中子科学装置:衍射、小角散射、反射、三轴和成像等,目前还有5台中子装置正在建设。作为公共科研平台可应用于物理、化学、材料和生物等多学科前沿问题研究,已在航空航天、核能等工程领域发挥重要作用。

2.主要参数指标

3.可开放机时安排

绵阳研究堆运行天数约180天/年,各中子科学装置对外开放束流平均时间约50%,最少不低于30%。

4.联系人

秦义 0816-2491282

孙光爱 0816-2493337,sunguangai@caep.cn

 

二、星光-Ⅲ激光装置

1.装置简介

星光-激光装置由中国工程物理研究院激光聚变研究中心承制,于201312月通过验收并投入运行,该装置依托高温高密度等离子体物理国防科技重点实验室进行管理。

星光-激光装置是国际首台具备零抖动同步输出纳秒、皮秒和飞秒三种脉冲宽度,527nm1053nm800nm三种波长激光的多功能激光装置,具备三种脉冲多组合、多角度配置的物理实验能力,该装置配备有针孔相机、电子谱仪、单光子CCD等先进齐备的诊断设备,装置的依托单位可提供不同特征尺度和类型实验用靶的设计和制备。可为高能量密度物理、强辐射源产生、天体物理等领域等及极端物理过程的基础实验研究提供有利条件。

利用星光-激光装置纳秒束为泵浦源,激光聚变研究中心于2017年建成全光参量啁啾脉冲技术路线的PW级超高峰值激光实验平台。该装置主要激光波长800nm,脉冲宽度约30fs,信噪比大于1010:150ps之外),聚焦功率密度大于1020W/cm2。该平台目前已经基本具备PW量级的物理实验能力,将成为我国高能量密度物理和强辐射源研究的重要实验平台。

2.主要参数指标

星光-激光装置常规运行参数

 

飞秒束

皮秒束

纳秒束

口径

Φ160mm

240mm×240mm

190mm×190mm

波长

800nm

1053nm

527nm

能量

8J10J

80J120J

(峰值150J

150J200J

脉宽(FWHM)

小于50fs

小于1ps

1.1ns±0.2ns

(独立光源1.5ns3ns可调)

焦斑半宽

小于10um

小于20um

小于144um

(配备CPPΦ1mm均匀远场)

能量集中度

大于30%

(3倍衍射极限)

大于30%

(3倍衍射极限)

 

纳秒信噪比

大于108:1

大于107:1

 

同步抖动

1ps,调节范围±500ps(纳秒独立光源调节范围±5ms,同步抖动小于100ps

PWOPCPA实验平台运行参数

激光波长

800nm

偏振态

S

输出脉冲宽度

30±10fs

输出能量

30±10J

信噪比

大于1010:1

50ps之外)

能量集中度

Φ10mm内大于50%

聚焦功率密度

大于1020W/cm2

 

 

         
 

3.可开放机时安排

预计100发次/年。

4.联系人

赵宗清 0816-2497455   zhaozongqing99@caep.cn

章芷若 0816-2490490   zzr2012@126.com

毛  英 0816-2496375   ymao5@caep.cn

 

三、高平均功率太赫兹自由电子激光装置

1.装置简介

高平均功率太赫兹自由电子激光装置(CTFEL),建成于20178月,位于成都市双流区银河596科技园,由中国工程物理研究院应用电子学研究所牵头,北京应用物理与计算数学研究所、北京大学、清华大学等单位联合研制。该装置由科技部国家重大科学仪器设备开发专项“相干强太赫兹源科学仪器设备开发”项目支持,是国内首台光腔型自由电子激光强太赫兹源用户装置。

CTFEL主要基于半导体光阴极直流高压电子枪、超导加速器、平面型摇摆器与太赫兹光腔技术,太赫兹输出频率位于1 THz~4THz,重复频率为54MHz,时间长度约为1ps。具有高功率、高峰值亮度、光束质量接近衍射极限、重复频率高、占空比可调等特点,主要应用于超快物理过程、材料、生物医学等方面研究。例如:由高平均功率THz光诱导电子、光电子材料中的非线性光电特性研究,在半导体基低维电子系统中的THz共振光吸收、光致热电子效应、动态Franz-Keldysh效应、光诱导量子遂穿效应、多光子吸收效应、磁子-声子-光子共振效应、光调制回旋共振效应,不同波长太赫兹光的生物效应、以及含能材料检测等。国际上类似装置(德国的ELBE装置)发表的部分应用文章请查询https://www.hzdr.de/db/Cms?pNid=2817

此外,还可以充分利用CTFEL的加速器和电子束的特点,开展依托于装置的新原理、新方法和新技术研究。

2.主要参数指标

CTFEL电子束和太赫兹辐射的参数

电子束

太赫兹辐射

电子束能量

6~8.5 MeV

中心频率/THz

1~4

电荷量/pC

93

谱半高宽

~2%

微束团长度/ps

5~10

峰值功率/MW

>0.5

发射度/πmm mrad

< 10

平均功率/W

>10

能散/%

<0.75 (FWHM)

微脉冲间隔 /ns

18.5

重复频率/MHz

54.17

初始发散角/mrad

28

平均电流/mA

5

纵向均方根长度/fs

300~500

宏脉冲模式调节范围

脉冲宽度20μs~10ms连续调节

重复频率可在1Hz5Hz10Hz20Hz档位运行

THz宏脉冲间一致性

优于95%

THz最小光斑直径

小于1mm

THz横向分布

近圆高斯分布,圆度大于95%

 

3.可开放机时安排

预计CTFEL装置全年对外可开放机时600小时

4.联系人

李  鹏  0816-2486534/18681622098    burnlife@sina.com   

黄银虎  0816- 2493378/18140342207      

 

四、微纳工艺平台

1.装置简介

微纳工艺平台,英文名 Micro-Nano Fabrication Facility (MNFL) 位于成都市双流区银河596科技园,是中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心下属的一个大型的开放式科研平台,包括纳米加工、MEMS工艺和集成封装三大部分,同时具备化合物半导体微纳工艺、微机电系统MEMS工艺、芯片级先进封装与集成能力。平台包括:三层洁净实验室,其中洁净面积3400m2(含900m2百级实验室);拥有国际主流和先进的大型工艺设备约130/套,涵盖微纳器件制备、微系统集成以及芯片封装的绝大部分工艺手段;拥有一支近30人专职工艺研究团队。希望利用平台的硬件和工艺能力优势,与不同学科不同方向的科研人员合作,通过学科交叉,共同开展前沿探索性科学研究。

纳米加工平台,具备较为完善的基于化合物半导体材料的微纳器件制备和表征能力,可以广泛应用于微电子学、化学、生物科学、医药学、材料科学等领域研究,实现如亚百纳米结构加工与表征、微纳功能器件制备与测试等。

MEMS工艺平台,具备多种相关应用领域的工艺研究与器件开发能力,包括微型传感器(压力传感器、加速度传感器、微机械陀螺、微型悬臂梁传感器等)、微型执行器(静电/压电执行器、电热执行器、微泵等)、射频MEMS(开关、微机械谐振器、滤波器、THz超材料等)、光学MEMS(微镜、光通信器件、显示器件、可调激光器等)、生物医学MEMS(药物释放、生物医学传感器、神经微电极与探针、微流控芯片LOC等)。

集成封装平台,技术上分为器件级封装、模块微组装(MCM)、系统集成(SIP)三个层次,能够完成高压、高频、MEMS、光电、硅基数字电路的微系统集成,解决微系统的小型化、多功能高密度集成需求。

2.主要参数指标

纳米加工平台

 

项目

能力

备注

1

衬底(基片)

 

 

尺寸

6英寸及以下

 

材料

GaNInPGaAsSiC及其他半导体材料

 

2

湿法

 

工艺能力

清洗

基片清洗:酸碱清洗、丙酮、乙醇、IPA

光刻胶剥离:丙酮、NMP

 

腐蚀

介质腐蚀:SiO2SiN

金属腐蚀:AuAlTiWCrNi

半导体腐蚀:GaAsInP

 

3

光刻(电子束/紫外)

 

工艺能力

涂胶/显影

旋涂:10nm~10um

 

曝光

EBLCD=8nm

紫外:CD=0.8um,双面对准

 

4

金属薄膜生长

 

工艺能力

磁控溅射

独立靶室:TiNiAuAl

共溅射:常见金属或者化合物

 

电子束蒸发

TiNiAuAl等常见金属

 

原子层沉积(ALD

PtAu

 

5

非金属薄膜生长

 

工艺能力

ICP-CVD

SiO2SiN<200

 

ALD

Al2O3Ta2O5ZrO2TiO2

 

6

干法材料/薄膜刻蚀

 

工艺能力

RIE

SiO2SiN等、金属

 

ICP

GaNInPGaAsSiC等、金属

 

光刻胶去除/灰化

 

 

7

表征

SEM、台阶仪、椭偏仪/反射光谱仪、超景深显微镜、测量显微镜、方阻仪、半导体参数测试仪(10000V1500A)、高压探针台、温控探针台

 

8

亚百纳米工艺

多种纳米结构功能器件

工艺整合

MEMS工艺平台

 

项目

能力

备注

1

衬底(基片)

 

 

尺寸

6英寸及以下

 

材料

SiSOIPZT、金属、有机聚合物等

 

2

湿法清洗/刻蚀

 

工艺能力

清洗

基片清洗:SC1SC2H2SO4、丙酮

光刻胶剥离:丙酮

表面亲水/疏水处理

 

腐蚀

介质腐蚀:SiO2SiN

金属腐蚀:AuAlTiWCrNi

体硅腐蚀:KOH体硅释放

 

3

紫外光刻

 

工艺能力

涂胶/显影

旋涂:1um~10um

喷胶:20um

 

曝光

紫外:CD=1um,双面对准

 

4

金属薄膜生长

 

工艺能力

磁控溅射

PEPVDTiCu,深宽比>10:1

溅射:TiPtAuAl

 

电子束蒸发

InTi等金属

 

电镀

NiCuAu

 

5

非金属薄膜生长

 

工艺能力

PECVD

SiO2SixNy

 

LPCVD

SiNpoly-Si

 

氧化

干氧氧化、掺氯氧化、氢氧合成氧化

 

扩散

硼扩散、磷扩散、RTP

 

6

干法材料/薄膜刻蚀

 

单项工艺

RIE

SiO2SiN

 

DRIE

最大晶圆6英寸,深宽比30:1

 

光刻胶去除/灰化

SU8去胶、有机聚合物去除

 

7

晶圆键合

Si-Si直接键合、Si-Glass阳极键合、粘接键合等

工艺能力

8

表征

台阶仪、反射光谱仪、测量显微镜、激光共聚焦显微镜、接触角测试仪

 

9

体硅/表面硅工艺

硅基标准工艺

工艺整合

10

压电MEMS工艺

压电材料微加工

工艺整合

11

聚合物MEMS工艺

软光刻技术:有机聚合物图形制备与转移

工艺整合

集成与封装平台

 

项目

能力

备注

1

激光加工

 

工艺能力

皮秒激光精细加工

硅、玻璃、陶瓷、金属等,最小线宽15um

 

激光焊接

各种金属

 

2

芯片分离

 

工艺能力

砂轮划片

最大晶圆6英寸

 

金刚石解理

最大晶圆4英寸

 

3

减薄与抛光

 

工艺能力

临时键合

 

 

去键合

 

 

机械减薄

最大晶圆6英寸,最薄100um

 

CMP

最大晶圆6英寸,Ra<5nm

 

4

Chip-on-board工艺

 

微组装

贴片

共晶贴片、环氧贴片

 

引线键合

手动、自动,金丝、金带,球焊、楔焊

 

5

Flip chip工艺

 

微组装

倒装焊

键合后精度±0.5μm

 

植球

球径范围0.2mm-0.76mm,放置精度±50um

 

丝网印刷

精度±20μm

 

回流焊

10个温区,±0.1

 

点胶

点胶精度±50um

 

6

TXV工艺

TSVTCVTGV

微组装

7

密封

 

工艺能力

平行缝焊

管壳大小长宽不超过8英寸,圆形6英寸

 

真空烧结

真空度0.05mbar,空洞率小于2%

 

8

可靠性测试

拉力剪切力测试、超声扫描、X光影像、红外热成像、颗粒噪声碰撞、氦质谱检漏

 

3.可开放机时安排

每个课题可提供2-3个月的相关设备和工艺流程的开放机时,同时配备相应的工艺研发人员合作开展科研工作。

4.联系人

罗  毅 028-65726021   luoyi@mtrc.ac.cn

何艾玲 028-65726029   heailing@mtrc.ac.cn

 

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