首席专家：闫江

闫江教授，北方工业大学高精尖创新研究院院长，国家级人才，先后于中国科技大学，中科院半导体研究所和美国德克萨斯大学奥斯汀分校获得学士、硕士和博士学位。在集成电路领域有超过30多年的工作经历。曾任职于国际著名半导体公司英飞凌（Infineon）、参与和负责了与IBM、韩国三星、日本东芝、Globalfoundries、STMicroelectronics、台湾联华电子等公司的联合研发项目。

在国内首次成功开发出后高K后金属栅的HKMG关键工艺模块，研制的针对22纳米技术代的CMOS器件的各项技术参数达到国际先进水平，其成果已被新华网和EE TIMES等国内外新闻媒体进行广泛报道。

【资料图】

团队简介

团队目前有成员12人，包括教授3人，副教授及高级工程师5人，讲师4人，其中获北京市高层次人才计划1人。

团队紧紧围绕集成电路领域新型器件及微纳电子器件的研发需求展开深入的理论与应用研究，建设了完整的4寸工艺平台和先进的中测和封装平台。

团队致力于为我国集成电路产业培养高级人才。近年来毕业硕士36人。毕业生工作岗位遍布国内各大芯片设计、制造、封装等企业及科研院所。

团队负责人及成员主持科技部重大专项、国家自然科学基金、北京市重点基金等纵向课题10余项，发表学术论文300余篇，授权专利或集成电路布图版权等50余项。

获奖情况

先后获得中国科学院2014年度杰出科技成就奖和北京市2016年度科学技术奖一等奖。

知识产权证书（部分）

成果展示

1.集成电路关键工艺仿真技术

成果简介

对集成电路先进制造流程中的光刻、刻蚀、沉积等工艺建立了掩模缺陷检查与补偿模型、开发了混合等离子刻蚀模型、以及原子层沉积模型等。

在掩模缺陷检查与补偿方面，建立了以CD误差为表现形式的缺陷数据库；在等离子刻蚀模型方面，采用等离子体化学蒙特卡罗模型，对入射离子和中性粒子的通量和入射离子能量角度分布分别进行研究，采用蒙特卡罗特征表面模型，研究了刻蚀中凹槽表面发生的各类化学反应及其反应概率；在原子层沉积模型方面，利用前驱体分布模块、表面反应耦合模块完成了关键变量的计算与传递。

利用生长模块完成表面轮廓演化，利用模型对平面生长进行模拟，得到与实际误差极小的生长速率，创新建立了倾角侧壁孔的剖面沉积模型。基于蒙特卡罗特征表面模型、等离子体化学蒙特卡罗模型和连续元胞模型，完成等离子刻蚀工艺的建模仿真，模型的预测结果同实验结果的一致性较高；可实现对ALD工艺在平面、孔型结构、多孔结构中沉积的模拟仿真，与实际结果一致性较高。

典型应用

团队开发建立了刻蚀模型、沉积模型，为集成电路的半导体工艺开发提供指导性工具支撑，具备降低研发成本、缩短研发周期的潜力。

2.高灵敏硅纳米线生物传感器

成果简介

超灵敏硅纳米线生物传感器具有调制阈值电压和超小直径等优势，硅纳米线表面特异性结合带电的生物标志物，导致硅纳米线内部电导的改变，从而实现生物标志物的检测。通过调制阈值电压，改变传感器工作状态，使其在亚阈值区进行高灵敏度检测。团队通过侧墙转移技术制备了较小直径的硅纳米线阵列，且通过带有支撑结构的硅纳米线和源漏金属硅化物电极有效地降低生物传感器的寄生电阻，并且通过设计微流道有效减小了外界环境对检测造成的影响。

典型应用

本硅纳米线生物传感器的主要创新点如下：以病毒自身结构蛋白为靶标，结合抗体，保证检测准确性和高特异；以高灵敏电化学芯片为传感器，提高检测灵敏度和响应速度；以5G技术为检测载体，实现检测数据的智能化追踪与分析，为疫情研判提供技术保障。该传感器在中科院微电子所制备，使用与CMOS工艺兼容的工艺制备，适合大规模生产。

适用于临床生物标志物的检测，对疾病的早期发现和治疗非常有意义，典型应用如下：肾标志物CysC（胱抑素C）的高灵敏度定量检测；CAR-T和癌症细胞作用信号检测；检测COVID-19病毒N蛋白的研究。

3.基于叉指电极的电化学传感器

成果简介

金叉指微型电化学传感器是北方工业大学自主研制的一款化学稳定型传感器。

研究团队通过分析叉指电极的等效电路，优化其结构的设计，并引入脉冲电化学沉积方法优化制备工艺，提高了传感器的检测灵敏度；并且针对被测物特点进行前处理，对叉指电极完成特定修饰提高其选择性，实现了对不同被测物的高精度可重复性检测。

从分析叉指电极的等效电路入手，对叉指电极的结构进行了优化设计，增强了电极的信号灵敏度；利用脉冲电化学沉积技术优化了叉指电极的制备工艺，通过控制脉冲电化学沉积的条件分别制备出单晶、多晶金电极；利用脉冲电化学沉积技术优化了叉指电极的制备工艺，通过控制脉冲电化学沉积的条件分别制备出单晶、多晶金电极。

典型应用

叉指阵列微电极电化学传感器具有结构简单、稳定性高、能快速建立稳定的信号输出、可微型化便于携带、高信噪比、阻抗可降低等优点。典型应用如下：

1、环境重金属监测，如对铜离子的检测；

2、食源性病原体感染源检测，如对沙门氏菌的检测。

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原标题：《服务首都高质量发展·高水平科研成果展示 | 集成电路制造工艺研究与应用》