研究

研究兴趣

我的研究方向正在围绕半导体器件与垂直集成电子系统的实际工艺路径逐步展开。

PEALD IGZO 晶体管制造流程、栅堆叠与电路集成
PEALD IGZO:从低温工艺走向集成电路。Wang et al. · Advanced Science · Fig. 1 ↗CC BY 4.0

低热预算 · ALD / CVD · 界面

BEOL 兼容器件

如何在已完成的 CMOS 电路上构建新的电子器件?我正在探索低温加工、材料选择,以及工艺历史与器件行为之间的联系。

低热预算约束的是整个工艺流程,而不只是沉积温度。薄膜质量、介质界面与后续处理需要放在一起考虑。ALD 与 CVD 提供了不同的薄膜生长控制路径;关键问题是如何把这种控制转化为有效的晶体管,同时保护下层已经完成的电路。

碲向非晶三氧化碲的转化,以及界面和化学表征
p 型氧化物的一条材料路径:非晶三氧化碲。Bang et al. · Advanced Materials · Fig. 1 ↗CC BY-NC-ND 4.0

p 型沟道 · 缺陷 · 互补器件

氧化物与 p 型半导体

目前关注氧化物半导体和新兴 p 型材料,尤其是缺陷、接触、阈值电压稳定性,以及构建互补电子器件的可能性。

互补电子器件使 p 型沟道成为与 n 型氧化物器件同样关键的一环。沟道输运只是问题的一部分:载流子注入、介质界面与稳定性也会影响电路表现。图中的非晶三氧化碲展示了一条材料路径,连接到对 p 型氧化物与互补结构的更广泛探索。

单片三维 MoS2 全环绕栅晶体管的顺序制造与截面表征
跨两个有源层的器件顺序集成。Chen et al. · National Science Review · Fig. 1 ↗CC BY 4.0

顺序集成 · 栅堆叠 · 层间连接

单片三维集成

我对互补器件结构和有源层的顺序集成感兴趣,希望将器件物理与实际制造约束结合起来。ALD、CVD 等薄膜工艺是目前正在了解和探索的技术路径。

顺序集成把上层器件的制造与已经存在的下层结构连接起来,因此热处理、层间连接与栅堆叠选择成为相互关联的设计问题。图中的 MoS2 全环绕栅晶体管让这种垂直架构更加直观,也展示了低温半导体器件研究所面对的集成挑战。

研究思路

从物理机制出发,
理解集成选择。

我关注材料、工艺历史、缺陷与界面如何共同决定器件行为。集成电路背景也使我重视这些器件层面的选择如何进一步影响电路功能与可制造的系统。

材料 → 工艺 → 界面 → 器件 → 集成

此前的研究基础

此前的工作涵盖 nano-TSV 优化、先进封装仿真、半导体传感、纳米光子学与晶圆检测。这些经历将计算方法、物理器件与工程实现连接起来。

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