为深化产教融合,推动学科与产业接轨,5月17日,无锡邑文微电子科技股份有限公司副总经理、首席科学家叶国光博士受邀为我校师生带来“离子注入工艺”课程。课程采用线上线下同步课堂形式,我校微专业学生、DBU大学研究生以及慕名而来的师生共百余人参与学习。数理学院微专业负责人陈丽主持。
数理学院副院长孙玉芹代表学院向叶国光博士颁发学院特邀教师聘书。孙玉芹在致辞中表示,半导体技术是国家战略科技的重要方向,希望通过此次合作,构建校企协同的立体教学体系,培养更多行业需要的复合型人才。
叶国光博士以“离子注入工艺与技术”为核心,结合自身丰富的行业经验,系统讲解了离子注入的基本原理、工艺技术、应用场景及未来趋势。他从原子模型的演进切入,详细阐释了离子注入的物理基础,即离子与原子的碰撞机制。通过对比弹性碰撞与非弹性碰撞的能量守恒特性,结合截面、碰撞频率、平均自由程等关键参数,深入浅出地揭示了离子注入实现精准掺杂的科学原理。他特别强调,离子注入就像“原子级的精准雕刻”,通过控制离子能量与剂量,能实现纳米级的掺杂深度与浓度调控。
围绕离子注入机的核心组件,叶博士从离子源的热电子发射机制,到磁分析器对荷质比的筛选作用;从加速电场对离子能量的调控,到扫描系统对注入均匀性的保障,全方位展示了离子注入工艺的复杂性与精密性。他以具体案例说明在先进制程中,离子注入需与快速热退火(RTA)、预非晶化(PAI)等技术结合,以解决晶格损伤与沟道效应等挑战。
叶博士结合半导体产业实际,阐述了离子注入在逻辑芯片、存储芯片、功率器件等领域的关键作用。例如,在 FinFET、GAA 等先进晶体管结构中,离子注入用于阈值电压调节与超浅结形成;在 SiC、GaN 等宽禁带半导体中,高温离子注入技术是实现高效掺杂的核心手段。他还展望了离子注入在量子计算、光电子器件等前沿领域的应用潜力,随着3nm 以下制程的发展,等离子体浸没注入(PLAD)等新技术将成为突破传统束流注入局限的关键。
面对摩尔定律的持续演进,叶博士分析了离子注入技术面临的核心挑战,如超低能注入的束流稳定性、三维器件结构的侧壁掺杂均匀性等。他介绍了等离子体掺杂(PLAD)、原子层掺杂(ALD-assisted doping)等新兴技术,以及人工智能在工艺优化中的应用前景,通过机器学习算法分析海量数据,可实现注入参数的智能预测,大幅缩短工艺开发周期。
课程的互动环节中,师生们围绕“国产离子注入设备的技术突破”“轻杂质浅结形成的工艺优化”“AI在半导体行业应用” 等问题踊跃提问,叶博士结合行业现状与技术细节逐一解答,现场气氛热烈。同学们纷纷表示,叶博士的讲座让他们跳出课本,看到了半导体工艺的“真实战场”,对微专业的学习方向有了更清晰的认知。
叶国光博士在半导体行业深耕逾25载,是化合物半导体器件与ALD原子层沉积技术领域的资深专家,尤其在LED芯片与封装领域成果丰硕。其丰富的行业经验与深厚的学术造诣,为本次课程奠定了高起点的专业基调。未来,学院将以叶国光博士等行业专家为纽带,持续引入产业资源,打造“理论教学-实验实训-企业实践”的全链条培养模式,为我国半导体产业输送更多兼具学术素养与工程能力的创新型人才。
数理学院 供稿