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大湾区先进探测技术研发基地

发布时间:2025-09-08

粒子天体物理全国重点实验室大湾区先进探测技术研发基地 位于 广东省东莞市大朗镇中国散裂中子源园区(中国科学院高能物理研究所东莞研究部)D3实验厅,它是先进探测器专用的微加工、表征与封装平台,覆盖超高分辨的低温超导探测器、低温超导读出电子学、半导体探测器、X射线光学元件等多类探测核心部件,服务于粒子天体物理探测、原初引力波探测、高能同步辐射探测、暗物质与中微子测量等学科方向。

D3实验厅俯瞰图

D3实验厅外

D3实验厅内

超导器件微加工实验室

基地总投资已超过1亿元,总面积超过1000平,其中超导器件专用的微加工实验室占地超过450平,内有约20余台先进且专用的大型设备,具备6英寸及以下超导探测器的完整加工、表征、封装与测试能力。

仪器设备介绍

基地内设备包含光刻、薄膜淀积、刻蚀、表征、检测与封装等多个方面:

1)光刻:

图1. 光刻设备照

位于百级洁净间,当前包括1台无掩膜激光直写光刻机与2台双面接触式光刻机(如图1所示,另有1台激光直写与1台接触式光刻在采购中),目前支持8英寸及以下样品,极限光刻精度约0.5μm,套刻对准精度≤0.5μm。光刻配套设施位于湿法间,包括匀胶机、显影机、超声清洗机、热板等,均置于通风橱内;

2)薄膜淀积:

图2 薄膜沉积设备照片(部分)

位于千级洁净间与万级洁净间,包括6台磁控溅射机、1台电子束蒸发台、1台感应耦合等离子体-化学气相沉积设备(ICP-CVD),部分设备见图2,可以沉积绝缘介质与多种超导金属薄膜,比如氧化硅、氮化硅、Nb、Al、AlMn合金、Ti、Pd、Au、Pd、PdAu、、Ta、In、Mg等等。支持6英寸以及以下尺寸的镀膜工艺,薄膜厚度不均匀度均≤5%。另有3套电化学镀槽,位于湿法间的电化学台,可以开展电镀与阳极电镀;

3)刻蚀设备:

图3 刻蚀机照片(部分)

同样位于千级间和万级间,包括2台反应离子刻蚀机、2台感应耦合等离子体-反应离子刻蚀机、2台离子束刻蚀机与1台深硅刻蚀机(DRIE),用以刻蚀SiO2、SiNx、Si、Ti、Au、Nb及Nb氧化物、Al及Al氧化物等等多种材料。支持8英寸及以下尺寸的样品,薄膜刻蚀的不均匀度≤5%。多数设备具备终点检测模块,通常能够控制过刻时间≤5%;

4)表征、检测与封装:

图4. 封装、检测与封装等部分设备照片

设备主要位于万级间,包括应力仪、台阶仪、椭偏仪、共聚焦显微镜、自动键合机、化学机械抛光机(采购中)、探针台、低温探针台(最低温<5K)、划片机、X射线衍射仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜等等。

基地可以为探测器微加工研发迭代提供了强有力的平台支撑,欢迎国内外研究人员开展合作交流。


联系人:高鹤

Email:hgao@ihep.ac.cn


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