半导体材料与器件教学实验平台建设需求

半导体材料与器件教学实验平台建设需求一、内容及清单序号设备名称数量单位1高频光电导少子寿命测试仪4套2变温霍尔效应测试系统4套3微纳电子教学实验箱4套4导电类型鉴别仪4台5激光定向仪4台6四探针测试仪4台7单波长激光椭偏仪4台8ALD-PECVD管式炉1套9实验室超纯水机1套10光刻机1台11电子束测试仪10台12环盘电极4套13鼓风干燥箱2套14真空烘箱1套15液体表面张力系数测定仪24台16变温粘滞系数测量实验仪12台17温度传感器温度特性测量实验仪12台18快速热处理炉1台19匀胶机1台20手套箱1台21温度传感器测试及半导体致冷控温实验仪12台22激光拉曼光谱仪1台23光刻机配套系统1套24CVD尾气处理装置1台二、技术需求序号名称参数要求1高频光电导少子寿命测试仪1.仪器配有检波电压表计算注入比，可检测寿命与注入比的函数关系。2.技术参数2.1仪器参考GB/T1553-2023中硅和锗少子寿命光电导衰减法标准；2.2测试硅单晶电阻率范围：ρ﹥2Ω•㎝。测电子级摻杂硅单晶片（厚度小于1mm）电阻率范围：ρ﹥0.1Ω.cm（表面可能需抛光处理）；2.3可测材料：硅棒、硅芯、检磷棒、检硼棒、硅块、硅片等；2.4可测单晶少子寿命τ范围：5μs~10000μs；2.5红外光源参数：波长1.06～1.09μm；闪光频率约为：40次／秒；光脉冲关断时间：0.2-1μｓ，余辉＜1μｓ；脉冲电流：5A～20A；2.6高频振荡源：用石英谐振器，振荡频率：≥30MHz；2.7前置放大器，放大倍数约30，频宽2Hz-2MHz；2.8检波电压显示：0.01-10V；2.9高频电极采用铟与样品接触；2.10仪器测量重复误差：﹤±25%；2.11显示方式：本仪器配臵数字存储示波器，模拟带宽≥50MHz，最大实时采样率≥1GSa/S，垂直灵敏度2mv-5v/div，扫描范围：2.5ns—50s/div；2.12仪器消耗功率：﹤100W；2.13仪器工作条件：温度：10-35℃，湿度﹤65%；使用电源：AC220V，50Hz；2.14可测单晶尺寸：断面竖测：直径25mm-150mm；厚度2mm-500mm；纵向卧测：直径5mm-150mm；长度50mm-800mm。2变温霍尔效应测试系统1.系统主要配置：可换向永磁磁铁、霍尔效应测试仪、连接电缆（可单独做恒流源、微伏表用（四位半））、液氮恒温器、控温仪、装在恒温器样品台上的标准霍尔传感器、配置5*5mm碲化铟标准样品、额外配有机械泵（用于液氮恒温器抽真空）、液氮罐。2.磁场装置：2.1磁场：>4500高斯；2.2定制可换向装置。3.低温装置：3.1变温范围：80K-325K（连续变控温）；3.2温度稳定性：±0.01K；3.3电学接头：定制8芯快速插拔；3.4液氮保持时间：5h@80K,4.5h@100K,2.5h@200K；3.5内部集成标定的PT100温度计和加热器(50W)；3.6测温误差：＜0.1K；3.7测温最小分辨率：0.01K；3.8恒温器液氮容量：200毫升；3.9静态液氮保持时间：4-6小时；3.10样品的真空环境≤1Pa。4.控温装置:4.1PID型温度控制，最大输出功率50W；4.2测量分辨率为0.01K，测量速率达20次/秒；4.3可用于0.01K量级的温度测控；4.4RS-232通讯接口；4.5可对显示值进行定点偏差和线性修正。5.测试系统主机：5.1样品电流：10纳安～199.99毫安；5.2测量电压：1微伏～19.999伏。6.测试指标参数：6.1样品电阻范围：1.00E-01~1.00E+07欧姆；6.2电阻率：4.53E-02~4.53+06欧姆厘米；6.3霍尔系数绝对值：2.22E+0.2~2.22E+10cm3.c-1；6.4载流子浓度：2.81E+8~2.8E+18cm3；6.5迁移率：1.00E+00~4.9E+03cm2.v-1.s-1。7.真空泵：7.1抽速4L/s，抽口KF25；7.2用于给液氮恒温器抽真空；7.3配有用于抽真空的波纹管及卡箍等。3微纳电子教学实验箱1.基于工业质量数据及行业标准定义，可快速将器件物理与真实的先进半导体器件特性关联。支持显示器件的多种曲线类型。支持器件曲线的缩放和转换坐标。支持器件关键物理参数调节对曲线变化趋势的影响；2.内嵌器件仿真器，模拟真实器件测量，学习器件物理和环境因素的影响；3.支持选择测量曲线类型:I-V和C-V；4.支持编写测量脚本、改变器件参数、测量数据保存；5.支持的器件类型：FinFET；III-V；MOSFET；LDMOS；SOI；BJT；Diode；Resistor；Capacitor；Varactor；JFET；TFT；6.模拟的测试仪器：半导体参数分析仪，包含源测量单元（SMU）和电容电压单元（CVU)；7.支持器件测量仪器端口相关线缆的实操连接；8.模拟的测试环境：测量温度，测量时间（用于可靠性测试如HCI，NBTI等）及辐照剂量（用于模拟器件在空间应用的相关特性）。4导电类型鉴别仪1.采用整流法(也称三探针法)和温差法(也称冷热探笔法来判断单晶(或多晶)硅的导电类型(N型或P型)，用N型和P型显示屏直接显示单晶(或多晶)导电类型。2.可判断硅材料的电阻率范围：温差法：10-4Ω·Cm～104Ω·Cm；整流法：10-2Ω·Cm～104Ω·Cm；3.硅单晶直径及长度：不受限制；4.显示方式：用N型和P型显示屏直接显示；5.探头：整流法：采用三根探针，用高速钢针；温差法：采用冷热两根探笔，探笔材料为钨棒，热笔采用PTC发热体加热(冷笔保持室温热笔被加热到40-60℃)；6.电源及功耗：AC220V±10%，50Hz<30W；7.外型尺寸≥125mm(宽)*145mm(高)*245mm(深)。5激光单晶定向仪1.一体式氦氖激光器，功率≥2mW，光束直径≥1mm，带激光束水平调节功能；2.光学导轨≥750mm，分辨率≤1mm；3.光学滑块3只，其中一只带中心轴平移调节功能；4.衍射光屏1只；5.精密光学旋转座，精度≤0.03mm，最小刻度≤10；6.待测样品：100硅片，111硅片；7.偏角小于100时，定向精度≤0.50；8.硅单晶电阻应变传感器：受力量程不小于0～30g；9.光电倍增最大工作电压≤950V，最大输出电流≤50μA，光谱灵敏度范围300nm～650nm，阴极受照光通量最小值2×10-10lm；10.单晶体：LiNbO3晶体，镀银电极晶体轴向：Z轴通光，X轴加电场；透光波段：370～5000nm；透射率：>95%(波长632.8nm时)；晶体架三维可调。6四探针测试仪1.测量范围：电阻率：10-5～105Ω.cm(可扩展)；方块电阻：10-4～106Ω/(可扩展)；电导率：10-5～105s/cm；电阻：10-5～105Ω；2.可测晶片直径≥140mmX150mm；3.恒流源：电流量程分为1μA、10μA、100μA、1mA、10mA、100mA六档，各档电流连续可调；4.数字电压表：量程及表示形式000.00～199.99mV；分辨力：≤10μV；输入阻抗＞1000MΩ；精度：±0.1%；显示：四位半红色发光管数字显示；极性、超量程自动显示；5.四探针探头基本指标：间距：1±0.01mm；针间绝缘电阻：≥1000MΩ；机械游移率：≤0.3％；探针：碳化钨或高速钢≥Ф0.5mm；探针压力：5～16牛顿(总力)；6.模拟电阻测量相对误差：0.01Ω、0.1Ω、1Ω、10Ω、100Ω、1000Ω、10000Ω≤0.3％±1字；7.整机测量最大相对误差：(用硅标样片:0.01-180Ω.cm测试)≤±5％；8.整机测量标准不确定度：≤5％。7单波长激光椭偏仪1.膜层厚度精度：≤1nm；2.膜厚范围：1nm～4000nm；3.折射率范围：1.300～10.000；4.波长：632.8nm（He-Ne激光器）；5.入射角：40°～90°，误差≤0.05°；6.偏振器步进角：0°～360°，0.014°/步；7.样品台：光学中心高度80mm，可进行三维调节；8.采集系统：光电倍增管，阴极灵敏度：74mA/W，阳极脉冲上升时间：≤2.2ns,电子渡越时间：22ns，240×160点阵液晶显示器，AD采用输入范围0～2.5V，12位高速AD采样，32位ARM内核处理器，最高工作频率72MHz；9.附带样品：单抛单面抛光双面氧化硅片，尺寸4英寸，膜层SiO2；10.仪器通信接口：USB；11.含实验设备控制分析软件，具有一键操作可完成样品测量功能。8ALD-PECVD管式炉（核心产品）1.供气系统：1.1通过6英寸PLC触摸屏对ALD蒸汽脉冲时间、气体流量等参数进行设定控制；1.2可控制2个ALD阀门的脉冲时间以及循环次数（毫秒级）；

1.3可控制4路气体流量（4路质量流量计，准确度:±1.5%FS线性:±1%F.S.重复精度:±0.2%F.S.）；1.4四通道质子流量计控制系统可用于4路气体的通入和混合；1.5流量范围：1路:100SCCM、2路:200SCCM、1路:500SCCM；共4路质量流量计；1.6控制系统抽真空，具有一键抽空和手动抽真空功能；1.7可显示真空曲线和温度曲线；2个ALD脉冲电磁阀（最小可在10ms完成阀门的开启或关闭），工作压力范围：真空至145PSI；流量系数：CV0.27；阀门状态：常闭；螺纹接口：内螺纹VCR接头。3.液体气相发生器3.1连接到ALD进气阀；3.2通过蠕动泵实现液体的精密推送；3.3精密液体气相发生器：流量范围:0.007～7ml/minute（可调）；转速：0.1～100rpm（可调）；3.4精密液体气相发生器精度：流量范围：0.7～7ml/min精度：±1%；流量范围：0.14～0.35ml/min精度：±5%；流量范围：0.007～0.07ml/min精度：±10%；3.5不锈钢罐：安装于壳体中和壳体外，工作温度:50℃～450℃，二次加热管工作温度50℃～200℃，材质316不锈钢；3.630段程序化控温，控温精度±1℃；3.7精密液体气相发生器罐体尺寸：大罐φ40×125mm，小罐φ18×100mm。4.双温区管式炉：4.1连续工作温度：≤1100℃；4.2两个温区由两个独立的温控系统来控制，采用智能温度控制器30段程序控温，控温精度±1℃，移相触发、可控硅控制；4.3每个加热区长度：200mm，加热区总长度：400mm；4.4如两区域加热至同一温度时，恒温区长度：200mm；4.5炉管尺寸：外径Φ80mm；4.6输入电压：单相208-240VAC；4.7最大功率≥4KW。5.单温区预热炉：5.1最高工作温度≥1200℃（短时间）；5.2连续工作温度≤1100℃；5.3采用智能温度控制器30段程序控温，控温精度±1℃，移相触发、可控硅控制；5.4加热区长度：400mm，恒温区长度：140mm；5.5石英管尺寸：外径80mm；5.6带有一对已安装截止阀的真空密封法兰；5.7输入电源:单相208-240VAC；5.8最大功率≥4KW。6.防腐型数显真空计：测量范围：3.8×10-5

～1125

Torr；7.射频等离子体源7.1耦合方式：外置多圈电感耦合，电感线圈水冷；7.2射频电源：1）输出功率区间0～600W，输出频率13.56MHz±0.005%；2）输入频率50～60Hz；最大输出功率600W；最小输出功率10W；谐波-45dBc；3）功率稳定性：设定值的1%或额定功率的0.2%（两者取较大值）；4）匹配器最大支持功率：1500W；匹配精度：最大功率值1%；匹配时间：＜2sec（预设时）。8工作压强：10Pa～200Pa。9.真空系统：机械泵+扩散泵（或涡旋泵）抽气系统9.1基础真空度：10-3Torr-10-6Torr；9.2反应真空度：10-2Torr以下。9实验室超纯水机1.系统采用一体式组合设计，即预处理、主机分离，RO反渗透、纯化柱、抛光超纯化柱等均内置在机壳内；2.产水量：80L/Hr；3.产水水质：一机两用设计，可同时制备取用超纯水和纯化水；4.智能真彩色大屏幕LCD液晶显示器和多行显示系统，能自动检测修复主机微电脑控制系统的各项错误程序，具备耗材失效自动告警并显示提醒更换功能，可同时检测和显示水质详情；5.出水水质符合实验室用水规格GB6682-2008纯水标准；6.电导率≤10μS/cm@25℃；7.取水流速（L/min）：≥1；8.出水水质优于实验室用水规格GB6682-2008一级水标准；9.电阻率≥18.25MΩ.cm@25℃（电导率≤0.055μS/cm@25）；10.重金属离子：<0.1PPb，其中金属阳离子含量（单位PPb）：Fe(铁)＜0.005Cu(铜)＜0.005Al(铝)＜0.005Ni(镍)＜0.005Zn(锌)＜0.02Cr(铬)＜0.005Na(钠)＜0.01K(钾)＜0.02，阴离子含量(单位PPb)：Cl(氯)＜0.01NO2(亚硝酸根)＜0.02NO3(硝酸根)＜0.02SO42(硫酸根)＜0.01；11.颗粒物（＞0.22μm）：＜1/ml；12.总有机碳TOC<10ppb；13.微生物＜1CFU/ml；14.吸光度(254nm,1cm光程)≤0.001；15.可溶性硅[以（SiO2）计]＜0.01mg/L；16.运行方式：全自动运行工作，流量，水质自动显示；17.运行电压：220V/50HZ；18.运行功率≥200瓦；19.进水压力：0.1MPa-0.3MPa；20.出水压力：0.3MPa-0.6MPa；21.内置超纯水循环程序和RO膜自动冲洗功能，延长RO使用寿命及开机快速达到18.25MΩ/cm@25℃；22.具备开机自检、缺水保护告警、停电自动复位、纯水桶满水后自动停机、超低压保护、RO自动冲洗功能；23.外观尺寸≥530*550*1150mm。10光刻机1.设备主要由均匀照明曝光系统、对准工件台系统、电控系统、气动控制系统及辅助配套设备构成；2.曝光面积：≥165mm×165mm；3.曝光波长：365nm；4.分辨率：≤0.8mm；5.对准精度：±1mm；6.对准系统扫描台运动范围至少满足：Y：10mm；7.双目双视场对准显微镜：既可通过目镜目视对准，也可通过CCD+显示器对准，光学合像，光学最大倍数400倍，光学+电子放大800倍，物镜三对：4倍、10倍、20倍，目镜三对：10倍、16倍、20倍；8.掩模尺寸2.5英寸，3英寸，4英寸，5英寸,7英寸；9.样片尺寸：碎片，2英寸，3英寸，4英寸，6英寸；10.适应样品厚度：0.5-6mm，最大可支持20mm的样片；11.曝光方式：定时（倒计时方式）；12.照明不均匀性：＜2.5%；13.掩模相对于样片运动行程至少满足：X:±5mm；Y:±5mm；q:±6º；14.曝光能量密度：>30mW/cm；15.对准位和曝光位双工位工作，双工位伺服电机自动切换；16.调平接触压力通过传感器保证重复性；17.可数字设定对准间隙和曝光间隙，0-500数值化可调；18.具备纳米压印接口，也具备接近式接口；19.触摸屏操作；20.外形尺寸≥约1400mm（长）700mm(宽)1500mm（高）。11电子束测试仪1.用五只表头分别显示阳极电压、聚焦电压、电偏转电压、磁偏转电流、螺线管励磁电流；2.螺线管：线圈535匝，长度235mm，直径92mm；3.阳极电压：500～1080V，连续可调；4.电偏转电压：-45～+45V，连续可调；5.磁偏转电流：0～250mA，连续可调，带保护电路；6.螺线管励磁电流：0～3.5A连续可调，带短路保护；7.电子荷质比测量误差优于5%。12环盘电极1.收集率≥37%；2.工作温度：10-25℃；3.盘面积≥0.2475cm²；4.环面积≥0.1866cm²；5.盘电极外径≥5.61mm；6.环外径≥7.92mm；7.环内径≥6.25mm；8.盘材料：玻碳、铂、金等；9.环材料：玻碳、铂、金等。13鼓风干燥箱1.方式：底风道回旋送风；2.使用温度范围：RT+10-300℃；3.温度分辨率：0.1℃；4.温度波动度≤±1℃；5.温度分布精度≤±2.0%；6.内装：镜面不锈钢板；7.外装：冷轧钢板，表面耐药品涂装；8.断热材：硅酸铝纤维；9.加热器：镍铬合金加热丝；10.额定功率≥3kw；11.排气口：内径≥28mm*1，顶部；12.温度控制方式：液晶双列PID；13.温度设定方式：轻触四按键设定；14.温度表示方式：测定温度显示：液晶上位显示；设定温度显示；液晶下位显示；15.定时器：0-9999分钟（带定时等待功能）；16.运行功能：定值运行、定时运行、自动停止；17.程序模式：选配；18.附加功能：偏差修正、菜单按键锁定、停电补偿、停电记忆、过升防止器、定速风机；19.传感器：Pt100；20.安全装置：过升防止器；21.附属品：隔板：2件。14真空烘箱1.方式：独立限温器、2个隔板；2.使用温度范围：RT+10-250℃；3.使用真空度范围：＜133PA；4.温度分辨率≤0.1℃；5.温度波动度≤±1℃；6.升温时间：由室温升至最高使用温度≤40分钟；7.隔板控温均匀度≤±0.5℃；8.内装：不锈钢；9.外装：冷板喷涂；10.断热材：硅酸铝纤维；11.加热器：独立式隔板加热；12.观察窗：防弹钢化玻璃；13.真空表：指针式；14.额定功率≤1.4kw；15.温度控制方式：5.0寸LCD触摸屏多段PID全温度段程序控温；16.温度设定方式：触摸式；17.温度表示方式：液晶显示；18.定时器：定值运行10000小时；程序运行时99小时/步；19.运行功能：定值运行、定时运行、自动停止，程序运行；20.程序模式：30段，40步；21.附加功能：偏差修正、停电补偿、实时曲线记录；22.传感器：Pt100；23.安全装置：自诊断回路，温度传感器异常，独立限温器。15液体表面张力系数测定仪2.吊环：外径≤φ3.5cm、内径≤φ3.3、高≤0.8cm的铝合金吊环；3.玻璃器皿：直径≤12.00cm；4.砝码盘及0.5克砝码7只；5.含力敏传感器固定支架、升降台、底板及水平调节装置；6.仪器测量误差：≤5%。16变温粘滞系数测量实验仪≤≤≤17温度传感器温度特性测量实验仪A，纹波Vp-p<1mV。18快速热处理炉19匀胶机1.6寸以上工业全彩触屏人机界面与高精度无刷电机；2.PP内腔，PC透明盖；3.数字化显示真空吸附压力； 4.可处理基片范围：小于10mm碎片至6寸圆形底物（5寸方形底物）；5.标配漏胶过滤装置、漏胶检修接口和防堵胶功能； 6.盖子开关安全个防护功能； 7.标配2/4/6寸手持对中器； 8.可升级带光谱原位分析功能；9.可选配升级自动滴胶装置； 10.配备抛弃式独立内衬实时更换，易清洗；11.转速范围100-12000rpm；12.转速分辨率≤1rpm；13.加速度可调范围：100-30000rpm/s；14.最大单步时长≥3000s；15.时间分辨率≤0.1s；16.配方功能：最大100组配方存贮；17.点胶端口：单路自动点胶端口；18.单步和多步旋涂功能：多步支持100步程序；19.标配三种真空载物盘10mm、20mm、50mm；20.真空系统：实时显示真空压力值；21.电源输入：宽电压输入220-240VAC；22.外形尺寸≥290mm(W)*370mm(D)*273mm(H)；23.气泵参数≥220VAC/负压范围0~-80kPa；24.气泵尺寸≥270mm(L)*110mm(W)*155mm(H)。20手套箱1.双工位手套箱，箱体内部尺寸：长度≥2440mm，深度≥750mm，高度≥900mm；箱体材料：304不锈钢，厚度≥3mm；2.一台大过渡舱位于箱体右侧，可拆卸式，尺寸：内径≥360mm，长≥600mm；3.一台小过渡舱位于箱体右侧，可拆卸式，尺寸：内径≥150mm，长≥300mm；舱门铰链以及门锁须采用弹性结构；4.玻璃视窗采用实芯O型密封圈法兰视窗结构，整体环状O型密封圈嵌入整体环状槽的真空密封方式，达到无泄漏；5.四只手套：丁基橡胶手套；6.过滤器：规格≤0.3微米，1个气体入口和1个气体出口；7.一套净化系统：阀门控制，净化材料可再生，且再生过程自动控制，自动除水除氧功能；8.气体纯度：水<1ppm，氧<1ppm；9.泄漏率：小于0.001vol%/h；10.一套PLC触摸屏及程序控制系统；11.手套孔圈为铝合金材质；12.循环能力：集成风机流量≥90m3/h，加装变频控制；13.气体控制阀：不锈钢电磁集成阀座；14.一套水分析仪,量程：0-500ppm，采用五氧化二磷原理传感器，水探头可以通过清洗再生程序恢复初始状态；15.一套氧分析仪,量程：0-1000ppm，采用氧化锆原理传感器，可以暴露在高氧中；16.一套快换有机溶剂吸附装置，填充≥10kg高效活性吸附材料，与主循环管道相联，循环气体可首先通过吸附器，主要吸附挥发出来的有机气体；17.一台控温装置，可对手套箱内温度调节设定（工作温度17-36℃）；18.一台真空泵：可手动或通过PLC启动，流量≥12m3/h，可对过渡舱抽真空，并保持箱体压力平衡，真空泵极限真空度≤2×10-1pa；19.箱体底部配有支架，旋转脚轮，可微调水平，配有用于压力调节的脚踏板。21温度传感器测试及半导体致冷控温实验仪1.控温范围为0℃~室温，一般在低于30℃室温环境下才可以控温到0℃，稳定度±0.2℃；控温稳定时间与环境温度有关，环境温度越低，控温速度越快；2.制冷电流：可调范围0~3.8A，显示分辨率0.01A；3.制冷开关：可开/关切换；4.控温传感器采用PT100；5.控温炉采用半导体制冷片和风管散热器设计，可以同时放置6只直径5mm待测温度传感器。22激光拉曼光谱仪1.含陷波滤波器，中心波长532nm，光谱范围450nm~1200nm，平均透过率≥80%，半强宽度≤350cm^-1，有效通光口径≥16mm；2.半导体激光器：输出波长：532nm；输出功率≥40mW；3.外光路系统：包括激光聚焦光学系统，拉曼信号收集光学系统，光路中可放置起偏器，检偏器，波片，拉曼滤光片等光学元件；4.样品架五维可调，垂直样品架、水平液体样品架、透明固体样品架、斜入射固体样品架、背散射样品架；5.单光子计数系统：光子计数型光电倍增管，单光子信号甄