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天津市薄膜电子与通信器件重点实验室
2018年05月22日 15:23      浏览:

天津市薄膜电子与通信器件重点实验室

 

天津市薄膜电子与通信器件重点实验室是2003年经天津市科委批准,依托于天津理工大学筹建而成。该实验室依托天津市重点学科电子科学与技术,坚持和国内强校错位发展,注重学术梯队的培养,经过多年建设,形成了3个研究方向。实验室现有固定人员55人,流动人员7人,包括天津市千人计划4人、天津市青年千人计划1人、天津市特聘教授4人、教育部新世纪优秀人才2人、天津市青年拔尖人才1人、天津市学科领军人才培养计划3人、天津市131第一层次人才2人、天津市青年科技优秀人才3人,并拥有天津市高等学校创新团队-微纳器件设计与光电集成技术。

一、主要研究方向及内容:

1. 薄膜电子器件及集成技术

主要从事高频声表面波(SAW)器件、新型半导体存储器件、二维纳米材料及器件互连新技术等研究。

1)高频声表面波(SAW)器件

在高频、高比特率的通信中,尤其是物联网应用中,微波段高频声表面波器件发展迅速、要求苛刻。本实验室一方面基于金刚石薄膜沉积及微加工技术研制高声速衬底,另一方面积极探索具有高声速高压电性的复合压电材料,同时基于亚微米IDT设计和模拟仿真,成功实现GHz高频声表面波器件。本实验室先后承担了声表面波器件相关领域国家自然科学基金、国家863计划子课题、天津市自然基金多项,发表高水平SCI论文30余篇,获得授权发明专利20余项,基于金刚石薄膜多层膜SAW滤波器研究在国内占有一定优势。

2)新型半导体存储器件

随着半导体集成电路集成度的提高,器件特征尺寸日益减少所引发漏电电流及功耗增加问题,基于非电荷的新型存储技术成为研究热点,本实验室主要开展基于氧化物半导体的阻变存储器、基于硫系化合物的相变存储器以及磁电存储器件、铁电存储器件等研究,尤其是基于氧化铪叠层的低功耗阻变存储单元,功耗低至30nA,在此基础上提出完善了离子型导电、电子型导电等阻变机理模型。先后承担国家自然科学基金、国家重点研发计划、天津市自然基金重点项目等,发表高水平SCI文章50余篇,获得授权发明专利20余项,在国内有一定的影响力。

3)二维纳米材料及器件互连技术

本实验室利用CVD工艺原位合成二维纳米材料,包括石墨烯、MoS2MoSe2BN等二维材料,通过工艺优化实现单层单晶大面积生长,结合EBL工艺构建了新型纳米器件,显著改善了迁移率和提高了开关比;并对二维材料电特性进行仿真模拟。同时实验室基于纳米材料的生长、填充及化学机械平坦化技术(CMP)探索了CNT器件互连新技术。先后承担国家自然科学基金、天津市自然基金重点项目等,发表高水平SCI文章30余篇,获得授权发明专利10余项,与国内高水平大学、研究所开展合作研究,具有一定影响。

2. 光纤通信器件与光信号处理

主要从事光子射频信号处理、高速光纤通信、移动通信技术以及光纤光栅传感应用研究。

研制的光纤光滤波器达到了阵列波导光栅才能达到的性能,特别是具有非常低的色度色散:≤±0.011ps/nm(整个C波段范围)优于相关文献报道的最高指标(-3.2 ps/nm,滤波器中心波长附近,不足1 nm范围内);采用光子方法实现射频模拟信号处理的新技术,实现了射频信号的宽带实时处理。本研究方向有扎实的科研基础和较长时间工程技术积累,得到国家军工863、国家自然基金、天津市重点基金、重点攻关等项目的支持,在宽带、大容量通信器件方面,在国内取得一定优势。

3. 电源芯片管理

主要从事混合信号电源管理集成电路系统的设计与研究。包括功率器件研究、高效节能的交流-直流转换开关电源结构及其控制器芯片的设计研究、太阳能/风能发电并网逆变电源结构及其系统控制电路的设计研究、以及低功耗高性能的模数转换器、带隙基准和线性稳压器等关键电路的设计研究。课题组成功研制开发了用于多类电器系统如手机、电脑、汽车、LED 照明和光伏发电并网逆变器等系统的电源管理和控制电路产品或 IP 数十个,经济效益五千万美元以上。以上述研究获得的突破性技术成果为主要内容,发表高水平论文 50 余篇,获得中国和美国发明专利二十余项,获得部级科技成果奖 4 项。

二、主要科研平台

实验室拥有“器件设计-器件制作-封装测试”的器件研究平台,拥有Cadence集成电路设计软件;拥有原子层沉积系统、高真空磁控溅射系统、电子束蒸发镀膜系统、等离子体增强CVD系统、微波等离子体CVD系统薄膜生长设备;拥有电子束曝光系统、UV曝光系统、反应离子刻蚀系统、高密度等离子刻蚀台、电子薄膜平坦化系统、湿法刻蚀与兆声清洗系统等器件制作工艺设备;拥有丝网印刷设备、封装焊线装置、变温高频多功能探针台、原子力显微镜、表面轮廓仪、半导体参数分析仪、铁电测试系统、Raman-PL-AFM联用系统等器件封装测试系统;各类大型仪器60余台(套),仪器总价值3000多万元。已具备了从事集成电路设计及器件单元制作的研究设施和条件。

三、开放交流

实验室以高水平科学研究支撑创新人才培养,以高水平人才培养服务创新驱动战略,以国际视野推进高水平国际科技合作,为引领集成电路领域的科学创新、支撑我国芯片设计及制作产业发展做出贡献。实验室本着“开放、流动、联合、竞争”的原则,欢迎从事作相关研究的科学家自带课题到我实验室开展研究,也欢迎博士后进站工作。

四、机构组成

实验室主任:张楷亮 教授

学术委员会主任:姚建铨 院士

学术委员会委员:

1】姚建铨 天津大学 中国科学院院士

2】宋志棠 中科院上海微系统与信息技术研究所

3】姚素英 天津大学

4】林 南开大学

5】陈洪钧  航天三院8358

6】赵 南开大学

7】杨瑞霞 河北工业大学

8】杨保和 天津理工大学

9】张楷亮 天津理工大学

 

地址:天津市西青区宾水西道391号天津理工大学18#

邮编:300384

 

 

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