一、团队介绍
潘国顺 博士
清华大学摩擦学国家重点实验室 副研究员
摩擦学国家重点实验室深圳微纳工程研究室 常务副主任
深圳市微纳制造重点实验室 主任
深圳清华大学研究院微纳工程重点实验室 常务副主任
目前主要从事超精密抛光技术、摩擦学设计等方面的研究。
科研骨干人员：
顾忠华 工程师 主研方向：半导体材料抛光
周 艳 工程师 主研方向：LED衬底、硬盘盘基片抛光
邹春莉 工程师 主研方向：化学机械抛光技术
徐 莉 工程师 主研方向：化学机械抛光技术
龚 桦 工程师 主研方向：化学机械抛光技术
二、实验室主要工作
1、总体定位
科研方向主要集中在：
一、集成电路制造中的化学机械抛光（CMP）技术
二、计算机硬盘盘基片表面超精抛光
三、金属材料抛光
四、硅材料抛光
五、化合物材料抛光
六、微纳米材料研发
2、研究方向、工作重点
※ 集成电路制造中的化学机械抛光（CMP）技术:
集成电路(IC)尤其是超大规模集成电路(ULSI)是现代半导体工业的核心技术，是现代信息社会发展的基础。现代集成电路的设计多采用多层铜互连技术，以适应集成电路微型化对互连材料低电阻率、高抗电子迁移特性的要求。
研究内容：主要研究集成电路制造过程中化学机械抛光（CMP）技术，开发CMP抛光液，包括Cu层抛光液、SiO2抛光液等
※ 计算机硬盘盘基片表面超精抛光:
随着垂直磁记录技术的运用，计算机硬盘存储密度得以大幅度增加，硬盘的存储容量飞速扩大。同时，硬盘磁头的飞行高度进一步降低，这就要求硬盘盘基片表面更加光滑、无任何缺陷，表面粗糙度更小。
本研究主要致力于计算机硬盘盘基片（铝基片与玻璃基片）的超精密抛光。一直以来，我们与国内最大的硬盘制造商保持长期合作。最新的研究成果表明，主要技术指标如硬盘盘基片的表面波纹度Wa、表面粗糙度Ra等已经达到或超过了日本、美国等国际先进水平。前期成果已经通过教育部科技成果鉴定，专家鉴定意见为：磁头、磁盘表面纳米级抛光总体达到目前国际先进水平，其中磁盘表面抛光为目前国际领先。
具体研究内容包括：
1)硬盘铝基片粗抛液的研究与开发
2)硬盘铝基片精抛液的研究与开发
3)硬盘玻璃基片抛光液的研究与开发
※ 金属材料抛光:
主要从事金属抛光蜡紫蜡、绿蜡、蓝蜡以及小白蜡的研究。紫蜡主要是白刚玉与油性强的油脂混合而成，要求抛光蜡油性大，磨削力度强；绿蜡主要是用氧化铬绿加上一定种类的油脂配制而成，要求能够达到快速上光、无明显划痕；蓝蜡主要是用超细氧化铝、颜料以及一定种类的油脂混合而成，要求抛光钛合金达到超镜面、无划痕；小白蜡主要是用纳米级的氧化铝粉以及各种精制的油脂经过蒸汽加热法配制而成，要求抛光高档不锈钢表带达到无划痕超镜面效果。
1)紫蜡:多用于各种硬度较大金属的粗中磨，如不锈钢、铁、钢以及钛合金等。
2)绿蜡:常用于各种不锈钢制品、铝合金以及钛合金的精细抛光，
3)蓝蜡:主要用于眼镜架钛合金的超镜面抛光，能使产品表面达到超镜面的效果。
4)小白蜡:主要用于高档不锈钢表带以及铝合金的超镜面抛光。
※ 半导体材料抛光:
以硅材料为主的半导体专用材料已是电子信息产业最重要的基础功能材料，在国民经济和军事工业中占有很重要的地位。全世界的半导体器件中有95%以上是用硅材料制成，其中85%的集成电路也是由硅材料制成。硅抛光片是制造IC芯片的基础材料，为满足IC工艺技术要求，高品质的硅单晶抛光片是基本条件。
目前IC技术已迈进了线宽工艺小于0.1µm的纳米电子时代，对硅单晶抛光片的表面加工质量要求愈来愈高，12寸硅片逐渐成为主流产品。采用传统抛光液及抛光工艺加工已不能满足对硅单晶片的抛光要求，为了确保硅抛光片的翘曲度、表面局部平整度、表面粗糙度等具有更高的加工精度，必需开发出新的抛光液及抛光工艺；获得表面加工精度更高的硅晶片是制造集成电路的重要环节，对硅片的抛光效果影响到集成电路线宽的大小，直接关系到集成电路的合格率。
1） 8-12寸硅晶片抛光液配方
本项目组成的团队已经进行了多年的集成电路硅晶片抛光液研究，在总厚度变化、微粗糙度、抛光液循环使用寿命等关键技术指标方面形成突破，达到甚至超过国际先进抛光液的技术水平，相关抛光液在国内6英寸硅片抛光生产线上获得应用，替代了国外进口抛光液。
本项目将在6英寸硅片抛光液研究与产业化的基础上，针对90－65nm集成电路技术的要求，研发8~12英寸硅单晶抛光片用抛光液技术，形成从初粗抛光液、细抛光液到精抛光液的系列关键技术和产品。
2） 8-12寸硅晶片抛光液超纯净化控制技术
研发抛光液精制处理技术，精密、高效地去除原材料和抛光液中大颗粒和杂质颗粒，获得超精抛光所需的高纯洁组分，避免由于大颗粒和杂质颗粒的混入造成的表面划伤等缺陷；研究去除原材料和抛光液中有害离子的有效方法，如特殊离子交换工艺等。
3）8-12寸硅晶片抛光液的中间试验与大产业化
完善生产设备、检测设备和工艺手段，放大原料处理能力、生产能力和质量监控能力；有针对性地进行生产控制研究和生产工艺开发，为抛光液大批量生产创造条件；并进行大规模生产工艺试验，促进产品进入生产线试用，实现高端抛光液的产业化。
※ 化合物抛光（氧化铝、碳化硅、蓝宝石等）:
以蓝宝石（Al2O3）、碳化硅、光学玻璃、铌酸锂及钽酸锂等为代表的衬底材料和光学材料在目前以光技术产业为中心的IT产业中获得广泛的应用，具有良好的发展前景。如蓝宝石单晶材料（Al2O3）、碳化硅衬底基片等由于其独特的性能和优势，被广泛运用于发光二极管（LED）衬底材料；石英玻璃具有一系列优良的物理化学性能如有极良好的透光性能，在紫外、可见、红外全波段都有极高的透过率(90％以上)；铌酸锂和钽酸锂晶片具有优良的铁电、光电、机械以及物理性能,从而作为非线性光学晶体、电光晶体、压电晶体、声光晶体和双折射晶体。采用传统的抛光方法, 已很难达到晶片的高平整度、较好的表面完整性和超光滑无损伤层的要求。因此这些衬底材料和光学材料全局平面化的主要超精密加工方法均是采用化学机械抛光(CMP)技术来完成。
本研究方向主要针对蓝宝石（Al2O3）、碳化硅、光学玻璃、铌酸锂及钽酸锂等化合物材料所面临的表面超精抛光技术瓶颈及化学机械抛光液的产业化进行研究，开发出适用于此类衬底材料和光学材料的抛光技术及高端抛光液，逐步替代进口抛光液，提升我国材料的制造水平和加工技术。
一、研究内容
1） 氧化铝及蓝宝石晶片表面超精抛光工艺技术及其抛光液的研究与开发。 通过研究抛光液中纳米粒子粒径、粒度分布、固含量与抛光性能的关系，获得合理的纳米颗粒机械作用能力；通过研究抛光液中腐蚀剂、pH值调节剂等添加剂的作用规律，获得理想的化学作用基础；通过调整抛光液中润滑剂、络合剂、改性剂等添加剂的作用，实现抛光液在抛光过程中机械与化学作用的合理配伍性，从而获得能够满足抛光要求的化学机械抛光液；
1.1 LED用蓝宝石基片超精抛光液的研究与开发
经过多年的蓝宝石晶片抛光液的研究，分别针对单面抛光、双面抛光等不同工艺以及各种不同晶型的蓝宝石晶片（包括C型(0001)、R型(1-102)、A型(11-20)、M型(1-100)等晶型）的抛光在去除率、表面粗糙度、表面翘曲和平面度及抛光液循环使用寿命等关键技术指标方面形成突破，达到甚至超过国际先进抛光液的技术水平。更是有针对性的提高抛光表面的洁净度和平整度。其相关蓝宝石抛光液在国内多个厂家已经规模使用，替代了进口。
1.2 窗口材料用蓝宝石晶片抛光液的研究与开发
在衬底蓝宝石抛光液的基础上，根据纳米粒子的机械作用和化学作用的合理配伍性，针对国内外广泛用于窗口材料的蓝宝石单晶的特点，单独进行研发突破。所制抛光液针对不同的工艺条件和不同的蓝宝石晶型（包括C型(0001)、R型(1-102)、A型(11-20)、M型(1-100)等晶型）的抛光在在去除率、表面粗糙度、表面翘曲和平面度及抛光液循环使用寿命等关键技术指标方面形成突破，在蓝宝石抛光的去除率方面更是优势明显，目前在深圳、上海等多个厂家开始大量使用，性能稳定，同样替代了进口。
1.3 超精抛光技术工艺的建立
通过实验室和现场抛光实验，研究抛光压力、抛光上下盘转速及转速比、抛光液流速、抛光时间、抛光垫性质等抛光参量对化学机械抛光质量的影响，获得合理的蓝宝石衬底晶片超精抛光技术工艺。
2） 光学玻璃（石英玻璃、微晶玻璃及硅酸盐玻璃等）抛光液的研究与开发
通过研究各种玻璃如石英玻璃、微晶玻璃及硅酸盐玻璃等的成分和性质，对其在化学机械抛光过程中的各种影响因素如pH值、纳米粒子粒径、润滑剂及各添加剂等的化学作用和机械作用的相互平衡，获得无损光滑表面，从而得到各光学玻璃的抛光液。
3） 碳化硅基片表面加工、精抛光工艺及其抛光液的研究与开发
通过研究碳化硅材料的性质，及在化学机械抛光过程中的主要影响因素，提高纳米粒子的磨削力，增强化学腐蚀作用，从而增强其抛光效果，提高其去除率。
4） 各种光学材料（如铌酸锂、钽酸锂等）的表面加工、精抛光工艺及其抛光液的研究与开发
通过对各不同光学材料的物理性质和化学性质的研究，对其在化学机械抛光过程之中的抛光情况和影响因素进行研究，主要通过对抛光液中纳米粒子、粒度分布、固含量及pH值、润滑剂、添加剂等的调节，获得性能优良的化学机械抛光液。
※ 微纳米材料研发:
纳米粉末又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于：高密度磁记录材料；吸波隐身材料；磁流体材料；防辐射材料；单晶硅和精密光学器件抛光材料；微芯片导热基片与布线材料；微电子封装材料；光电子材料；先进的电池电极材料；太阳能电池材料；高效催化剂；高效助燃剂；敏感元件；高韧性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷发动机等）；人体修复材料；抗癌制剂等。
本研究方向主要致力于磁性材料、稀土氧化物、金属材料及电池材料等材料的微纳米化加工工艺的研究与开发。
具体研究内容:
1）超微细粉体加工工艺的研究与开发；
2）纳米材料分散剂的研究与开发；
3）复合纳米颗粒的合成研究与开发；
4）超高纯纳米二氧化硅生产工艺的研究与开发等
三、联系我们
电话：0755-2695 7638
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