近日，華東理科大學(xué)上海市智能感知與檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室智能傳感團(tuán)隊(duì)在氮化鎵晶圓檢測(cè)研究中取得重要進(jìn)展。
圖片來源：華東理科大學(xué)
團(tuán)隊(duì)利用開發(fā)的二維有機(jī)薄膜憶阻器實(shí)現(xiàn)了有圖案晶圓的缺陷檢測(cè)和無圖案晶圓的表面粗糙度分類。
相關(guān)研究成果以“Covalent organic framework-based photoelectric dual-modulated memristors for wafer surface quality evaluation”為題在線發(fā)表于Cell Press旗下期刊Matter上。
#氮化鎵?晶圓檢測(cè)在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域至關(guān)重要，影響著芯片質(zhì)量、產(chǎn)量和成本控制。晶圓表面的缺陷會(huì)導(dǎo)致電短路、開路和器件性能下降。研究人員開發(fā)了多種方法來評(píng)估晶圓的表面質(zhì)量，但目前已經(jīng)報(bào)道的方法仍然受到分辨率和效率等方面的限制。
因此，需要更先進(jìn)的評(píng)估技術(shù)來確保更好的芯片性能。憶阻器是一種新型的電子元件，具有實(shí)時(shí)處理、減少延遲、可擴(kuò)展性和靈活性等顯著優(yōu)勢(shì)?；趹涀杵鞯倪吘売?jì)算被視為一種有潛力的晶圓檢測(cè)方案。
該校智能傳感團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種大面積的刺激響應(yīng)型共價(jià)有機(jī)框架薄膜（ODAE-COF），并以此薄膜材料為活性層制備了具有光電雙響應(yīng)特性的憶阻器，進(jìn)一步開發(fā)了基于憶阻器的新型邊緣計(jì)算系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了傳感單元和數(shù)據(jù)處理模型，分別用于晶圓的空洞缺陷檢測(cè)和表面粗糙度分類。
傳感單元模型包含兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)：首先在圖像增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)中，利用憶阻器的光響應(yīng)性進(jìn)行去噪和特征提??；接著，信號(hào)被傳輸?shù)揭粋€(gè)由輸入、編碼器、解碼器和輸出模塊組成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用于精確定位缺陷。通過對(duì)400幅晶圓的X射線圖像進(jìn)行測(cè)試，證明了空洞缺陷檢測(cè)的有效性。
數(shù)據(jù)處理模型則包含一個(gè)圖像注意力模塊、一個(gè)特征卷積模塊和一個(gè)概率映射模塊，所有模塊均由64種光電導(dǎo)態(tài)的憶阻器構(gòu)成。該模型在晶圓表面粗糙度分類中實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的表現(xiàn)，平均精度超過90%。
據(jù)悉，上述研究成果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和上海教委協(xié)同創(chuàng)新建設(shè)項(xiàng)目等資助。
（集邦化合物半導(dǎo)體整理）
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