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高端原子层级镀膜技术——东莞纳锋微电子装备有限公司

时间:2022-01-13        点击:

 

随着纳米技术、半导体微电子技术的发展,其领域相关器件、材料的尺寸有着更加精细化的要求,往往以纳米作为单位。厚度精确可控的镀膜技术——原子层沉积技术(Atomic Layer  Deposition,以下简称“ALD技术”)因此逐渐成为相关制造领域的关键技术之一,在半导体芯片、纳米技术、新能源、生物医药等领域有巨大的应用前景。

位于松山湖国际创新创业社区的东莞纳锋微电子装备有限公司(以下简称“纳锋微电子”)创始人李湘林在ALD技术领域有着十多年经验积累,其独立带队、自主研发出技术领先的国产原子层沉积装备系统,并开发先进ALD工艺,拓展ALD应用领域,开展高端微电子装备国产化替代、填补技术空白和参与国际高端竞争。

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公司简介

东莞纳锋微电子装备有限公司是专注于先进薄膜沉积装备的开发、设计、生产和服务的高科技企业。纳锋的核心技术是先进的原子层沉积 (Atomic Layer  Deposition,ALD)技术与装备,为新能源、柔性电子、光学镀膜、半导体和纳米技术等领域薄膜的研发和生产提供整体解决方案。公司同时提供与原子层沉积技术相关的技术咨询、技术培训、技术开发、镀膜代工等服务。

   

▲纳锋微电子装备有限公司ALD系统

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发展历程

 

▲纳锋微电子创始人李湘林

李湘林在读博期间开始接触ALD技术,在课题研究期间,他意识到ALD技术的应用场景广泛,但市面上的设备工艺却无法满足实际研究应用需求,包括各种设备的镀膜使用原材料相对受限、镀膜速度缓慢等。

 

为推动在校实验课题的顺利开展,李湘林开始深入学习,尝试改造、设计ALD技术设备。有一回,李湘林在学校实验室参与课题研究的过程中,其导师正在使用的ALD设备出现故障。导师便让有物理专业基础的李湘林来检查维修,李湘林检查完设备后说:“设备本身不容易维修,我们自己可以做一台。”

“实验有需求,师生也有需要,我们自己动手改造设备、开发工艺,以满足不同实验场景需求,这也让学校的老师们对我留下深刻印象。”李湘林表示,正是这样一个契机,让他在博士毕业后,选择继续留在学校设计ALD系统、搭建研究型ALD样机。最终,这些样机在南洋理工大学投入使用,并成功产出科研成果。

2018年,在深入了解广东多地的扶持政策、创业环境后,李湘林选择了东莞松山湖,与东莞同济大学研究院签订孵化协议,在此成立东莞纳锋微电子装备有限公司,并于同年完成研究型ALD产品开发及测试。

通过自主研发,企业研发技术能最大程度压缩镀膜过程中各环节反应时间,纳锋微电子的ALD技术设备在保证镀膜均匀度、厚度可控度的基础上,镀膜单循环时间缩短至最短 3 秒内,速度是同行业产品的 1/10 至 1/4。

 

▲纳锋微电子ALD设备

“由于缺少相关关键技术,目前ALD量产技术都被国外的设备大厂如ASMI、AMAT、TEL等垄断,国内量产型ALD设备制造企业几乎空白,进口设备相对昂贵外,在实际开展研究和应用上也有很多功能限制。”李湘林表示,企业研发的技术设备能广泛适用液态、气态、固态的镀膜原料,且具有反应源耗量小、多种沉积模式兼容等优点。

由李湘林博士领衔的公司创业团队研发的ALD设备具备完全自主知识产权,相较于其他国内外品牌产品,具有明显的技术优势,如沉积速度快(ALD单循环时间小于3秒)、反应源耗量小、多种沉积模式兼容等优点。公司早期主要针对国内高校、研究所市场需求,通过逐步的技术、资本累积,发展工业应用型高端ALD和针对储能领域开发批量生产型粉体镀膜ALD装备相关镀膜工艺,未来进入工业市场,助力相关领域的发展。

 

▲东莞同济大学研究院

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专注研发  佛系推销

李湘林坦言,技术出身的自己更倾向于全身心投入研发和实验,自身并不擅长市场开拓、企业运营的工作。创业期间,东莞同济大学研究院为其创办企业提供企业注册、引进职工等服务。

由于公司产品专业性高,主要应用场景为高校、研发机构及企业的实验室内,招到熟悉该专业领域的销售人才并非易事,企业也因此长时间由李湘林一人维持着“佛系”推销的状态。

“企业过去的重心并非开拓市场,更多聚焦于新产品的研发,由于以前读博时的导师、同学们都知道我在开发这类产品,我也发表过一些相关论文,客户便顺藤摸瓜联系上我,纳锋微电子在没有大范围推广的情况下,用口碑赢得一个个客户的认可,逐渐成长起来。”李湘林表示,有客户开展课题研究,一次实验耗时长却始终没有进展,他便自己把研究样品带到公司进行试验,客户看到高效率产出的实验结果便主动签下订单。

 

▲纳锋微电子ALD系统在湖南大学研究室内使用

随着口碑逐渐扩大,目前,纳锋微电子ALD系统成功交付到湖南大学、南开大学、同济大学等高校,并与中山大学、中南大学、南京工业大学等知名高校达成合作。截止2021年,纳锋微电子装备有限公司完成销售总额600万元,2022年预计销售突破1000万元。2021年纳锋微电子装备有限公司成功入选广东省高新技术企业、科技型中小企业、国家海外留学人员创业重点支持企业。

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核心技术——ALD简介

原子层沉积技术(ALD)是一种基于表面化学反应、自限制生长的化学气相薄膜制备技术,它可以沉积均匀、厚度原子层级精确可控、成分精确可调的超薄保型薄膜。随着纳米技术和半导体微电子技术的发展,器件和材料的尺寸要求不断地降低,同时器件结构中的宽深比不断增加,因此所使用材料的厚度也降低至十几纳米到几个纳米数量级。

 

ALD四个步骤:a)基底暴露于前驱体1分子,吸附一理想单分子层;b)惰性载气清扫过量的前驱 体1和副反应产物;c)基底暴露于前驱体2分子,与吸附的前驱体1分子反应生成单层沉积材料;b)惰性载气清扫过量的前驱体2及副反应产物。通过 ALD循环次数控制薄膜厚度。

 

▲ALD薄膜特点

 

ALD技术主要应用

   

▲ALD技术主要应用领域

李湘林透露,目前企业还在研发量产型的ALD镀膜设备,其最大镀膜尺寸为12寸。李湘林自己也计划着手验证ALD技术在储能领域的应用,如提高电池寿命及安全性等,同时,与合作机构一同开发ALD技术在新型超表面结构光学器件、微机电系统(MEMS)、光伏(PV)电池等领域的应用以及发表相关验证论文等工作。

“相比寻找投资人融资,我更希望接下来能与一些企业开展战略合作,在现有研发工艺基础上拓展更多实用型设备。纳锋微电子接下来也将开始加大力度寻找合适的职业经理人,希望未来企业团队能一起将这个国产品牌进一步做强做大。”李湘林说。同时也欢迎有志之士的加入。

 

联系方式

   

李湘林博士简介:

 

▲李湘林在吉大的学习照

2002年考入bd综合下载物理学院物理学专业,2006年获理学学士学位。

2006年以优异的成绩保送至bd综合下载超硬材料国家重点实验室刘冰冰教授课题组,2009年获理学硕士学位。

在bd综合下载学习期间多次获得国家奖学金。

2009年到新加坡南洋理工大学攻读博士学位,2014年获理学博士学位。

十多年来,李湘林博士潜心ALD装备、工艺技术研发,并于2018年成为湖湘青年英才入选者,2019年成为首批松山湖创新创业领军人才项目入选者,发表SCI论文50余篇,论文他引2000余次。

 

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