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[发明专利]硅基/铁电单晶材料低温晶圆键合及薄膜化加工方法-CN202011145590.9有效
发明人：耿文平;丑修建;杨翔宇;毕开西;何锦龙;薛刚;李雅青;郑东宛 -专利权人：中北大学
申请日： 2020-10-23 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： H10N30/853 文献下载
摘要：本申请公开了硅基/铁电单晶材料低温晶圆键合及薄膜化加工方法，包括：化学机械抛光原始基板与目标基板；第一次清洗后在原始基板磁控溅射Ti/Pt/Ti电极层；在原始基板上利用等离子体增强化学气相沉积法沉积氧化层；化学机械抛光原始基板表面氧化层；第二次清洗后在原始基板和目标基板上进行第一次等离子体活化；第三次清洗后在原始基板和目标基板上进行第二次等离子体活化；采用甲醇浸泡原始基板与目标基板；预键合、施压并低温退火后完成键合；对键合晶圆进行减薄、抛光、退火及清洗处理。本申请在低温条件下完成了硅基/铁电单晶直接键合，实现了高品质、大面积、低应力铁电单晶薄膜的制备，键合界面无空洞，键合强度、薄膜质量满足器件制作要求。
硅基铁电单晶材料低温晶圆键合薄膜加工方法

[发明专利]一种谐振式NO2-CN202310374459.7在审
发明人： 毕开西;韩树棋;梅林玉;丑修建;耿文平;穆继亮;张帅;栗倩男;周思源;牛耀楷;郭苗丽;庄严;候刘宇;张盛国 -专利权人：中北大学
申请日： 2023-04-10 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G01N29/036 文献下载
摘要：本申请实施例提供一种谐振式NO2气体传感结构，包括：栅极基底；绝缘层：设置于栅极基底上；电极层：设置于绝缘层上，主要由间隔位于绝缘层上的源极电极和漏极电极构成；沟道：设置于绝缘层上，且位于源极电极和漏极电极之间；石墨烯单层薄膜：设置于电极层上，且悬浮于沟道的上方；本申请中的气体传感结构，结构和制备工艺简单，制备成本低，功耗低，气体质量灵敏度高，兼容性强利于集成，能够实现批量化制备。
一种谐振 no base sub

[发明专利]一种基于化学机械抛光的多层陶瓷电容器及其制备方法-CN202111477532.0有效
发明人：耿文平;丑修建;薛刚;白桦;毕开西;张乐;侯晓娟;穆继亮;何剑 -专利权人：中北大学
申请日： 2021-12-06 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： H01G4/30 文献下载
摘要：本申请提供了一种基于化学机械抛光的多层陶瓷电容器及其制备方法，通过在基板上生长SiO2牺牲层与陶瓷薄膜层，分别对陶瓷薄膜层进行化学机械抛光并溅射电极，将两块陶瓷薄膜层键合，再腐蚀SiO2牺牲层释放陶瓷薄膜层，对释放后的陶瓷薄膜层两端溅射电极，多次重复后浸封陶瓷薄膜层两端的电极后高温煅烧，得到多层陶瓷电容器。本申请结合化学机械抛光与间接键合的方法实现了多层陶瓷电容器的制造，避免了在流延法工艺流程中的温度控制，可以在常温中实现陶瓷薄膜的制备，减少了高温、冷却和干燥过程对薄膜品质和性能产生的不利影响，获得了高品质，低应力，高致密度的压电陶瓷薄膜；无需高温烧结过程，具有更低的操作温度，保障了陶瓷薄膜的成品率。
一种基于化学机械抛光多层陶瓷电容器及其制备方法

[发明专利]一种石墨烯微结构的制备方法-CN202310133630.5有效
发明人：梅林玉;栗倩男;毕开西;丑修建;牛耀楷;周思源 -专利权人：中北大学
申请日： 2023-02-20 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G03F7/20 文献下载
摘要：本发明涉及石墨烯技术领域，特别涉及石墨烯微结构技术领域，具体为一种石墨烯微结构的制备方法。其为了解决传统的石墨烯微结构的制备方法过程复杂且耗时长的问题，故提供了一种新的石墨烯微结构的制备方法，该制备方法依次包括如下步骤：使用匀胶机在硅片表面旋涂SU‑8光刻胶、使用光刻工艺制备得到图案化的SU‑8光刻胶微结构、采用电子束辐照工艺对图案化的SU‑8光刻胶微结构进行辐照。本发明中的石墨烯微结构的制备方法采用光刻工艺和电子束辐照工艺相结合，该制备方法简单易行，既避免了转移过程中易会对石墨烯造成污染，也解决了转移过程复杂且耗时长的问题，从而有效提高了石墨烯微结构的生产效率。
一种石墨微结构制备方法

[发明专利]石墨烯/介质多层叠加的柔性太赫兹吸波器的制备方法-CN202310086148.0有效
发明人：梅林玉;牛耀楷;栗倩男;候刘宇;张盛国;丑修建;毕开西;穆继亮 -专利权人：中北大学
申请日： 2023-02-09 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： H01Q17/00 文献下载
摘要：本发明属于太赫兹吸波技术领域，具体为一种石墨烯/介质多层叠加的柔性太赫兹吸波器及其制备方法。吸波器由七层主要结构构成，从上至下依次为石墨烯薄膜层、PI层、石墨烯薄膜层、PI层、石墨烯薄膜层、PI层和金属层，层与层之间旋涂薄层聚二甲基硅氧烷作为粘结剂。本发明设计多层结构，结合湿法腐蚀工艺和表面活化技术，获得柔性太赫兹吸波器件，利用多层结构干涉相消机制与石墨烯表面等离激元共振对电磁波产生强耦合，实现0.2～2.5THz内的高效吸收。有效解决传统太赫兹吸波结构吸收率低、工艺复杂等难题，得到结构简单、高效吸收、能共形贴附于异形曲面等复杂应用场景的太赫兹吸波器。
石墨介质多层叠加柔性赫兹吸波器制备方法

[发明专利]基于悬浮石墨烯薄膜压阻特性的温度传感器-CN202211700537.X有效
发明人：丑修建;韩树棋;毕开西;耿文平;穆继亮;梅林玉;周思源;付文潇;牛耀凯;栗倩男;张帅;张慧毅 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-12-29 - 公布日： 2023-03-17 - 主分类号： G01K7/16 文献下载
摘要：本发明涉及石墨烯温度传感器，具体为基于悬浮石墨烯薄膜压阻特性的温度传感器，包括Si作为下基底、SiO2作为上基底的基片，基片上刻出有空腔，SiO2上空腔的两边溅射有金电极，溅射好金电极的基片上转移带有PMMA保护层的石墨烯薄膜，金电极上键合引线后基片封装。本发明通过使用空腔悬浮石墨烯薄膜结构，在提高石墨烯薄膜迁移率的同时对空腔内气体形成密封，该结构可将环境温度变化转化为石墨烯薄膜的形变，进而利用石墨烯薄膜的压阻效应将形变转化为结构的输出电阻变化，从而有效避免了传统的石墨烯热传感结构中利用石墨烯热阻效应进行传感所带来的不稳定性，有效提高了石墨烯MEMS传感器的灵敏度。
基于悬浮石墨薄膜特性温度传感器

[发明专利]电子束诱导石墨烯纳米条带原位生长制造方法-CN202110611308.X有效
发明人： 毕开西;付文潇;穆继亮;丑修建;耿文平;梅林玉;周思源;牛耀楷;薛刚;何锦龙;赵彩钦 -专利权人：中北大学
申请日： 2021-06-02 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： C01B32/184 文献下载
摘要：本发明属于新型碳材料微纳制造领域，涉及聚焦电子束高分辨图形加工、碳基新材料元素结构分析、微纳结构形貌观测等方面。本发明提供了一种电子束诱导石墨烯纳米条带原位生长制造技术，即，使用高能电子束（30μm光阑、30kV牵引电压、280 pA电子束流）对铜基底表面有机高分子薄膜进行辐照以获得石墨烯的方法。一方面，电子束与有机分子碰撞过程中会驱动碳原子重新排布形成石墨烯晶体结构，且电子束1~3nm尺寸光斑有助于高分辨石墨烯结构的制备；另一方面，电子束轰击有机高分子薄膜将在局部产生数百度高温，铜金属在高温环境下会对有机高分子中的碳原子产生解析作用，电子束真空曝光系统有助于铜基底对石墨烯的高温催化作用，提升石墨烯纳米条带品质。
电子束诱导石墨纳米条带原位生长制造方法

[发明专利]一种铌酸锂单晶薄膜畴壁增强力电耦合响应器件制备方法-CN202211036453.0有效
发明人：乔骁骏;耿文平;丑修建;陆昊;牛丽雅;毕开西;何剑;穆继亮;侯晓娟 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-08-29 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： H01L21/027 文献下载
摘要：本发明属于半导体器件加工制造技术领域，公开了一种铌酸锂单晶薄膜畴壁增强力电耦合响应器件的制备方法，利用原子力显微镜在铌酸锂单晶薄膜上施加电压实现电畴翻转，采用光刻工艺在已经实现电畴翻转的铌酸锂薄膜/硅基键合片表面进行对准标记制备并完成金属电极溅射，使用IBE干法刻蚀和RIE工艺实现铌酸锂和二氧化硅层的图形化，最后采用深硅技术刻蚀剩余硅层并封装，完成器件制备。本发明采用铁电材料电畴调控和MEMS微纳加工工艺相结合，制备铌酸锂单晶薄膜力电耦合器件，有效解决传统力电耦合器件力电耦合效率低和功能集成化低等问题，制得器件无铅无毒，使用寿命长，可重复使用，具有对环境友好、稳定性高、灵敏度高和宽温区等优点。
一种铌酸锂单晶薄膜增强耦合响应器件制备方法

[发明专利]基于挠曲电极化增强力电耦合机制的PZT基石墨烯复合压感薄膜结构-CN202210751516.4在审
发明人：韩树棋;毕开西;丑修建;耿文平;穆继亮;梅林玉;周思源;付文潇;牛耀凯;栗倩男;张帅;张慧毅 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-06-29 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： H01L41/113 文献下载
摘要：本发明属于NEMS微压力敏传感设计领域，具体为基于挠曲电极化增强力电耦合机制的PZT基石墨烯复合压感薄膜结构，包括Si/SiO2基片，Si/SiO2基片上设有背腔，Si/SiO2基片正面溅射有pt/Ti的金属层，pt/Ti的金属层上面溅射有PZT铁电薄膜，PZT铁电薄膜上有石墨烯薄膜，石墨烯薄膜两边溅射有金属电极，Si/SiO2基片背面有封装基板。本发明通过PZT铁电薄膜弯曲产生的极化电压对石墨烯薄膜进行调控，施加偏压给石墨烯薄膜，通过电路的输出电流间接表征石墨烯载流子的输运情况，进而表征石墨烯薄膜能带的变化，完成对PZT挠曲电极化调控石墨烯能带结构及电输运机制的探究，完成对高灵敏度力电耦合PZT基石墨烯复合压感薄膜结构的设计。
基于挠曲极化增强耦合机制 pzt 基石复合薄膜结构

[发明专利]一种d15-CN202210276198.0在审
发明人：耿文平;丑修建;魏慧芬;毕开西;穆继亮;何剑;侯晓娟 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-03-21 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： H01L41/316 文献下载
摘要：本申请提供了一种d15模式铁电单晶薄膜压电振动传感器及其制备方法，通过将底电极/二氧化硅层/硅基底与铌酸锂晶片进行键合，再依次进行减薄、化学机械抛光和清洗，得到铌酸锂单晶薄膜；在晶圆表面采用磁控溅射、离子束刻蚀剥离工艺制备对准标记及表面电极，接着采用离子束刻蚀法刻蚀铌酸锂单晶薄膜使其图形化，采用反应离子刻蚀法刻蚀二氧化硅层使其图形化，随后采用离子束刻蚀法刻蚀底电极使其图形化，最后采用深硅刻蚀工艺从硅基底正面制备悬臂梁与质量块并从其背部完成器件的释放。本申请能够将铁电单晶铌酸锂薄膜与硅片很好键合，并在此基础上采用标准的MEMS工艺制备传感器件，工艺可行性和重复率高，制得的器件具有宽频带及很高的输出电压。
一种 base sub 15

[发明专利]一种异质集成结构声表面波器件及其制备方法-CN202210372409.0在审
发明人：耿文平;丑修建;赵彩钦;毕开西;侯晓娟;何剑;穆继亮 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-04-11 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： H03H9/02 文献下载
摘要：本申请提供了一种异质集成结构声表面波器件及其制备方法，通过采用气相沉积法在硅基底上生长二氧化硅薄膜；用离子注入法在压电基底内部形成损伤层，并与硅基底进行直接键合，得到压电单晶薄膜；采用光刻法在压电单晶薄膜上叉指换能器图形后磁控溅射金属电极，得到异质集成结构声表面波器件。本申请通过改进的直接晶圆键合技术将压电材料与硅材料进行混合集成，实现大规模集成电路与声表面波器件的高效集成，以此来解决压电晶体与硅晶体失配问题。本申请制得的异质集成结构声表面波器件可以与传统CMOS硅基集成电路进行混合集成，进一步提升了声光模块的性能、体积、功耗、可靠性等指标，降低了声光器件的成本，可应用于高频和高机电耦合系数领域。
一种集成结构表面波器件及其制备方法

[发明专利]一种铁电单晶薄膜及其制备方法-CN202111484387.9在审
发明人：丑修建;毕开西;薛刚;梅林玉;穆继亮;何剑;侯晓娟 -专利权人：中北大学
申请日： 2021-12-07 - 公布日： 2022-05-10 - 主分类号： H01L21/425 文献下载
摘要：本申请提供了一种铁电单晶薄膜及其制备方法，包括：清洗铁电单晶与衬底表面；将衬底与铁电单晶进行间接键合，同时与基板进行临时键合；采用不同粒径的磨料对铁电单晶进行减薄抛光；将抛光后的铁电单晶从基板表面剥离，清洗铁电单晶表面，得到铁电单晶薄膜。本申请通过间接键合与化学机械抛光方法代替离子注入方法，可以避免由离子注入引起的薄膜表面晶格损伤，进而获得低厚度、高平整度、低损伤的铁电单晶薄膜，满足高精度器件制备需求，可应用于集成电路制造，微传感器、微执行器等功能元件的制造；可以实现常温环境下制备，减少了在低温—高温—低温的变换过程中铁电单晶由于热失配原因而产生的变形、碎裂等问题，提高产物的成品率。
一种铁电单晶薄膜及其制备方法

[发明专利]一种力学传感器用铌酸锂单晶薄膜图形化刻蚀方法-CN202010962862.8在审
发明人：丑修建;毕开西;薛刚;耿文平;张乐;杨翔宇 -专利权人：中北大学
申请日： 2020-09-14 - 公布日： 2020-12-25 - 主分类号： B81C1/00 文献下载
摘要：本申请公开了一种力学传感器用铌酸锂单晶薄膜图形化刻蚀方法，包括：制作铌酸锂薄膜；清洗上述铌酸锂薄膜；在上述铌酸锂薄膜表面涂覆光刻胶或溅射金属薄膜，使用紫外光刻技术得到刻蚀用掩膜层；使用丙酮浸泡铌酸锂薄膜，剥离薄膜表面光刻胶；使用离子束刻蚀机对铌酸锂薄膜刻蚀；将刻蚀后薄膜进行标准清洗清除表面光刻胶残留获得铌酸锂薄膜图形化结构。本申请实现了离子束刻蚀的方法完成了铌酸锂单晶图形化刻蚀，获得了低粗糙度、高深宽比、高可靠性的铌酸锂图形化结构，通过不同的工艺流程优化，实现了铌酸锂的高质量长时间连续刻蚀，进而极大地提高了样品的成品率，为力学传感器的后继工艺提供了理论技术支持。
一种力学传感器用铌酸锂单晶薄膜图形刻蚀方法

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