研究方向

团队11人:国家重大人才工程1,四青3,教授4,副高1,讲师1,专技1)的研究方向包括模拟IC设计(电源芯片)、工艺与器件集成的可靠性以及失效分析;极紫外光刻的光刻胶合成与评估,镜面抛光,掩模制作与缺陷检测,基于同步辐射、自由电子激光等大科学装置(同步辐射装置的小型化、专业化集成)极紫外光刻(曝光/检测);面向自旋电子学/量子传感的晶圆级器件的制造工艺、器件集成、微纳加工/超精密制造装备。离子束表面抛光与沉积设备;用于IC的纳米压印设备;EUV光学成像与检测设备,X射线芯片表征与检测设备】

目前学术与前沿技术关注方向:

1)低功耗高端电源管理芯片/车规级/宇航级超低静态电流高端智能电源管理芯片;聚焦静电放电ESD的集成电路可靠性设计测试失效分析技术;[南开大学电光学院招生]

2)极紫外光刻技术光刻胶合成制造与刻蚀评估;化学/物理沉积制备5nm工艺节点以下极紫外光刻胶及其在存储/GAA逻辑芯片工艺上的验证;极紫外光刻掩模设计与制造、极紫外光刻掩模检测;与同步辐射EUV相关的离子束镜面抛光工艺与装备;[材料/电光学院招生]

3)超低功耗自旋芯片/自旋电子学的新材料/器件;晶圆级微纳加工与制造新方法学/微纳混合制造工艺开发;基于磁电/磁光器件所特有的4D电镜和同步辐射光源的原位表征方法;基于同步辐射光源的sub-20nm芯片XCT无损检测与缺陷检测;[材料/电光学院招生]

48/12英寸纳米压印光刻关键的光刻胶材料、套刻压印工艺技术与专属化装备;6/8/12英寸离子束沉积/抛光/刻蚀关键工艺与专属化装备;[南开大学材料/电光学院招生]

https://ceo.nankai.edu.cn/szll/dzkxygcx/lfsp.htm 


2020年南开大学【IC设计、器件、材料工艺、超精密制造与检测装备】建组毕业生去向:

2022级博后:刘钊【摩擦电子学】中国科学院兰州化学物理研究所百人青年研究员;摩擦学

2019级博士:高战胜【二维铁磁材料与器件】河南大学物理与电子学院讲师(211);低维材料合成与器件表征;李清清【稀土高熵合金催化】河海大学(常州校区)新能源学院讲师 (211);有机电解质与固体电解质的物理沉积修饰与电池原位表征方法学与装备开发

2020级博士:程桐怀【磁光器件与FIB微纳加工】中电海康

2021级博士:管乐【PLD铁电薄膜材料与器件】课题组博后;马翼飞【SOT磁电材料与器件】北京超弦研究院;乔洋【EUV有机无机杂化光刻胶合成与表征】北方华创

2020级硕士:张宇【二维铁磁异质结与器件表征】天津瑞发科半导体

2021级硕士:孟逸飞【模拟电源芯片中隔离器设计】唯捷创芯天津;郭亚东【电源管理芯片中电荷泵降压系统设计】摩尔线程西安;徐凌云【二维材料与器件加工】华为海思北京;李世成【微纳光电器件设计与仿真】华为海思北京;周经(宁)【HZO铁电材料与器件】华为海思成都

2022级硕士:陈舒仪【EUV光刻胶理论计算】北京电控集成电路有限公司;闫子欣【高分辨、高抗刻蚀性光刻胶合成与表征】比亚迪深圳CAE;宫业辉【微纳加工与微纳光学器件】京东北京;刘希【模拟电源IC设计】上海芯享程;李赟【模拟电源IC设计】武汉芯动;单一洋【董合作硕,ALD工艺与设备】北京电控集成电路有限公司;孙畅【程合作硕,稀土高熵合金自旋电催化与同步辐射表征技术】;李尤【张合作硕,刻蚀工艺与微纳光学器件】中电海康;吴劲锐【宁帅硕,薄膜材料与器件】福建晋华;姚蕊【王合作硕,二维磁电材料与器件】摩尔线程北京


课题组目前学生方向:

MEMSNEMS 关键技术与系统设计集成.png面向先进制程的光刻技术与存储器件可靠性检测.png


一. 晶圆级新型信息材料与高密度阵列式感存算多功能器件三维集成【10-5】:【Materials for IC CHIPS】2024-2025学年第一组

管乐【2021博】:PLD铁电薄膜材料与器件

鄢峰波【2022博】:PLD磁电薄膜材料与器件

刘峻峰【2023博】:磁-光-电耦合超快表征与仪器开发

杨金川【2024博】:铁电材料与器件

徐旸【2024宁帅博】:SOT磁电材料与器件

唐牧寒【2023硕】FESO器件与超快表征;

王会新【2023宁帅硕】:辐照诱导磁电材料与器件

门兵【2024洪合作硕】:3D 铁电器件与应力表征;胡晨凯【洪合作硕】:铁电3D NAND 三维工艺集成;王肖薇【宁帅硕】:PLD磁电薄膜材料与器件


二. 半导体集成电路制造关键材料与器件表征分析;先进制程芯片器件缺陷检测与失效分析【19-1】:

1)X射线表征与检测分析技术在IC先进制程中的应用【8】:半导体电子敏感材料【高分辨光刻胶合成、机制、表征与性能评估】;EUV光刻胶反应机制与性能评估;EUV/纳米压印掩模模板加工、缺陷检测、IC材料与器件无损检测;基于同步辐射的原位、超快、元素分辨、无损、空间分辨表征方法与技术【X ray for IC CHIPS 】2024-2025学年第二组

李镇江博士后【2024上海光源合作】:用于X射线器件的微纳制造与掩模加工

王兴坤【2022直博】:物理沉积EUV光刻胶合成与表征

许钰滔【2023博】:光刻胶物理合成与机理表征

谢佳男【2023博】:X-射线检测与图像处理

葛晔平【2024博】:用于X射线光学器件的微纳制造与掩模加工

谢雅卓【2023硕】:EUV光刻胶合成与性质表征

梁召垒【2023硕】:稀土高熵合金热催化与同步辐射表征技术

徐方浩 [2024硕]:EUV光刻胶物理沉积与工艺过程仿真


2)MEMS设计、多功能材料异质集成与晶圆级器件加工【11-1】【Manufacturing for IC CHIPS】2024-2025学年第三组

史广月【2021博】:离子束刻蚀技术与微纳光学器件

刘一鸣【2022博】:FIB离子束加工技术与手性功能超表面

李长亮【2022博】:电子束加工与微纳光学器件

张鸥【2022博】:金刚石色心加工与器件

王兵【2024博】:MEMS工艺与IC系统集成;

张一驰【2024博】:DSA与纳米压印光刻技术;

高翔【2023硕】:半导体刻蚀与微纳制造;

孙士心【2023硕】:晶圆级微纳加工与MEMS器件集成;

黄泽昊【2023合作硕】:微纳加工与光学器件;

王子铭【2024硕】:FET传感器设计与晶圆制造;张钰【2024硕】:纳米压印工艺调控与微纳制造


三. 模拟IC电源芯片设计、电路系统可靠性设计与集成系统【14-3】:【Design for IC CHIPS】2024-2025学年第四组

蒋佳润【2022直博】:模拟IC电源芯片设计

伍波【2023直博】:模拟IC电源设计;

李家庚【2023肖合作直博】:模拟IC电源设计

王妍捷【2024直博】:MEMS器件与设计集成

胡志昊【2024博】:功率器件可靠性电路系统

毛新瑞【2023硕】:模拟IC电源设计;任梦圆:信号链ADC设计;薛彬:工业控制安全;

任知鑫【洪合作硕】:FeRAM器件与PUF数据存储安全

李桂琴【2024硕】:数据存储安全算法;谢怡雯:IGZO 3D FeFET器件与 PUF数据安全加密,路恒:MEMS集成系统嵌入式开发设计;侯佩茹:IC模拟设计,放大器设计;

欧泳成(合作硕):基于机器学习的PUF数据攻击


 2025年研究生招收方向:【以上方向常年欢迎博后申请】

博士招生:【材料科学与工程学院/电子信息与光学工程学院】

1. XPS设备设计与开发【需要光学/物理/化学/材料/电子方向背景,博士1,优先级****】

2. EUV掩模版制造、掩模缺陷检测,3D NAND/DRAM/GAA器件检测 【需要光学/物理/电子/精仪方向背景,博士1,优先级*****】

3. 微纳制造与MEMS传感器工艺集成【电子/物理/微电子/光学方向背景,博士1,优先级***】

4. AI辅助的光刻胶大模型与机器学习【需要计算机/计算化学/人工智能方向背景,博士1,优先级*】

5. 半导体光刻/刻蚀设计、工艺,设备开发【需要物理/光学/精仪/电子/材料背景,博士1,优先级*****】

6. 基于同步辐射的原位超快空间分辨的表征方法学在EUV光刻中的应用【需要光学/物理/化学/材料/电子方向背景,博士1,优先级**】

硕士招生:【材料科学与工程学院/电子信息与光学工程学院】

1. EUV光刻新材料与工艺过程仿真验证【需要光学/物理/电子/计算机/软件/材料方向背景,硕士1】

2. 半导体光刻/刻蚀电子光学设计、工艺,设备开发【需要物理/光学/精仪/电子/材料方向背景,硕士1】

3. MEMS设计与微纳制造工艺【微电子/电子/物理/光学工程方向背景,硕士1】

4. 模拟IC电源设计、新型非易失性存储器件设计与数据安全集成、传感器集成系统【微电子/电子/物理方向背景,硕士1】

课题组长期招收上述方向讲师/副教授1(编制);百青计划博导1(tenure track),全年招收1-2 助理研究员/博士后(2年续聘后可申请转编)!【feng.luo@nankai.edu.cn】


南开大学半导体芯片材料与器件加工团队在材料生长方向拥有脉冲激光沉积PLD、原子层沉积ALD、CVD、MOCVD、PEMOVCVD、PEALD、MLD和磁控溅射等多套先进设备,BTU高温氧化扩散炉和快速热退火炉设备(RTA),在光刻(激光直写/纳米压印/电子束曝光/极紫外光刻)、刻蚀(RIE/IB)等方向拥有多台晶圆级设备,可以完成完整的工艺研发流片测试工作。关键技术包括EUV光刻干式光刻胶的研发工艺,纳米压印图形化平台,GAA刻蚀设备,原子层沉积与刻蚀ALD/ALE加工平台,在材料表征和性能测试方向拥有原子力显微镜、聚焦离子束显微镜、XPS、综合物性测量系统、VSM、以及4D透射/扫描电子显微镜等,还基于同步辐射集成电路元器件原位表征平台成立了上海光源/南开大学联合实验室。中心的集成电路失效分析实验室已储备集成电路可靠性测试能力,包括ESD测试(HBM/CDM)、LU测试、EOS测试、浪涌测试、TLP测试、电磁兼容测试、环境测试等方面;可提供电性故障分析、材料成分分析、切面结构分析、电路切割、电路修补、竞品设计分析等可靠性分析服务。成功解决了大规模SOC产品、多电源域多管脚产品、RF高频产品、高压产品和finfet等产品的ESD可靠性问题。涉及工艺:包括传统的CMOSBCDSOI工艺,以及目前最前沿的3D FINFET工艺。并与多家公司和科研单位具有长期稳定的深度合作关系,包括江苏鲁汶仪器、中科院微电子所先导工艺研发平台等,用于大型装备自主研发的能力。目前在电光学院已经形成一支在模拟芯片设计(射频芯片、电源管理芯片和数模信号转换器)和芯片可靠性测试以及失效分析方向的研究团队。材料学院的团队在极紫外光刻方向注重加强与半导体工业届紧密联系,通过与光刻胶企业彤程微电子、北京科华,芯片设计制造企业华为海思、长鑫存储、中芯国际、比利时IMEC,半导体设备公司鲁汶仪器、天仁微纳、极智芯科技等紧密合作,结合大科学装置如瑞士光源、美国APS光源、上海光源等公共科研平台,聚焦在sub-7nm工艺节点半导体先进制程的关键材料、工艺与装备方向。




个人简历

罗锋博士201012月加入马德里高等研究院纳米研究所,201312月提前获得研究教授(终身教职副教授)20166月晋升为资深研究教授(终身教职正教授)现任南开大学材料科学与工程学院/电子信息与光学工程学院双聘讲席教授,先后入选欧盟玛丽居里学者、西班牙杰出青年基金、西班牙 I3 杰出教授、第十五批国家重大人才创新长期项目等。目前担任深圳综合粒子研究院科创委委员,上海光源用户委员会委员(半导体与芯片检测领域),中国感光学会光刻材料与技术专业委员会委员, 上海光源科学中心同步辐射应用技术部主任(负责上海光源同步辐射技术在半导体领域的应用规划与建设,包括极紫外光刻胶评估平台和EUV掩模缺陷检测平台升级建设,推动同步辐射技术在半导体后道封装以及器件缺陷与失效检测与工业界合作以及产业化), 2023-2025北方华创学术讲师(与北方华创在14nm以下集成电路关键装备方向展开深度合作)。研究方向包括未来芯片材料与器件表征技术(晶圆级存储薄膜材料创制与阵列式高密度器件先进表征技术;X射线表征与检测分析技术在IC中的应用:EUV光刻胶反应机制与性能评估;掩模缺陷检测;器件无损分析);MEMS设计、器件可靠性、晶圆级器件加工与电路系统集成。课题组在半导体刻蚀装备、纳米压印装备、半导体检测装备、极紫外光刻工艺与装备领域有20年技术积累,与国内所有主流存储芯片厂商、逻辑芯片代工厂、华为2012实验室多个研发部门、张江国家实验室、国内外极紫外光刻胶厂商、极紫外光源设施单位密切合作。部分装备已经获得意向合同订单6000余万;团队两个创业公司共获得融资5500余万;另有地方政府科创项目支持1000万。近三年(2022-2024)在Nature Communications,JACS,ACS Nano,集成电路设计顶刊IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS(南开历史上第一篇)等国际一流期刊发表SCI通讯文章28篇;主持/参与科技部重点研发专项课题2项(740万)、横向课题1项(2023年项目经费220万元);在半导体器件与装备领域已授权发明专利4项,尚未授权发明专利18项。

2021.01-现在,南开大学材料科学与工程学院讲席教授

2018.01-2020.12,西安交通大学机械工程学院校聘讲座教授

2016.07-2020.12,西班牙马德里高研院纳米科学与技术研究所,教授(Tenured)

2010.12-2016.06,西班牙马德里高研院纳米科学与技术研究所,研究教授(Tenured)

2009.11-2010.11,北大学工学院材料科学与工程系,特聘研究员PI

2006.10-2009.11,瑞士保罗谢尔研究所微纳技术实验室,博士后,导师ETHZ教授Laura Heyderman

2004.10-2006.10,德国马克思-普朗克微结构与物理研究所,博士后,导师 J.Kirschner

1999.09-2004.06, 北京大学化学与分子工程学院,材料化学博士/导师严纯华院士

1995.09-1999.06, 北京大学化学与分子工程学院,物理化学本科/导师刘忠范院士

科研项目:

1.科技部重点研发专项"面向Sub-7nm 先进工艺节点集成电路核心器件的同步辐射表征技术及应用",2022-2026,520万/1850万,课题负责人。

2.科技部重点研发专项"生物纳米孔基因测序仪",2022-2024,200万/4000万(2000万公司匹配),课题参与。

3.基金委重大项目"非常规激发染料的构效调控及产品工程科学基础",2021-2024,100万,EUV光刻胶课题参与。

4.横向课题,2023-2023,220万,课题负责人。


代表性成果

在微纳加工技术/超精密制造装备与超高密度磁存储关键工艺取得一些有代表性的工作:

1)7nm node 极紫外(EUV)光刻技术曝光剂研发,7nm Node/13nm 周期 EUV 干涉光刻(IL)工艺,用于 EUV/X-ray 阵列技术的 Si3N4掩模制造工艺; 

2)利用 EUVIL 制备出光学方法所能得到的 20nm 最小二维点阵用于下一代的磁记录介质;

3)8/12 英寸下一代 Sub-20nm 自旋转移转矩磁性随机存储芯片 STT-MRAM工艺(与最好的三星工艺技术相媲美),50nm 分辨率, 1:7.5 全球最高的深宽比结构的 8/12英寸纳米压印装备用于磁传感器阵列工艺;

4)与 GermanLitho/ 天仁微纳科技和 Leuven Instrument 产学研合作,共同开发出专注于磁传感器阵列/MRAM 2/4/6/8 英寸纳米压印专用设备和 8/12 英寸 RIE/IBE 双刻蚀技术磁性材料专属刻蚀装备。


【文章列表】:https://orcid.org/0000-0003-3442-3987  ;https://webofscience.clarivate.cn/wos/author/record/E-3683-2012 ;

2025 [1*/3], 2024【15*/30 ], 2023【7*/24 ], 2022【6*/12 ], 部分文章如下:

. 晶圆级信息存储材料与高密度阵列式器件三维异质集成:【Materials for IC CHIPS

5. Jingrui Wu; Fengbo Yan; Jianqiao Zhao; Linhui Qian; Tong‐Huai Cheng; Jiejun Su; Lei Bi; Yu Huang; Weipeng Wang; Zhengjun Zhang*, Feng Luo*, Shuai Ning,* Self‐Assembled SrCoOx‐Au Vertically Aligned Nanocomposite Thin Films, Advanced Functional Materials2024, DOI: 10.1002/ADFM.202411358.

4. Yao, Rui; Liu, Zhaochao; Ma, Yifei; Xu, Lingyun; He, Yuyu; Ai, Wei; Li, You; Lu, Feng; Dong, Hong; Gao, Zhansheng*, Wang Wehua*; Luo Feng*, Controlled Synthesis of 2D Ferromagnetic/Antiferromagnetic Cr7Te8/MnTe Vertical Heterostructures for High-Tunable Coercivity, ACS NANO, 2024, DOI: 10.1021/acsnano.4c07128.

3Zhansheng Gao*, Baojuan Xin, Wei-Hua Wang*, Feng Luo*, et al. Above-room-temperature ferromagnetism in copper-doped two-dimensional chromium-based nanosheets. ACS Nano, 2024, 18, 1, 703–712.

2. Ai, W#, Fu, H. X*, Luo, F*, Deng, M. X.*, Wu, J.*et al. Observation of giant room-temperature anisotropic magnetoresistance in  topological insulator. Nature Communications, 2024, 15, 1259. 

1. Shuai Ning, Haoliang Liu, Jinxiong Wu, Feng Luo*, Challenges and opportunities for spintronics based on spin orbit torque, Fundamental Research, 20222, 535. 

. 半导体集成电路制造关键材料与器件表征分析;先进制程芯片器件缺陷检测与失效分析

1X射线表征与检测分析技术在IC中的应用(EUV光刻胶反应机制与性能评估;掩模缺陷检测与器件无损分析;基于同步辐射的原位时空分辨表征方法学与技术):【X ray for IC CHIPS 

3. Study of molecular layer deposition of zinc-based hybrid film as photoresist,Yiyang Shan, Xingkun Wang, Xu Zheng, Xiang Zhao, Ze Feng, Weihua Wang,Yahui Cheng, Hui Liu, Kui Tan*, Feng Luo*, Hong Dong*,  Applied Surface Science, 2025, Accepted.

2.  An aluminum-based hybrid film photoresist for advanced lithography by molecular layer deposition,Xingkun Wang, Taoli Guo, Yiyang Shan, Ou Zhang, Hong Dong, *, Jincheng Liu, *,  Feng Luo*, Journal of Materials Chemistry C, 2024, Accepted. 

1. Heterometallic Ti-Zr Oxo Nanocluster Photoresists for Advanced Lithography,Yang Qiao, Guangyue Shi, Ou Zhang, You Li, Michaela Vockenhuber, Yasin Ekinci, Feng Luo* and Lei Zhang*,SCIENCE CHINA Materials, 2024,  Accepted. 

2MEMS设计、多功能器件异质集成与晶圆级器件加工:【Manufacturing for IC CHIPS

3. Cheng TH, Bi Lei*, Luo F*, et al, Magnetoplasmonic Gratings Induced an Unusual Magneto-Optical Kerr Effect at Optical Frequencies,Laser & Photonics Reviews, DOI: 10.1002/lpor.202401476, 2024, Accepted.

2. Cheng, Tong Huai, Bi Lei*, Luo Feng* et al , Unconventional Transverse Magneto-Optical Kerr Effect in Cobalt Nanopillar Arrays”  Advanced Optical Materials, DOI: 10.1002/adom.202303242, 2024, Accepted. 

1. Cheng,Tong-Huai; Yang,Weihao; Liu,Zhaochao; Feng,HuaYu*; Qin,Jun*; Ma,Yifei; Li,Shicheng; Bi, Lei*; Luo, Feng*; Enhanced Faraday rotation by a Fano resonance in substrate-free three-dimensional magnetoplasmonic structures, Nanoscale,2023,15(38): 15583-15589.

三、模拟IC与可靠性设计:【Design for IC CHIPS

2. Qiuzhen Xu, Gen Li, Yanyan Liu, Feng Luo *and Zhiming Xiao*A 64-Channel Inverter-Based Neural Signal Recording Amplifier with A Novel Differential-like OTA achieving an NEF of 0.84,IEEE Journal of Solid-State Circuits 2024, DOI: 10.1109/JSSC.2024.3363130.

1.An Inverter-Based Amplifier Structure for Neural Signal Recording with an NEF of 1.28 and Area-per-Channel of 0.06mm2,2021 IEEE CUSTOM INTEGRATED CIRCUITS CONFERENCE (CICC),DOI:10.1109/CICC51472.2021.9431491,2021.