中国电子科技集团有限公司第十一研究所，北京100015
针对InAs/GaSb II类超晶格红外探测器开发高质量背减薄工艺，获得了高质量衬底表面，改善了超晶格红外探测器组件的成像品质。采用机械抛光和机械化学抛光相结合的工艺减薄衬底，其中机械抛光削减衬底大部分厚度，然后通过机械化学抛光去除机械损伤。机械化学抛光过程中，在压力、转速等不变的情况下，主要研究机械化学抛光液的pH值对衬底表面质量的影响。实验结果表明，当机械化学抛光液的pH值为94时，获得了高质量、低损伤的芯片衬底表面，并实现了最佳的探测器组件成像效果。
InAs/GaSb II类超晶格 红外探测器 背减薄 pH值 InSb/GaSb type-II superlattice infrared detector back thinning pH value
1 集成电路与微系统全国重点实验室, 重庆 400060
2 中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
柔性电子技术在近些年得到了快速发展, 越来越多的柔性电子系统需要柔性、高性能的集成电路来实现数据处理和通信。通过减薄硅基芯片可以获得高性能的柔性集成电路, 但是硅基芯片减薄之后的性能有可能发生变化, 并且在制备、转移、封装的过程中极易产生缺陷或者破碎, 导致芯片性能退化甚至失效。因此, 超薄硅基芯片的制备工艺和柔性封装技术对于制备高可靠性的柔性硅基芯片十分关键。在此背景下, 文章综述了柔性硅基芯片的力学和电学特性研究进展, 介绍了几种超薄硅基芯片的减薄工艺和柔性封装前沿技术, 并对超薄硅基芯片在柔性电子领域的应用和发展进行了总结和展望, 为柔性硅基芯片技术的进一步研究提供参考。
柔性电子 超薄芯片 芯片减薄 柔性封装 flexible electronic ultra-thin chip chip thinning flexible packaging
飞秒激光烧蚀加工与传统皮秒或纳秒激光加工相比, 具有热作用区域小、激光分辨率高、能够抑制等离子体的物理屏蔽效应等优势, 因而被广泛应用。基于雪崩电离和多光子电离效应, 阐述了飞秒激光烧蚀透明电介质材料机理, 介绍了飞秒激光烧蚀制备不同微结构件现状, 综述了近年来国内外飞秒激光微纳加工石英玻璃烧蚀点、烧蚀线和烧蚀面微特征的研究方法和研究进展, 对微功能结构件的实际应用情况进行了总结, 分析了现阶段飞秒激光在加工透明电介质领域存在的不足, 最后对该技术的发展进行了展望。
激光技术 飞秒激光 石英玻璃 烧蚀减薄 微特征 laser technique femtosecond laser quartz glass ablation thinning micro-features
1 安徽建筑大学土木工程学院，安徽 合肥 230601
2 中建五局第二建设有限公司，安徽 合肥 230000
针对传统施工建筑平整度检测方法效率低、检测结果受人为主观因素影响较大等问题，提出一种基于三维激光扫描的平整度检测方法。首先，利用三维激光扫描仪对目标建筑进行数据采集、处理和拼接，获得高精度三维点云数据；其次，结合建筑平整度检测特点设计了一种非均匀抽稀方法，用于无损保留墙面凹凸特征；然后，利用随机抽样一致性算法结合特征值法，对建筑点云数据进行自动化特征提取与平面拟合，获得待检测墙面几何参数；最后，依据平整度检测原理，利用拟合平面与点云数据拓扑空间关系，设计了一种基于三维激光扫描的施工建筑平整度检测方法。实验结果表明：所提非均匀抽稀方法能够有效完成点云数据抽稀工作，抽稀比达55.4%，且能够无损保留墙面凹凸特征；基于三维激光扫描的平整度检测方法理论可行，精度可靠，较传统检测方法，效率提高了23.33%，且更加全面。
检测 三维激光扫描 点云抽稀 平整度检测 激光与光电子学进展
2023, 60(16): 1612004
南京邮电大学 彼得·格林贝格尔研究中心，江苏 南京 210003
AlGaN 基深紫外（Deep ultraviolet，DUV）发光二极管（Light?emitting diode，LED）可用于杀菌、水体净化、光疗、固化、传感和非视距通信等场合，在生物、环境、工业、医疗和**等领域具有广阔的应用前景。针对现阶段 DUV LED 外量子效率较低的问题，本文提出了一种超薄垂直结构的 DUV LED 方案。该方案基于蓝宝石‐硅晶圆键合和物理减薄工艺实现了高质量 DUV LED 外延层从蓝宝石衬底到高导热硅基板的转移，并采用转移后亚微米厚度的超薄外延层制备出垂直结构的 AlGaN DUV LED。器件的出光面在减薄工艺后无需特殊的化学处理便可实现纳米级的粗化，配合超薄外延层结构具备显著的失谐微腔效应，有助于破坏高阶波导模式，从而增加 TM 波的出光并提升器件的出光效率。测试表明，转移后的外延层厚度约为 710 nm，制备出的 DUV LED 发光光谱峰值波长约为 271 nm。该垂直结构 DUV LED 制备方案为实现高效 DUV 光源提供了可行路径。
深紫外发光二极管 外延层转移 晶圆键合 减薄工艺 DUV LED epilayer transfer wafer bonding thinning process
中国电子科技集团有限公司第十一研究所, 北京 100015
为实现大尺寸锑化铟混成芯片的高质量、高成品率背减薄, 介绍了一种单点金刚石车削与磨抛相结合的背减薄工艺。该工艺采用单点金刚石车削技术实现锑化铟芯片大量厚度去除, 然后通过旋转磨削工艺进一步去除车削损伤, 最终实现了1280×1024元(25 m)大尺寸锑化铟混成芯片背减薄(材料表面的半峰宽值约为8.20～11.90 arcsec)。与传统磨削工艺相比, 该工艺对尺寸大、面型差的半导体芯片兼容性强, 解决了大尺寸芯片在传统磨削工艺中因面型带来的裂片率高、减薄厚度不均匀的问题。
锑化铟 单点金刚石车削 背减薄 InSb single-point diamond turning back-thinning
为了验证外延材料制备工艺试验的正确性，减少GaSb衬底对红外光的吸收，同时提升探测器的可靠性和长期稳定性，需要对II类超晶格红外探测器的GaSb衬底进行减薄处理。采用机械抛光法和机械化学抛光法实现II类超晶格探测器的GaSb衬底背面减薄，最后利用专用腐蚀液腐蚀的方法将GaSb衬底全部去除，使II类超晶格材料完全露出。扫描电镜测试表明，超晶格材料腐蚀阻挡层能起到较好的阻挡作用，材料表面光滑，衬底无残留。探测器性能测试结果表明，减薄后的探测器芯片性能未发生变化。
II类超晶格 锑化镓衬底 背面减薄 腐蚀 type-II superlattice GaSb substrate back-thinning etch
1 华南农业大学工程学院，广东 广州 510642
2 仲恺农业工程学院城乡建设学院，广东 广州 510006
3 佛山市中科农业机器人与智慧农业创新研究院，广东 佛山 528200
机器视觉对裂缝进行宽度测量时存在测量方向不能有效反映裂缝真实宽度方向、测量不精确的问题。为此，以水库大坝的裂缝为对象，主要研究了裂缝主干提炼和宽度测量方法。在图像细化的基础上进行进一步精简，得到裂缝的主干，其主干每点的八邻域总点数不超过2，精简了冗余的数据点，邻域分布种类数减至16种，增强了主干对裂缝形状的描述能力；融合主干宏观和微观特征作为宽度测量方向的依据，获得较对比方法更为准确的测量方向，实现裂缝宽度连续、准确的视觉测量。增加测量召回率与方向误差两种评估标准，全面地验证所提方法的准确性。所提方法具有实际工程应用的前景，并为其他细长不规则目标的径向视觉测量提供参考。
机器视觉 视觉测量 裂缝测量 图像细化 多尺度特征融合 激光与光电子学进展
2022, 59(10): 1015005
三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室，湖北 宜昌 443000
硅橡胶因其良好的机械性能和电气绝缘性能而被各行各业广泛应用，但低温环境下的表面覆冰会严重影响其应用。通过激光雕刻机在复合绝缘子伞裙试样表面加工了一系列微米级尺寸的圆柱形织构，未经任何化学试剂修饰，得到了超疏水表面。采用三维形貌仪和扫描电子显微镜观察了试样表面形貌特征，采用粘附力测量装置测试了不同工况下织构化硅橡胶表面的覆冰粘附力，采用高速相机记录了液滴在不同织构化硅橡胶表面凝结-融化过程。研究结果表明：一定工况下，加工功率为35 W、织构直径和间距都为350 μm的圆柱形织构试样表面疏水性最好且覆冰粘附力较低，防冰疏冰性能最佳。通过摩擦试验，验证了制备的织构化硅橡胶表面具有一定的疏冰耐久稳定性。
激光光学 织构化硅橡胶 超疏水 疏冰 激光与光电子学进展
2022, 59(3): 0314005
1 西安邮电大学计算机学院，陕西 西安 710121
2 西安邮电大学陕西省网络数据分析与智能处理重点实验室，陕西 西安 710121
3 火箭军工程大学作战保障学院，陕西 西安 710025
针对SiamMask不能很好地适应目标外观变化，特征信息利用不足导致生成掩码较为粗糙等问题，本文提出一种基于自适应模板更新与多特征融合的视频目标分割算法。首先，算法利用每一帧的分割结果对模板进行自适应更新；其次，使用混合池化模块对主干网络第四阶段提取的特征进行增强，将增强后的特征与粗略掩码进行融合；最后，使用特征融合模块对粗略掩码进行逐阶段细化，该模块能够对拼接后的特征进行有效的加权组合。实验结果表明，与SiamMask相比，本文算法性能有明显提升。在DAVIS2016数据集上，本文算法的区域相似度和轮廓相似度分别为0.727和0.696，比基准算法提升了1.0%和1.8%，速度达到40.2 f/s；在DAVIS2017数据集上，本文算法的区域相似度和轮廓相似度分别为0.567和0.615，比基准算法提升了2.4%和3.0%，速度达到42.6 f/s。
视频目标分割 模板更新 特征融合 掩码细化 video object segmentation template update feature fusion mask thinning
