石墨烯传感器开发人员的难得机遇

2022 年 2 月，AMO GmbH 公司和二维实验生产线（2D-Experimental Pilot Line）启动了首次多项目晶圆运行征集活动。基于石墨烯的传感器开发人员现在有了一个独特的机会，可以以适中的成本大规模测试他们的设备概念。

2D-EPL 石墨烯具有许多内在特性，使其成为开发超灵敏传感器件的理想平台。在过去的十年中，大量的科学论文证明了石墨烯传感器在单器件层面的卓越性能。要将这些科学进步转化为实际应用，还缺少一种可大批量生产的可靠制造工艺。而这正是二维实验生产线（2D-EPL）所面临的挑战。

2D-EPL 是由欧盟委员会资助的一个耗资 2000 万欧元的项目，其目标是展示如何制造和扩大生产基于石墨烯和其他二维材料的设备，并使其具有市场应用价值。为实现这一目标，2D-EPL 聚集了整个价值链上的主要欧洲企业，包括工具制造商、材料供应商和半导体制造生产线：Aixtron Ltd. 和 Oxford Instruments（英国）、imec（比利时）、AMO GmbH、iHP GmbH、Micro Resist Technology GmbH、Aixtron SE 和 Suss Microtech（德国）、Graphenea（西班牙）和 VTT（芬兰）。

2D-EPL 的基础活动是五个多项目晶片运行。在每次运行中，不同的大学、研究机构和公司将有可能根据用户和服务提供商之间的分摊成本模式，在晶圆芯片上定制加工其设备。第一个多项目晶圆运行将在 AMO GmbH 的无尘室中进行，专门用于传感器应用。

“AMO 2D-EPL 项目负责人 Gordon Rinke 博士说：”这对开发人员来说是一个很好的机会，他们可以用低廉的成本大规模测试他们的设备概念。 “对他们来说，这是一个测试大规模生产、收集大量数据以及测试可重复性和产量等问题的机会。而我们作为 2D-EPL 项目的合作伙伴，也有机会展示我们工艺的稳定性，更好地了解未来潜在客户的需求。

在 AMO 进行的首次晶圆运行利用了该公司开发的在 200 毫米硅晶圆上制造石墨烯场效应晶体管的基准工艺。用户可以在晶圆上预订裸片，并按照一系列规格对其进行定制加工。定制选项包括局部或全局背栅，以及封装–带或不带石墨烯区域开口。除制造外，还可对建成的器件进行拉曼和电学表征。

首次多项目晶圆运行的参与征集活动于 2 月 1 日开始，将于 2022 年 6 月 30 日结束。AMO 将提供一个可用作修改基础的器件设计库，并根据保密协议与成功申请者合作设计芯片。”Rinke说：”征集活动将于6月正式结束，但我们会与对晶圆生产感兴趣的人保持滚动联系。”无论如何，第一次询问不具有约束力，将有助于双方了解是否存在互利关系”。

到 2024 年，2D-EPL 将总共提供五个多项目晶圆运行–两个由 AMO 处理（运行 1 和 3），两个由 VTT 处理（运行 2 和 4），一个由 imec 处理（运行 5）。”AMO GmbH 的科学总监兼 2D-EPL 指导委员会成员 Max Lemme 教授解释说：”所有运行都针对不同的目标应用，以及设备和工艺技术的不同复杂程度。”基于石墨烯的传感器对材料质量的要求略低于其他电子设备，在中短期内有很好的市场渗透机会。这也是我们开始专门生产石墨烯传感器的原因。但我们也会利用每次运行来改进下一次运行的工艺和工作流程。我们的最终目标是证明有可能以工业界感兴趣的方式生产出基于二维材料的各种设备，而每一次多项目晶圆生产都希望在这个方向上树立一个里程碑。

2D-EPL 项目由欧盟地平线 2020 研究与创新计划资助，资助协议编号为 952792。