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威海微納加工器件

來源: 發(fā)布時間:2022年09月01日

在微電子與光電子集成中,薄膜的形成方法主要有兩大類,及沉積和外延生長。沉積技術分為物理沉積、化學沉積和混合方法沉積。蒸發(fā)沉積(熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā))和濺射沉積是典型的物理方法;化學氣相沉積是典型的化學方法;等離子體增強化學氣相沉積是物理與化學方法相結合的混合方法。薄膜沉積過程,通常生成的是非晶膜和多晶膜,沉積部位和晶態(tài)結構都是隨機的,而沒有固定的晶態(tài)結構。外延生長實質上是材料科學的薄膜加工方法,其含義是:在一個單晶的襯底上,定向地生長出與基底晶態(tài)結構相同或相似的晶態(tài)薄層。其他薄膜成膜方法,如電化學沉積、脈沖激光沉積法、溶膠凝膠法、自組裝法等,也都廣用于微納制作工藝中。高精度的微細結構可以通過電子束直寫或激光直寫制作!威海微納加工器件

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基于掩模板圖形傳遞的光刻工藝可制作宏觀尺寸的微細結構,受光學衍射的極限,適用于微米以上尺度的微細結構制作,部分優(yōu)化的光刻工藝可能具有亞微米的加工能力。例如,接觸式光刻的分辨率可能到達0.5μm,采用深紫外曝光光源可能實現(xiàn)0.1μm。但利用這種光刻技術實現(xiàn)宏觀面積的納米/亞微米圖形結構的制作是可欲而不可求的。近年來,國內外很多學者相繼提出了超衍射極限光刻技術、周期減小光刻技術等,力求通過曝光光刻技術實現(xiàn)大面積的亞微米結構制作,但這類新型的光刻技術尚處于實驗室研究階段。威海微納加工器件通過光刻技術制作出的微納結構需進一步通過刻蝕或者鍍膜,才可獲得所需的結構或元件!

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      在過去的二十年中,微機電系統(tǒng)、微系統(tǒng)、微機械及其子領域,微流體學片上實驗室,光學MEMS、RFMEMS、PowerMEMS、BioMEMS及其擴展到納米級(例如,用于納米機電系統(tǒng)的NEMS)已經(jīng)重新使用,調整或擴展了微制造方法。平板顯示器和太陽能電池也正在使用類似的技術。各種設備的小型化在科學與工程的許多領域提出了挑戰(zhàn):物理、化學、材料科學、計算機科學、超精密工程、制造工藝和設備設計。它也引起了各種各樣的跨學科研究。微納加工的主要概念和原理是微光刻、摻雜、薄膜、蝕刻、粘接和拋光。

    激光微納加工技術的實現(xiàn)方式:接觸式并行激光加工技術是指利用微球體顆粒進行激光圖案化。微球激光納米加工的機理。微球激光納米加工技術初源于對激光清潔領域的研究。研究發(fā)現(xiàn),基底上的微小球形顆粒在脈沖激光照射后,基底上球形顆粒的中心位置能夠產生亞波長尺寸的微/納孔。對于金屬顆粒而言,這是由于顆粒與基底之間的LSPR產生的強電磁場增強造成的;對于介質顆粒而言,由于其大半部分是透明的,可以將透明顆粒看成為微球透鏡,入射光在微球形透鏡的底面實現(xiàn)聚焦而引起的電磁場增強。這一過程可以實現(xiàn)入射光強度的60倍增強。通過對微球的直徑,折射率,環(huán)境以及入射的激光強度進行設計,可以實現(xiàn)在基底上燒蝕出亞波長尺寸的微/納孔。微球激光納米加工的實現(xiàn)方式對于微球激光納米加工技術,根據(jù)操縱微球顆粒排列方式的不同,可以分為兩類:一是利用光鑷技術操縱微球體顆粒以制造任意圖案;二是利用自組裝技術制造微球體陣列掩模。這種基于微球體的并行激光加工是納米制造中一種比較經(jīng)濟的方法。 未來幾年微納制造系統(tǒng)和平臺的發(fā)展前景包括的方面:智能的、可升級的和適應性強的微納制造系統(tǒng)!

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    微納加工大致可以分為“自上而下”和“自下而上”兩類。“自上而下”是從宏觀對象出發(fā),以光刻工藝為基礎,對材料或原料進行加工,小結果尺寸和精度通常由光刻或刻蝕環(huán)節(jié)的分辨力決定。“自下而上”技術則是從微觀世界出發(fā),通過控制原子、分子和其他納米對象的相互作用力將各種單元構建在一起,形成微納結構與器件。廣東省科學院半導體研究所微納加工平臺,面向半導體光電子器件、功率電子器件、MEMS、生物芯片等前沿領域,致力于打造的公益性、開放性、支撐性樞紐中心。平臺擁有半導體制備工藝所需的整套儀器設備,建立了一條實驗室研發(fā)線和一條中試線,加工尺寸覆蓋2-6英寸(部分8英寸),同時形成了一支與硬件有機結合的專業(yè)人才隊伍。平臺當前緊抓技術創(chuàng)新和公共服務,面向國內外高校、科研院所以及企業(yè)提供開放共享,為技術咨詢、創(chuàng)新研發(fā)、技術驗證以及產品中試提供技術支持。 微納加工技術指尺度為亞毫米、微米和納米量級元件的優(yōu)化設計、加工、組裝、系統(tǒng)集成與應用技術。威海微納加工器件

新一代微納制造系統(tǒng)應滿足的要求:具有微納特性的組件的小型化連續(xù)生產。威海微納加工器件

    淺談表面功能微納結構及其加工方法:目前可以實現(xiàn)表面微納結構的加工方法主要有以下幾種。(1)光刻技術,利用電子束或激光光束可以得到加工尺寸在幾十納米的微納結構,該方法優(yōu)勢在于精度高,得到的微納結構形狀可以得到很好的控制;(2)飛秒激光加工技術,由于飛秒激光具有不受衍射極限限制的特點,可以加工出遠小于光斑直徑的尺寸,研究人員通過試驗發(fā)現(xiàn),采用飛秒激光加工出10nm寬的納米線,在微納加工領域具有獨特優(yōu)勢。另外飛秒激光雙分子聚合技術可以實現(xiàn)納米尺寸結構的加工;(3)自組裝工藝,光刻與自組裝和刻蝕工藝結合,通過自組裝工藝,可以得到6nm左右的納米孔。(4)等離子刻蝕技術,等離子刻蝕技術是應用廣的微納米加工手段,加工精度高,是集成電路制造中關鍵的工藝之一。(5)沉積法,主要包括物相沉積和化學氣相沉積,該方法主要是利用氣相發(fā)生的物理化學過程,在工件表面形成功能型或裝飾性的金屬,可以用來實現(xiàn)微納米結構涂層的制造。(6)微納增材制造技術,微納增材制造技術主要指微納尺度電噴增材制造和微激光增材制造技術,由于微納增材技術可以不受形狀限制,可多材料協(xié)同制造,具有較大的發(fā)展前景。除以上幾種加工技術外。 威海微納加工器件

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