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(zhǎng)。沉積技術(shù)分為物理沉積、化學(xué)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(xué)氣相沉積是典型的化學(xué)方法;等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積是物理與化學(xué)方法相結(jié)合的混合方法。薄膜沉積過(guò)程,通常生成的是非晶膜和多晶膜,沉積部位和晶態(tài)結(jié)構(gòu)都是隨機(jī)的,而沒(méi)有固定的晶態(tài)結(jié)構(gòu)。外延生長(zhǎng)實(shí)質(zhì)上是材料科學(xué)的薄膜加工方法,其含義是:在一個(gè)單晶的襯底上,定向地生長(zhǎng)出與基底晶態(tài)結(jié)構(gòu)相同或相似的晶態(tài)薄層。其他薄膜成膜方法,如電化學(xué)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。微納加工技術(shù)的特點(diǎn):微型化。南昌微納加工工藝流程
微納加工技術(shù)的特點(diǎn):(1)微電子化:采用MEMS工藝,可以把不同功能、不同敏感方向或致動(dòng)方向的多個(gè)傳感器或執(zhí)行器集成于一體,或形成微傳感陣列、微執(zhí)行器陣列甚至把多種功能的器件集成在一起,形成復(fù)雜的微系統(tǒng)。微傳感器、微執(zhí)行器和微電子器件的集成可制造出可靠性、穩(wěn)定性比較高的微電子機(jī)械系統(tǒng)。(2)MEMS技術(shù)適合批量生產(chǎn):用硅微加工工藝在同一硅片上同時(shí)可制造出成百上千微型機(jī)電裝置或完整的MEMS,批量生產(chǎn)可較大降低生產(chǎn)成本。(3)多學(xué)科交叉:MEMS涉及電子、機(jī)械、材料、制造、信息與自動(dòng)控制、物理、化學(xué)和生物等多學(xué)科,并集約當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的許多成果。朔州量子微納加工微納加工技術(shù)對(duì)現(xiàn)代的生活、生產(chǎn)產(chǎn)生了巨大的促進(jìn)作用,并催生了一批新興產(chǎn)業(yè)。
基于光刻工藝的微納加工技術(shù)主要包含以下過(guò)程:掩模(mask)制備、圖形形成及轉(zhuǎn)移(涂膠、曝光、顯影)、薄膜沉積、刻蝕、外延生長(zhǎng)、氧化和摻雜等。在基片表面涂覆一層某種光敏介質(zhì)的薄膜(抗蝕膠),曝光系統(tǒng)把掩模板的圖形投射在(抗蝕膠)薄膜上,光(光子)的曝光過(guò)程是通過(guò)光化學(xué)作用使抗蝕膠發(fā)生光化學(xué)作用,形成微細(xì)圖形的潛像,再通過(guò)顯影過(guò)程使剩余的抗蝕膠層轉(zhuǎn)變成具有微細(xì)圖形的窗口,后續(xù)基于抗蝕膠圖案進(jìn)行鍍膜、刻蝕等可進(jìn)一步制作所需微納結(jié)構(gòu)或器件。
聚合物等溫微納米熱壓印技術(shù)同時(shí)適用于結(jié)晶型聚合物和非晶型聚合物,研究人員分別選用PP和PMMA作為兩類聚合物的象征,對(duì)較優(yōu)加工工藝及其內(nèi)在成型機(jī)理展開(kāi)探索。結(jié)果表明,對(duì)PMMA等非晶型聚合物而言,模具溫度設(shè)定在Tg附近即可獲得成型效果優(yōu)異的微納結(jié)構(gòu)制品;在加工PP等結(jié)晶型聚合物時(shí),模具溫度則應(yīng)設(shè)置在Tm以下40~60℃的溫度區(qū)間內(nèi)。利用聚合物等溫微納米熱壓印技術(shù)制得的微納結(jié)構(gòu)制品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,微納結(jié)構(gòu)一致性高且成型效率高。目前,聚合物等溫微納米壓印方法的相關(guān)中心技術(shù)已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利和PCT國(guó)際專利。相信在全球范圍內(nèi)的微納制造技術(shù)研發(fā)大潮中,聚合物等溫微納米熱壓印技術(shù)的出現(xiàn)會(huì)為研究人員提供新的靈感和動(dòng)力。微納加工設(shè)備主要有:光刻、刻蝕、鍍膜、濕法腐蝕、絕緣層鍍膜等。
微納加工技術(shù)指尺度為亞毫米、微米和納米量級(jí)元件以及由這些元件構(gòu)成的部件或系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、加工、組裝、系統(tǒng)集成與應(yīng)用技術(shù)。微納加工按技術(shù)分類,主要分為平面工藝、探針工藝、模型工藝。主要介紹微納加工的平面工藝,平面工藝主要可分為薄膜工藝、圖形化工藝(光刻)、刻蝕工藝。光刻是微納加工技術(shù)中較關(guān)鍵的工藝步驟,光刻的工藝水平?jīng)Q定產(chǎn)品的制程水平和性能水平。光刻的原理是在基底表面覆蓋一層具有高度光敏感性光刻膠,再用光線(一般是紫外光、深紫外光、極紫外光)透過(guò)光刻板照射在基底表面,被光線照射到的光刻膠會(huì)發(fā)生反應(yīng)。此后用顯影液洗去被照射/未被照射的光刻膠,就實(shí)現(xiàn)了圖形從光刻板到基底的轉(zhuǎn)移。在硅材料刻蝕當(dāng)中,硅針的刻蝕需要用到各向同性刻蝕,硅柱的刻蝕需要用到各項(xiàng)異性刻蝕。南昌微納加工工藝流程
微納加工技術(shù)指尺度為亞毫米、微米和納米量級(jí)元件的優(yōu)化設(shè)計(jì)、加工、組裝、系統(tǒng)集成與應(yīng)用技術(shù)。南昌微納加工工藝流程
微納制造技術(shù)屬國(guó)際前沿技術(shù),作為未來(lái)制造業(yè)賴以生存的基礎(chǔ)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵,其研發(fā)和應(yīng)用標(biāo)志著人類可以在微、納米尺度認(rèn)識(shí)和改造世界。以聚合物為基礎(chǔ)材料的微納系統(tǒng)在整個(gè)微納系統(tǒng)中占有極其重要地位,是較具產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)前景的微納系統(tǒng)之一,聚合物微納制造技術(shù)也已經(jīng)開(kāi)始得到應(yīng)用并具有極大的發(fā)展空間。集中介紹了多種典型聚合物微納器件及系統(tǒng),并對(duì)微注塑成型、微擠出成型和微納壓印成型等聚合物微納制造技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述,比較了各種聚合物微納制造技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和使用條件。末尾,結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究人員的研究成果,對(duì)聚合物微納制造技術(shù)的未來(lái)發(fā)展做出展望。南昌微納加工工藝流程