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(lèi),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。微納加工包括光刻、磁控濺射、電子束蒸鍍、濕法腐蝕、干法腐蝕、表面形貌測(cè)量等。四川光電器件微納加工工廠
微納加工工藝基本分為表面加工體加工兩大塊,基本流程如下:表面加工基本流程如下:首先:沉積系繩層材料;第二步:光刻定義系繩層圖形;第三步:刻蝕完成系繩層圖形轉(zhuǎn)移;第四步:沉積結(jié)構(gòu)材料;第五步:光刻定義結(jié)構(gòu)層圖形;第六步:刻蝕完成結(jié)構(gòu)層圖形轉(zhuǎn)移;第七步:釋放去除系繩層,保留結(jié)構(gòu)層,完成微結(jié)構(gòu)制作;體加工基本流程如下:首先:沉積保護(hù)層材料;第二步:光刻定義保護(hù)圖形;第三步:刻蝕完成保護(hù)層圖形轉(zhuǎn)移;第四步:腐蝕硅襯底,在制作三維立體腔結(jié)構(gòu);第五步:去除保護(hù)層材料。廣東MEMS微納加工外協(xié)高精度的微細(xì)結(jié)構(gòu)可以通過(guò)電子束直寫(xiě)或激光直寫(xiě)制作。
無(wú)論是大批量還是小規(guī)模生產(chǎn)定制產(chǎn)品,都需要開(kāi)發(fā)新一代的模塊化、知識(shí)密集的、可升級(jí)的和可快速配置的生產(chǎn)系統(tǒng)。而這將用到那些新近涌現(xiàn)出來(lái)的微納技術(shù)研究成果以及新的工業(yè)生產(chǎn)理論體系。給出了微納制造系統(tǒng)與平臺(tái)的發(fā)展前景。未來(lái)幾年微納制造系統(tǒng)和平臺(tái)的發(fā)展前景包括以下幾個(gè)方面:(1)微納制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建模和仿真;(2)智能的、可升級(jí)的和適應(yīng)性強(qiáng)的微納制造系統(tǒng)(工藝、設(shè)備和工具集成);(3)新型靈活的、模塊化的和網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),以構(gòu)筑基于制造的知識(shí)。
在微電子與光電子集成中,薄膜的形成方法主要有兩大類(lèi),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,也都普遍用于微納制作工藝中。在微納加工過(guò)程中,蒸發(fā)沉積和濺射沉積是典型的物理方法,主要用于沉積金屬單質(zhì)薄膜、合金薄膜、化合物等。
21世紀(jì),人們?nèi)詴?huì)不斷追求條件更好且可負(fù)擔(dān)的醫(yī)療保健服務(wù)、更高的生活品質(zhì)和質(zhì)量更好的日用消費(fèi)品,并竭力應(yīng)對(duì)由能源成本上漲和資源枯竭所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)等“巨大挑戰(zhàn)”。它們也是采用創(chuàng)新體系的商品擴(kuò)大市場(chǎng)的推動(dòng)力。微納制造技術(shù)過(guò)去和現(xiàn)在一直都被認(rèn)為在解決上述挑戰(zhàn)方面大有用武之地。環(huán)境——采用更少的能源與原材料。從短期來(lái)看,微納制造技術(shù)不會(huì)對(duì)環(huán)境和能源成本產(chǎn)生重大的影響。受到當(dāng)前加工技術(shù)的限制,這些技術(shù)在早期的發(fā)展階段往往會(huì)有較高的能源成本。與此同時(shí),微納制造一旦成熟,將會(huì)消耗更少的能源與資源,就此而言,微納制造無(wú)疑是一項(xiàng)令人振奮的技術(shù)。例如,與去除邊角料獲得較終產(chǎn)品不同的是,微納制造采用的積層法將會(huì)使得廢料更少。隨著創(chuàng)新型納米制造技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在對(duì)化石燃料的依存度已經(jīng)開(kāi)始下降了,二氧化碳的排放也隨之降低,大氣中氮氧化物和硫氧化物的濃度也減少了。微納加工設(shè)備主要有:光刻、刻蝕、成膜、離子注入、晶圓鍵合等。黑龍江功率器件微納加工價(jià)格
微納制造的加工材料多種多樣。四川光電器件微納加工工廠
在微納加工過(guò)程中,薄膜的形成方法主要為物理沉積、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,主要用于沉積金屬單質(zhì)薄膜、合金薄膜、化合物等。熱蒸發(fā)是在高真空下,利用電阻加熱至材料的熔化溫度,使其蒸發(fā)至基底表面形成薄膜,而電子束蒸發(fā)為使用電子束加熱;磁控濺射在高真空,在電場(chǎng)的作用下,Ar氣被電離為Ar離子高能量轟擊靶材,使靶材發(fā)生濺射并沉積于基底;磁控濺射方法沉積的薄膜純度高、致密性好,熱蒸發(fā)主要用于沉積低熔點(diǎn)金屬薄膜或者厚膜;化學(xué)氣相沉積(CVD)是典型的化學(xué)方法而等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)是物理與化學(xué)相結(jié)合的混合方法,CVD和PECVD主要用于生長(zhǎng)氮化硅、氧化硅等介質(zhì)膜。四川光電器件微納加工工廠