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。蒸發沉積(熱蒸發、電子束蒸發)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,沉積部位和晶態結構都是隨機的,而沒有固定的晶態結構。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結構相同或相似的晶態薄層。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。微納加工技術的特點:微型化。南昌微納加工工藝流程
微納加工技術的特點:(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方向的多個傳感器或執行器集成于一體,或形成微傳感陣列、微執行器陣列甚至把多種功能的器件集成在一起,形成復雜的微系統。微傳感器、微執行器和微電子器件的集成可制造出可靠性、穩定性比較高的微電子機械系統。(2)MEMS技術適合批量生產:用硅微加工工藝在同一硅片上同時可制造出成百上千微型機電裝置或完整的MEMS,批量生產可較大降低生產成本。(3)多學科交叉:MEMS涉及電子、機械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學和生物等多學科,并集約當今科學發展的許多成果。朔州量子微納加工微納加工技術對現代的生活、生產產生了巨大的促進作用,并催生了一批新興產業。
基于光刻工藝的微納加工技術主要包含以下過程:掩模(mask)制備、圖形形成及轉移(涂膠、曝光、顯影)、薄膜沉積、刻蝕、外延生長、氧化和摻雜等。在基片表面涂覆一層某種光敏介質的薄膜(抗蝕膠),曝光系統把掩模板的圖形投射在(抗蝕膠)薄膜上,光(光子)的曝光過程是通過光化學作用使抗蝕膠發生光化學作用,形成微細圖形的潛像,再通過顯影過程使剩余的抗蝕膠層轉變成具有微細圖形的窗口,后續基于抗蝕膠圖案進行鍍膜、刻蝕等可進一步制作所需微納結構或器件。
聚合物等溫微納米熱壓印技術同時適用于結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,對較優加工工藝及其內在成型機理展開探索。結果表明,對PMMA等非晶型聚合物而言,模具溫度設定在Tg附近即可獲得成型效果優異的微納結構制品;在加工PP等結晶型聚合物時,模具溫度則應設置在Tm以下40~60℃的溫度區間內。利用聚合物等溫微納米熱壓印技術制得的微納結構制品結構穩定,微納結構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中心技術已申請國家發明專利和PCT國際專利。相信在全球范圍內的微納制造技術研發大潮中,聚合物等溫微納米熱壓印技術的出現會為研究人員提供新的靈感和動力。微納加工設備主要有:光刻、刻蝕、鍍膜、濕法腐蝕、絕緣層鍍膜等。
微納加工技術指尺度為亞毫米、微米和納米量級元件以及由這些元件構成的部件或系統的優化設計、加工、組裝、系統集成與應用技術。微納加工按技術分類,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中較關鍵的工藝步驟,光刻的工藝水平決定產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)透過光刻板照射在基底表面,被光線照射到的光刻膠會發生反應。此后用顯影液洗去被照射/未被照射的光刻膠,就實現了圖形從光刻板到基底的轉移。在硅材料刻蝕當中,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異性刻蝕。南昌微納加工工藝流程
微納加工技術指尺度為亞毫米、微米和納米量級元件的優化設計、加工、組裝、系統集成與應用技術。南昌微納加工工藝流程
微納制造技術屬國際前沿技術,作為未來制造業賴以生存的基礎和可持續發展的關鍵,其研發和應用標志著人類可以在微、納米尺度認識和改造世界。以聚合物為基礎材料的微納系統在整個微納系統中占有極其重要地位,是較具產業化開發前景的微納系統之一,聚合物微納制造技術也已經開始得到應用并具有極大的發展空間。集中介紹了多種典型聚合物微納器件及系統,并對微注塑成型、微擠出成型和微納壓印成型等聚合物微納制造技術進行了系統的闡述,比較了各種聚合物微納制造技術的優缺點和使用條件。末尾,結合國內外研究人員的研究成果,對聚合物微納制造技術的未來發展做出展望。南昌微納加工工藝流程