濱州微納加工技術

來源: 發(fā)布時間:2022-01-28

選擇比指的是在同一刻蝕條件下一種材料與另一種材料相比刻蝕速率快多少,它定義為被刻蝕材料的刻蝕速率與另一種材料的刻蝕速率的比?;緝?nèi)容:高選擇比意味著只刻除想要刻去的那一層材料。一個高選擇比的刻蝕工藝不刻蝕下面一層材料(刻蝕到恰當?shù)纳疃葧r停止)并且保護的光刻膠也未被刻蝕。圖形幾何尺寸的縮小要求減薄光刻膠厚度。高選擇比在較先進的工藝中為了確保關鍵尺寸和剖面控制是必需的。特別是關鍵尺寸越小,選擇比要求越高。廣東省科學院半導體研究所。微納制造的加工材料多種多樣。濱州微納加工技術

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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(jié)構(gòu),受光學衍射的極限,適用于微米以上尺度的微細結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的制作是可欲而不可求的。近年來,國內(nèi)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(jié)構(gòu)制作,但這類新型的光刻技術尚處于實驗室研究階段。濱州微納加工技術微納加工包括光刻、磁控濺射、電子束蒸鍍、濕法腐蝕、干法腐蝕、表面形貌測量等。

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    微納測試與表征技術是微納加工技術的基礎與前提,它包括在微納器件的設計、制造和系統(tǒng)集成過程中,對各種參量進行微米/納米檢測的技術。微米測量主要服務于精密制造和微加工技術,目標是獲得微米級測量精度,或表征微結(jié)構(gòu)的幾何、機械及力學特性;納米測量則主要服務于材料工程和納米科學,特別是納米材料,目標是獲得材料的結(jié)構(gòu)、地貌和成分的信息。在半導體領域人們所關心的與尺寸測量有關的參數(shù)主要包括:特征尺寸或線寬、重合度、薄膜的厚度和表面的糙度等等。未來,微納測試與表征技術正朝著從二維到三維、從表面到內(nèi)部、從靜態(tài)到動態(tài)、從單參量到多參量耦合、從封裝前到封裝后的方向發(fā)展。探索新的測量原理、測試方法和表征技術,發(fā)展微納加工及制造實時在線測試方法和微納器件質(zhì)量快速檢測系統(tǒng)已成為了微納測試與表征的主要發(fā)展趨勢。不同的表面微納結(jié)構(gòu)可以呈現(xiàn)出相應的功能,隨著科技的發(fā)展,不同功能的微納結(jié)構(gòu)及器件將會得到更多的應用。目前表面功能微納結(jié)構(gòu)及器件,諸如超材料、超表面等充滿“神奇”力量的結(jié)構(gòu)或器件,的發(fā)展仍受到微納加工技術的限制。因此,研究功能微納結(jié)構(gòu)及器件需要從微納結(jié)構(gòu)的加工技術方面進行廣深入的研究。

    淺談表面功能微納結(jié)構(gòu)及其加工方法:目前可以實現(xiàn)表面微納結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),該方法優(yōu)勢在于精度高,得到的微納結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的加工;(3)自組裝工藝,光刻與自組裝和刻蝕工藝結(jié)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(jié)構(gòu)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。 在我國,微納制造技術同樣是重點發(fā)展方向之一。

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眾所周知,微納米技術是我國貫徹落實“中國制造2025”和“中國創(chuàng)新2030”的重要舉措與中心技術需求,是促進制造業(yè)高級化、綠色化、智能化的重要基礎。基于物體微米、納米尺度獨特的物理和化學特性,研制新材料、新工藝、新器件的微納制造技術,已經(jīng)成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中心技術,必將對21世紀的航空、航天、信息科學、生命科學和健康保健、汽車工業(yè)、仿生機器人、交通、家具生活等領域產(chǎn)生深遠的影響。推進微納制造技術產(chǎn)業(yè)化落地,探討產(chǎn)業(yè)化路徑,遴選優(yōu)良產(chǎn)業(yè)化示范項目。目前微納制造領域較常用的一種微細加工技術是LIGA。撫順MENS微納加工

在過去的幾年中,全球各地的研究機構(gòu)和大學已開始集中研究微觀和納米尺度現(xiàn)象、器件和系統(tǒng)。濱州微納加工技術

微納加工中,材料濕法腐蝕是一個常用的工藝方法。材料的濕法化學刻蝕,包括刻蝕劑到達材料表面和反應產(chǎn)物離開表面的傳輸過程,也包括表面本身的反應。半導體技術中的許多刻蝕工藝是在相當緩慢并受速率控制的情況下進行的,這是因為覆蓋在表面上有一污染層。污染層厚度常有幾微米,如果化學反應有氣體逸出,則此層就可能破裂。濕法刻蝕工藝常常有反應物產(chǎn)生,這種產(chǎn)物受溶液的溶解速率的限制。為了使刻蝕速率提高,常常使溶液攪動,因為攪動增強了外擴散效應。多晶和非晶材料的刻蝕是各向異性的。然而,結(jié)晶材料的刻蝕可能是各向同性,也可能是各向異性的,它取決于反應動力學的性質(zhì)。晶體材料的各向同性刻蝕常被稱作拋光刻蝕,因為它們產(chǎn)生平滑的表面。各向異性刻蝕通常能顯示晶面,或使晶體產(chǎn)生缺陷。因此,可用于化學加工,也可作為結(jié)晶刻蝕劑。濱州微納加工技術