美国在微纳加工技术的发展中发挥着主导作用。由于电子技术、计算机技术、航空航天技术和激光技术的需要,美国于1962年开发了金刚石刀具超精细切割机床,解决了激光核聚变反射镜、天体望远镜等光学部件和计算机磁盘加工,奠定了微加工技术的基础,随后西欧和日本微加工技术发展迅速。微纳加工技术是一种新兴的综合加工技术。它整合了现代机械、光学、电子、计算机、测量和材料等先进技术成果,使加工精度从20世纪60年代初的微米水平提高到目前的10m水平,在几十年内提高了1~2个数量级,很大程度提高了产品的性能和可靠性。目前,微纳加工技术已成为国家科技发展水平的重要标志。随着各种新型功能陶瓷材料的成功开发和以这些材料为关键部件的各种装置的高性能,功能陶瓷元件的加工精度达到纳米级甚至更高,有效地促进了微纳加工技术的进步。近年来,纳米技术的出现挑战了微纳加工的极限加工精度一一原子级加工。高精度的微细结构可以通过电子束直写或激光直写制作!承德微纳加工价目
电子束的能量越高,束斑的直径就越小,比如10keV的电子束斑直径为4nm,20keV时就减小到2nm。电子束的扫描步长由束斑直径所限制。步长过大,不能实现紧密地平面束扫描;步长过小,电子束扫描区域会受到过多的电子散射作用。电子束流剂量由电子束电流强度和驻留时间所决定。电子束流剂量过小,抗蚀剂不能完全感光;电子束流剂量过大,图形边缘的抗蚀剂会受到过多的电子散射作用。由于高能量的电子波长要比光波长短成百上千倍,因此限制分辨率的不是电子的衍射,而是各种电子像散和电子在抗蚀剂中的散射。电子散射会使图形边缘内侧的电子能量和剂量降低,产生内邻近效应;同时散射的电子会使图形边缘外侧的抗蚀剂感光,产生外邻近效应。内邻近效应使垂直的图形拐角圆弧化,而外邻近效应使相邻的图形边缘趋近和模糊。扬州半导体微纳加工微纳加工技术的特点MEMS技术适合批量生产!
微纳加工大致可以分为“自上而下”和“自下而上”两类。“自上而下”是从宏观对象出发,以光刻工艺为基础,对材料或原料进行加工,小结果尺寸和精度通常由光刻或刻蚀环节的分辨力决定。“自下而上”技术则是从微观世界出发,通过控制原子、分子和其他纳米对象的相互作用力将各种单元构建在一起,形成微纳结构与器件。广东省科学院半导体研究所微纳加工平台,面向半导体光电子器件、功率电子器件、MEMS、生物芯片等前沿领域,致力于打造的公益性、开放性、支撑性枢纽中心。平台拥有半导体制备工艺所需的整套仪器设备,建立了一条实验室研发线和一条中试线,加工尺寸覆盖2-6英寸(部分8英寸),同时形成了一支与硬件有机结合的专业人才队伍。平台当前紧抓技术创新和公共服务,面向国内外高校、科研院所以及企业提供开放共享,为技术咨询、创新研发、技术验证以及产品中试提供技术支持。
2012年北京工业大学Duan等使用课题组自行研制的皮秒激光器对金属钼、钛和不锈钢进行了精密制孔研究,并利用旋切制孔方式对厚度为0.3mm的金属钼实现了孔径ϕ小于200μm的微孔加工,利用螺旋制孔方式在厚度为1mm不锈钢上实现了孔径为200μm的制孔效果。实验指出大口径微孔加工应采用旋切制孔方式,而加工较小口径时则更宜选用螺旋制孔方式。皮秒激光精密微孔加工过程中,对于厚度较小的材料(d<1μm),由于激光与材料作用的时间较短,以采用高峰值功率、窄脉宽的激光为宜,而对于厚度在百微米甚至超过1mm的金属材料的微孔加工,除了要考虑激光峰值功率以及脉冲宽度外,选择合适的制孔方式是必要的。此外,根据材料结构的不同还应该选择是否采用偏振输出等因素。微纳加工设备主要有:光刻、刻蚀、镀膜、湿法腐蚀、绝缘层镀膜等!
在微纳加工过程中,薄膜的形成方法主要为物理沉积、化学沉积和混合方法沉积。蒸发沉积(热蒸发、电子束蒸发)和溅射沉积是典型的物理方法,主要用于沉积金属单质薄膜、合金薄膜、化合物等。热蒸发是在高真空下,利用电阻加热至材料的熔化温度,使其蒸发至基底表面形成薄膜,而电子束蒸发为使用电子束加热;磁控溅射在高真空,在电场的作用下,Ar气被电离为Ar离子高能量轰击靶材,使靶材发生溅射并沉积于基底;磁控溅射方法沉积的薄膜纯度高、致密性好,热蒸发主要用于沉积低熔点金属薄膜或者厚膜;化学气相沉积(CVD)是典型的化学方法而等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是物理与化学相结合的混合方法,CVD和PECVD主要用于生长氮化硅、氧化硅等介质膜。湿法刻蚀较普遍、也是成本较低的刻蚀方法!扬州半导体微纳加工
微纳加工平台,主要是两个方面:微纳加工、微纳检测。承德微纳加工价目
微纳加工技术是先进制造的重要组成部分,是衡量国家制造业水平的标志之一,具有多学科交叉性和制造要素极端性的特点,在推动科技进步、促进产业发展、拉动科技进步、保障**安全等方面都发挥着关键作用。微纳加工技术的基本手段包括微纳加工方法与材料科学方法两种。很显然,微纳加工技术与微电子工艺技术有密切关系。广东省科学院半导体研究所微纳加工平台面向半导体光电子器件、功率电子器件、MEMS、生物芯片等前沿领域提供技术咨询、器件设计、版图设计、光刻、刻蚀、镀膜等技术服务。承德微纳加工价目
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