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衢州微纳加工工艺

来源: 发布时间:2022-01-13

无论是大批量还是小规模生产定制产品,都需要开发新一代的模块化、知识密集的、可升级的和可快速配置的生产系统。而这将用到那些新近涌现出来的微纳技术研究成果以及新的工业生产理论体系。给出了微纳制造系统与平台的发展前景。未来几年微纳制造系统和平台的发展前景包括以下几个方面:(1)微纳制造系统的设计、建模和仿真;(2)智能的、可升级的和适应性强的微纳制造系统(工艺、设备和工具集成);(3)新型灵活的、模块化的和网络化的系统结构,以构筑基于制造的知识。微纳加工设备主要有:光刻、刻蚀、成膜、离子注入、晶圆键合等。衢州微纳加工工艺

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微纳加工中,材料湿法腐蚀是一个常用的工艺方法。材料的湿法化学刻蚀,包括刻蚀剂到达材料表面和反应产物离开表面的传输过程,也包括表面本身的反应。半导体技术中的许多刻蚀工艺是在相当缓慢并受速率控制的情况下进行的,这是因为覆盖在表面上有一污染层。污染层厚度常有几微米,如果化学反应有气体逸出,则此层就可能破裂。湿法刻蚀工艺常常有反应物产生,这种产物受溶液的溶解速率的限制。为了使刻蚀速率提高,常常使溶液搅动,因为搅动增强了外扩散效应。多晶和非晶材料的刻蚀是各向异性的。然而,结晶材料的刻蚀可能是各向同性,也可能是各向异性的,它取决于反应动力学的性质。晶体材料的各向同性刻蚀常被称作抛光刻蚀,因为它们产生平滑的表面。各向异性刻蚀通常能显示晶面,或使晶体产生缺陷。因此,可用于化学加工,也可作为结晶刻蚀剂。阳江石墨烯微纳加工微纳加工中,材料湿法腐蚀是一个常用的工艺方法。

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硅材料在MEMS器件当中是很重要的一种材料。在硅材料刻蚀当中,应用于医美方向的硅针刻蚀需要用到各向同性刻蚀,纵向和横向同时刻蚀,硅柱的刻蚀需要用到各项异性刻蚀,主要是在垂直方向刻蚀,而横向尽量少刻蚀。微纳加工平台主要提供微纳加工技术工艺,包括光刻、磁控溅射、电子束蒸镀、湿法腐蚀、干法腐蚀、表面形貌测量等。该平台以积极灵活的方式服务于实验室的研究课题,并产生高水平的研究成果,促进半导体器件的发展,成为国内半导体器件技术与学术交流和人才培养的重要基地,同时为实验室的学术交流、合作研究提供技术平台和便利条件。

    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。基于光刻工艺的微纳加工技术主要包含以下过程:掩模(mask)制备、图形形成及转移(涂胶、曝光、显影)、薄膜沉积、刻蚀、外延生长、氧化和掺杂等。在基片表面涂覆一层某种光敏介质的薄膜(抗蚀胶),曝光系统把掩模板的图形投射在(抗蚀胶)薄膜上,光(光子)的曝光过程是通过光化学作用使抗蚀胶发生光化学作用,形成微细图形的潜像,再通过显影过程使剩余的抗蚀胶层转变成具有微细图形的窗口,后续基于抗蚀胶图案进行镀膜、刻蚀等可进一步制作所需微纳结构或器件。 微纳制造技术研发和应用标志着人类可以在微、纳米尺度认识和改造世界。

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微纳加工氧化工艺是在高温下,衬底的硅直接与O2发生反应生成SiO2,后续O2通过SiO2层扩散到Si/SiO2界面,继续与Si发生反应增加SiO2薄膜的厚度,生成1个单位厚度的SiO2薄膜,需要消耗0.445单位厚度的Si衬底;相对CVD工艺而言,氧化工艺可以制作更加致密的SiO2薄膜,有利于与其他材料制作更加牢固可靠的结构层,提高MEMS器件的可靠性。同时致密的SiO2薄膜有利于提高与其它材料的湿法刻蚀选择比,提高刻蚀加工精度,制作更加精密的MEMS器件。同时氧化工艺一般采用传统的炉管设备来制作,成本低,产量大,一次作业100片以上,SiO2薄膜一致性也可以做到更高+/-3%以内。微纳制造的加工材料多种多样。攀枝花高精度微纳加工

微纳制造技术属国际前沿技术,作为未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键。衢州微纳加工工艺

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。衢州微纳加工工艺

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