在微納加工過程中,薄膜的形成方法主要為物理沉積、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,主要用于沉積金屬單質薄膜、合金薄膜、化合物等。熱蒸發是在高真空下,利用電阻加熱至材料的熔化溫度,使其蒸發至基底表面形成薄膜,而電子束蒸發為使用電子束加熱;磁控濺射在高真空,在電場的作用下,Ar氣被電離為Ar離子高能量轟擊靶材,使靶材發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,熱蒸發主要用于沉積低熔點金屬薄膜或者厚膜;化學氣相沉積(CVD)是典型的化學方法而等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)是物理與化學相結合的混合方法,CVD和PECVD主要用于生長氮化硅、氧化硅等介質膜。微納加工平臺包括光刻、磁控濺射、電子束蒸鍍、濕法腐蝕、干法腐蝕、表面形貌測量!商洛量子微納加工
納秒和飛秒之間,皮秒激光微納加工應用獨具優勢!與傳統的微納加工技術相比,激光微納加工具有如下獨特的優點:非接觸加工不損壞工具、能量可調、加工方式靈活、可實現柔性加工等。其中全固態皮秒激光具有極窄的脈沖寬度(皮秒)、極高的峰值功率(兆瓦)以及優異的光束質量,被廣泛應用于各種金屬、非金屬材料的精密加工。研究表明,脈沖寬度高于10ps的皮秒激光加工過程中有明顯的熱效應存在,而且隨著激光與材料作用時間的增加,工件表面會產生微裂紋以及再鑄層;脈沖寬度低于5ps的皮秒激光與材料作用時會產生非線性效應,這對金屬材料的加工非常不利。因此,適合微納精密加工用的皮秒激光的脈沖寬度在5~10ps之間。為了提高加工效率,重復頻率一般設定在十萬赫茲量級,而平均功率則根據所加工材料的燒蝕閾值而定。張家口微納加工設備微機電系統、微光電系統、生物微機電系統等是微納米技術的重要應用領域!
光刻是半導體制造中常用的技術之一,是現代光電子器件制造的基礎。實際應用中存在兩個主要挑戰:一是與FIB和EBL相比,分辨率還不夠高;二是由于直接的激光寫入器逐點生成圖案,因此吞吐量是一個很大的挑戰。對于上述兩個挑戰:分辨率方面,一是可以通過原子力顯微鏡(AFM)或掃描近場顯微鏡(SNOM)等近場技術來提高,二是可以通過使用短波長光源來提高,三是可以通過非線性吸收實現超分辨率成像或制造;制造速度方面,除了工程學方法外,隨著激光技術的發展,主要是提出了包括自組裝微球激光加工、激光干涉光刻、多焦陣列激光直寫等并行激光加工方法來提高制造速度。并行激光加工技術可以將二維加工技術擴展到三維加工,為未來微納加工技術的發展提供新的方向;同時可以地廣泛應用于傳感、太陽能電池和超材料領域的表面處理和功能器件制造,對生物醫學器件制造、光通信、傳感、以及光譜學等領域得發展研究具有重要意義。
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,涉及領域廣、多學科交叉融合,其主要的發展方向是微納器件與系統(MEMS和NEMS)。微納器件與系統是在集成電路制作上發展的系列技術,研制微型傳感器、微型執行器等器件和系統,具有微型化、批量化、成本低的鮮明特點,對現活、生產產生了巨大的促進作用,并催生了一批新興產業。廣東省科學院半導體研究所微納加工平臺,面向半導體光電子器件、功率電子器件、MEMS、生物芯片等前沿領域,致力于打造的公益性、開放性、支撐性樞紐中心。平臺擁有半導體制備工藝所需的整套儀器設備,建立了一條實驗室研發線和一條中試線,加工尺寸覆蓋2-6英寸(部分8英寸),同時形成了一支與硬件有機結合的專業人才隊伍。平臺當前緊抓技術創新和公共服務,面向國內外高校、科研院所以及企業提供開放共享,為技術咨詢、創新研發、技術驗證以及產品中試提供技術支持。 在微納加工過程中,蒸發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薄膜、合金薄膜、化合物等。
2012年北京工業大學Duan等使用課題組自行研制的皮秒激光器對金屬鉬、鈦和不銹鋼進行了精密制孔研究,并利用旋切制孔方式對厚度為0.3mm的金屬鉬實現了孔徑?小于200μm的微孔加工,利用螺旋制孔方式在厚度為1mm不銹鋼上實現了孔徑為200μm的制孔效果。實驗指出大口徑微孔加工應采用旋切制孔方式,而加工較小口徑時則更宜選用螺旋制孔方式。皮秒激光精密微孔加工過程中,對于厚度較小的材料(d<1μm),由于激光與材料作用的時間較短,以采用高峰值功率、窄脈寬的激光為宜,而對于厚度在百微米甚至超過1mm的金屬材料的微孔加工,除了要考慮激光峰值功率以及脈沖寬度外,選擇合適的制孔方式是必要的。此外,根據材料結構的不同還應該選擇是否采用偏振輸出等因素。高精度的微細結構通過控制聚焦電子束(光束)移動書寫圖案進行曝光!棗莊量子微納加工
未來幾年微納制造系統和平臺的發展前景包括的方面:智能的、可升級的和適應性強的微納制造系統!商洛量子微納加工
濺射鍍膜有兩種方式:一種稱為離子束濺射,指真空狀態下用離子束轟擊靶表面,使濺射出的粒子在基體表面成膜,該工藝較為昂貴,主要用于制取特殊的薄膜;另一種稱為陰極濺射,主要利用低壓氣體放電現象,使處于等離子狀態下的離子轟擊靶面,濺射出的粒子沉積在基體上。它采用平行板電極結構,膜料物質做成的大面積靶為陰極,支持基體的基板為陽極,安裝于鐘罩式真空容器內。為減少污染,先將鐘罩內的壓強抽到小于10-3~10-4Pa,然后充入Ar氣,使壓強維持在1~10Pa。在兩極之間加數千伏的電壓進行濺射鍍膜。與蒸發鍍膜相比,濺射鍍膜時靶材(膜料)無相變,化合物成分穩定,合金不易分餾,因此適合制備的膜材非常廣。由于濺射沉積到襯底上的粒子能量比蒸發時的能量高50倍,它們對襯底有清洗和升溫作用,所以形成的薄膜附著力大。特別是濺射鍍膜容易控制膜的成分,通過直接濺射或者反應濺射,可以制備大面積均勻的各種合金膜、化合物膜、多層膜和復合膜。濺射鍍膜易實現連續化、自動化作業和規模化生產。但是,由于濺射時要使用高電壓和氣體,所以裝置比較復雜,薄膜易受濺射氣氛的影響,薄膜沉積速率也較低。此外,濺射鍍膜需要事先制備各種成分的靶,裝卸靶不太方便。 商洛量子微納加工
廣東省科學院半導體研究所位于長興路363號,交通便利,環境優美,是一家服務型企業。公司是一家****企業,以誠信務實的創業精神、專業的管理團隊、踏實的職工隊伍,努力為廣大用戶提供***的產品。以滿足顧客要求為己任;以顧客永遠滿意為標準;以保持行業優先為目標,提供***的微納加工技術服務,真空鍍膜技術服務,紫外光刻技術服務,材料刻蝕技術服務。廣東省半導體所自成立以來,一直堅持走正規化、專業化路線,得到了廣大客戶及社會各界的普遍認可與大力支持。