蘇州微納加工技術(shù)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-09-07

    隨著電子束光刻技術(shù)和電感耦合等離子體(ICP)刻蝕技術(shù)的出現(xiàn),平面微納加工工藝正在推動(dòng)以單電子器件與自旋電子器件為代標(biāo)的新一代納米電子學(xué)的發(fā)展.當(dāng)微納加工技術(shù)應(yīng)用到光電子領(lǐng)域,就形成了新興的納米光電子技術(shù),主要研究納米結(jié)構(gòu)中光與電子相互作用及其能量互換的技術(shù).納米光電子技術(shù)在過(guò)去的十多年里,一方面,以低維結(jié)構(gòu)材料生長(zhǎng)和能帶工程為基礎(chǔ)的納米制造技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展,包括分子束外延(MBE)、金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積(MOCVD)和化學(xué)束外延(CBE),使得在晶片表面外延生長(zhǎng)方向(直方向)的外延層精度控制到單個(gè)原子層,從而獲得了具有量子尺寸效應(yīng)的半導(dǎo)體材料;另一方面,平面納米加工工藝實(shí)現(xiàn)了納米尺度的光刻和橫向刻蝕,使得人工橫向量子限制的量子線(xiàn)與量子點(diǎn)的制作成為可能.同時(shí),光子晶體概念的出現(xiàn),使得納米平面加工工藝廣的地應(yīng)用到光介質(zhì)材料折射率周期性的改變中。 微納加工技術(shù)的特點(diǎn):微型化!蘇州微納加工技術(shù)

蘇州微納加工技術(shù),微納加工

    光刻是半導(dǎo)體制造中常用的技術(shù)之一,是現(xiàn)代光電子器件制造的基礎(chǔ)。實(shí)際應(yīng)用中存在兩個(gè)主要挑戰(zhàn):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(xiě)入器逐點(diǎn)生成圖案,因此吞吐量是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。對(duì)于上述兩個(gè)挑戰(zhàn):分辨率方面,一是可以通過(guò)原子力顯微鏡(AFM)或掃描近場(chǎng)顯微鏡(SNOM)等近場(chǎng)技術(shù)來(lái)提高,二是可以通過(guò)使用短波長(zhǎng)光源來(lái)提高,三是可以通過(guò)非線(xiàn)性吸收實(shí)現(xiàn)超分辨率成像或制造;制造速度方面,除了工程學(xué)方法外,隨著激光技術(shù)的發(fā)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(xiě)等并行激光加工方法來(lái)提高制造速度。并行激光加工技術(shù)可以將二維加工技術(shù)擴(kuò)展到三維加工,為未來(lái)微納加工技術(shù)的發(fā)展提供新的方向;同時(shí)可以地廣泛應(yīng)用于傳感、太陽(yáng)能電池和超材料領(lǐng)域的表面處理和功能器件制造,對(duì)生物醫(yī)學(xué)器件制造、光通信、傳感、以及光譜學(xué)等領(lǐng)域得發(fā)展研究具有重要意義。 南京電子微納加工微納加工按技術(shù)分類(lèi),主要分為平面工藝、探針工藝、模型工藝!

蘇州微納加工技術(shù),微納加工

        微納加工是指制造特征尺寸以納米為單位的結(jié)構(gòu),尤其是側(cè)面小于20納米的結(jié)構(gòu)。目前的技術(shù)大多只允許在二維意義上進(jìn)行微納加工。納加工通常用于制造計(jì)算機(jī)芯片,傳統(tǒng)的光刻技術(shù)是計(jì)算機(jī)行業(yè)的支柱,可用于創(chuàng)建尺寸小于22m的特征,雖然這是非常昂貴的,而目且目前還不被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)有效的。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所微納加工平臺(tái),面向半導(dǎo)體光電子器件、功率電子器件、MEMS、生物芯片等前沿領(lǐng)域,致力于打造高級(jí)的公益性、開(kāi)放性、支撐性樞紐中心。平臺(tái)擁有半導(dǎo)體制備工藝所需的整套儀器設(shè)備,建立了一條實(shí)驗(yàn)室研發(fā)線(xiàn)和一條中試線(xiàn),加工尺寸覆蓋2-6英寸(部分8英寸),同時(shí)形成了一支與硬件有機(jī)結(jié)合的專(zhuān)業(yè)人才隊(duì)伍。平臺(tái)當(dāng)前緊抓技術(shù)創(chuàng)新和公共服務(wù),面向國(guó)內(nèi)外高校、科研院所以及企業(yè)提供開(kāi)放共享,為技術(shù)咨詢(xún)、創(chuàng)新研發(fā)、技術(shù)驗(yàn)證以及產(chǎn)品中試提供技術(shù)支持。

高精度的微細(xì)結(jié)構(gòu)可以通過(guò)電子束直寫(xiě)或激光直寫(xiě)制作,這類(lèi)光刻技術(shù),像“寫(xiě)字”一樣,通過(guò)控制聚焦電子束(光束)移動(dòng)書(shū)寫(xiě)圖案進(jìn)行曝光,具有很高的曝光精度,但這兩種方法制作效率極低,尤其在大面積制作方面捉襟見(jiàn)肘,目前直寫(xiě)光刻技術(shù)適用于小面積的微納結(jié)構(gòu)制作。近年來(lái),三維浮雕微納結(jié)構(gòu)的需求越來(lái)越大,如閃耀光柵、菲涅爾透鏡、多臺(tái)階微光學(xué)元件等。據(jù)悉,蘋(píng)果公司新上市的手機(jī)產(chǎn)品中人臉識(shí)別模塊就采用了多臺(tái)階微光學(xué)元件,以及當(dāng)下如火如荼的無(wú)人駕駛技術(shù)中激光雷達(dá)光學(xué)系統(tǒng)也用到了復(fù)雜的微光學(xué)元件。這類(lèi)精密的微納結(jié)構(gòu)光學(xué)元件需采用灰度光刻技術(shù)進(jìn)行制作。直寫(xiě)技術(shù),通過(guò)在光束移動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行相應(yīng)的曝光能量調(diào)節(jié),可以實(shí)現(xiàn)良好的灰度光刻能力。微納加工中,材料濕法腐蝕是一個(gè)常用的工藝方法。

蘇州微納加工技術(shù),微納加工

微納制造可以應(yīng)用在什么哪些領(lǐng)域?微納制造作為國(guó)家新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大關(guān)鍵技術(shù)之一,對(duì)國(guó)家裝備實(shí)力和國(guó)民經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展起到重要作用。微納制造技術(shù)的進(jìn)步,推動(dòng)著三大前沿科技的發(fā)展:生物技術(shù)、信息技術(shù)、納米技術(shù)。由于微納制造技術(shù)產(chǎn)品有體積小、集成度高、重量輕、智能化程度高等諸多優(yōu)點(diǎn),在信息科學(xué)、生物醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域廣的應(yīng)用。微納加工技術(shù)是先進(jìn)制造的重要組成部分,是衡量國(guó)家高質(zhì)量的制造業(yè)水平的標(biāo)志之一,具有多學(xué)科交叉性和制造要素極端性的特點(diǎn),在推動(dòng)科技進(jìn)步、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、拉動(dòng)科技進(jìn)步、保障**安全等方面都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。微納加工技術(shù)的基本手段包括微納加工方法與材料科學(xué)方法兩種。很顯然,微納加工技術(shù)與微電子工藝技術(shù)有密切關(guān)系。目前微納制造領(lǐng)域較常用的一種微細(xì)加工技術(shù)是LIGA!信陽(yáng)石墨烯微納加工

微納加工技術(shù)對(duì)現(xiàn)代的生活、生產(chǎn)產(chǎn)生了巨大的促進(jìn)作用,并催生了一批新興產(chǎn)業(yè)。蘇州微納加工技術(shù)

納秒和飛秒之間,皮秒激光微納加工應(yīng)用獨(dú)具優(yōu)勢(shì)!與傳統(tǒng)的微納加工技術(shù)相比,激光微納加工具有如下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):非接觸加工不損壞工具、能量可調(diào)、加工方式靈活、可實(shí)現(xiàn)柔性加工等。其中全固態(tài)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(yōu)異的光束質(zhì)量,被廣泛應(yīng)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(guò)程中有明顯的熱效應(yīng)存在,而且隨著激光與材料作用時(shí)間的增加,工件表面會(huì)產(chǎn)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(shí)會(huì)產(chǎn)生非線(xiàn)性效應(yīng),這對(duì)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(fù)頻率一般設(shè)定在十萬(wàn)赫茲量級(jí),而平均功率則根據(jù)所加工材料的燒蝕閾值而定。蘇州微納加工技術(shù)

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