MEMS(微機電系統(tǒng)),是指以微型化、系統(tǒng)化的理論為指導,通過半導體制造等微納加工手段,形成特征尺度為微納米量級的系統(tǒng)裝置。相對于先進的集成電路(IC)制造工藝(遵循摩爾定律),MEMS制造工藝不單純追求線寬而注重功能特色化,即利用微納結(jié)構或/和敏感材料實現(xiàn)多種傳感和執(zhí)行功能,工藝節(jié)點通常從500nm到110nm,襯底材料也不局限硅,還包括玻璃、聚合物、金屬等。由MEMS技術構建的產(chǎn)品往往具有體積小、重量輕、功耗低、成本低等優(yōu)點,已廣泛應用于汽車、手機、工業(yè)、醫(yī)療、**、航空航天等領域。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(fā)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(jié)合的專業(yè)人才隊伍。平臺當前緊抓技術創(chuàng)新和公共服務,面向國內(nèi)外高校、科研院所以及企業(yè)提供開放共享,為技術咨詢、創(chuàng)新研發(fā)、技術驗證以及產(chǎn)品中試提供技術支持。 高精度的微細結(jié)構通過控制聚焦電子束(光束)移動書寫圖案進行曝光。濟南鍍膜微納加工
當微納加工技術應用到光電子領域,就形成了新興的納米光電子技術,主要研究納米結(jié)構中光與電子相互作用及其能量互換的技術.納米光電子技術在過去的十多年里,一方面,以低維結(jié)構材料生長和能帶工程為基礎的納米制造技術有了長足的發(fā)展,包括分子束外延(MBE)、金屬有機化學氣相淀積(MOCVD)和化學束外延(CBE),使得在晶片表面外延生長方向(直方向)的外延層精度控制到單個原子層,從而獲得了具有量子尺寸效應的半導體材料;另一方面,平面納米加工工藝實現(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與量子點的制作成為可能.同時,光子晶體概念的出現(xiàn),使得納米平面加工工藝廣地應用到光介質(zhì)材料折射率周期性的改變中。石家莊微納加工設備微納加工平臺,主要是兩個方面:微納加工、微納檢測!
微納制造可以應用在什么哪些領域?微納制造作為國家新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大關鍵技術之一,對國家裝備實力和國民經(jīng)濟技術的發(fā)展起到重要作用。微納制造技術的進步,推動著三大前沿科技的發(fā)展:生物技術、信息技術、納米技術。由于微納制造技術產(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,在信息科學、生物醫(yī)療、航空航天等領域廣的應用。微納加工技術是先進制造的重要組成部分,是衡量國家高質(zhì)量的制造業(yè)水平的標志之一,具有多學科交叉性和制造要素極端性的特點,在推動科技進步、促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展、拉動科技進步、保障**安全等方面都發(fā)揮著關鍵作用。微納加工技術的基本手段包括微納加工方法與材料科學方法兩種。很顯然,微納加工技術與微電子工藝技術有密切關系。
微納加工中蒸鍍的物理過程包括:沉積材料蒸發(fā)或升華為氣態(tài)粒子→氣態(tài)粒子快速從蒸發(fā)源向基片表面輸送→氣態(tài)粒子附著在基片表面形核、長大成固體薄膜→薄膜原子重構或產(chǎn)生化學鍵合。將襯底放入真空室內(nèi),以電阻、電子束、激光等方法加熱膜料,使膜料蒸發(fā)或升華,氣化為具有一定能量(~eV)的粒子(原子、分子或原子團)。氣態(tài)粒子以基本無碰撞的直線運動飛速傳送至襯底,到達襯底表面的粒子一部分被反射,另一部分吸附在襯底上并發(fā)生表面擴散,沉積原子之間產(chǎn)生二維碰撞,形成簇團,有的可能在表面短時停留后又蒸發(fā)。粒子簇團不斷地與擴散粒子相碰撞,或吸附單粒子,或放出單粒子。此過程反復進行,當聚集的粒子數(shù)超過某一臨界值時就變?yōu)榉€(wěn)定的核,再繼續(xù)吸附擴散粒子而逐步長大,終通過相鄰穩(wěn)定核的接觸、合并,形成連續(xù)薄膜。膜方法簡單、薄膜純度和致密性高、膜結(jié)構和性能獨特等優(yōu)點。所謂濺射鍍膜是指在真空室中,利用荷能粒子(如正離子)轟擊靶材,使靶材表面原子或原子團逸出,逸出的原子在工件的表面形成與靶材成分相同的薄膜,這種制備薄膜的方法稱為濺射鍍膜。目前,濺射法主要用于形成金屬或合金薄膜,特別是用于制作電子元件的電極和玻璃表面紅外線反射薄膜。 微納加工涉及領域廣、多學科交叉融合,其較主要的發(fā)展方向是微納器件與系統(tǒng)(MEMS)。
在微電子與光電子集成中,薄膜的形成方法主要有兩大類,及沉積和外延生長。沉積技術分為物理沉積、化學沉積和混合方法沉積。蒸發(fā)沉積(熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā))和濺射沉積是典型的物理方法;化學氣相沉積是典型的化學方法;等離子體增強化學氣相沉積是物理與化學方法相結(jié)合的混合方法。薄膜沉積過程,通常生成的是非晶膜和多晶膜,沉積部位和晶態(tài)結(jié)構都是隨機的,而沒有固定的晶態(tài)結(jié)構。外延生長實質(zhì)上是材料科學的薄膜加工方法,其含義是:在一個單晶的襯底上,定向地生長出與基底晶態(tài)結(jié)構相同或相似的晶態(tài)薄層。其他薄膜成膜方法,如電化學沉積、脈沖激光沉積法、溶膠凝膠法、自組裝法等,也都廣用于微納制作工藝中。光刻膠是微納加工中微細圖形加工的關鍵材料之一。嘉興微納加工器件
微納加工技術具有高精度、科技含量高、產(chǎn)品附加值高等特點!濟南鍍膜微納加工
美國在微納加工技術的發(fā)展中發(fā)揮著主導作用。由于電子技術、計算機技術、航空航天技術和激光技術的需要,美國于1962年開發(fā)了金剛石刀具超精細切割機床,解決了激光核聚變反射鏡、天體望遠鏡等光學部件和計算機磁盤加工,奠定了微加工技術的基礎,隨后西歐和日本微加工技術發(fā)展迅速。微納加工技術是一種新興的綜合加工技術。它整合了現(xiàn)代機械、光學、電子、計算機、測量和材料等先進技術成果,使加工精度從20世紀60年代初的微米水平提高到目前的10m水平,在幾十年內(nèi)提高了1~2個數(shù)量級,很大程度提高了產(chǎn)品的性能和可靠性。目前,微納加工技術已成為國家科技發(fā)展水平的重要標志。隨著各種新型功能陶瓷材料的成功開發(fā)和以這些材料為關鍵部件的各種裝置的高性能,功能陶瓷元件的加工精度達到納米級甚至更高,有效地促進了微納加工技術的進步。近年來,納米技術的出現(xiàn)挑戰(zhàn)了微納加工的極限加工精度一一原子級加工。濟南鍍膜微納加工
廣東省科學院半導體研究所在同行業(yè)領域中,一直處在一個不斷銳意進取,不斷制造創(chuàng)新的市場高度,多年以來致力于發(fā)展富有創(chuàng)新價值理念的產(chǎn)品標準,在廣東省等地區(qū)的電子元器件中始終保持良好的商業(yè)口碑,成績讓我們喜悅,但不會讓我們止步,殘酷的市場磨煉了我們堅強不屈的意志,和諧溫馨的工作環(huán)境,富有營養(yǎng)的公司土壤滋養(yǎng)著我們不斷開拓創(chuàng)新,勇于進取的無限潛力,廣東省科學院半導體研究所供應攜手大家一起走向共同輝煌的未來,回首過去,我們不會因為取得了一點點成績而沾沾自喜,相反的是面對競爭越來越激烈的市場氛圍,我們更要明確自己的不足,做好迎接新挑戰(zhàn)的準備,要不畏困難,激流勇進,以一個更嶄新的精神面貌迎接大家,共同走向輝煌回來!