微納加工技術(shù)指尺度為亞毫米、微米和納米量級(jí)元件以及由這些元件構(gòu)成的部件或系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、加工、組裝、系統(tǒng)集成與應(yīng)用技術(shù),涉及領(lǐng)域廣、多學(xué)科交叉融合,其較主要的發(fā)展方向是微納器件與系統(tǒng)。微納器件與系統(tǒng)是在集成電路制作上發(fā)展的系列專(zhuān)門(mén)用技術(shù),研制微型傳感器、微型執(zhí)行器等器件和系統(tǒng),具有微型化、批量化、成本低的鮮明特點(diǎn),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)。在Si片上形成具有垂直側(cè)壁的高深寬比溝槽結(jié)構(gòu)是制備先進(jìn)MEMS器件的關(guān)鍵工藝,其各向異性刻蝕要求非常嚴(yán)格。高深寬比的干法刻蝕技術(shù)以其刻蝕速率快、各向異性較強(qiáng)、污染少等優(yōu)點(diǎn)脫穎而出,成為MEMS器件加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。微納加工技術(shù)是現(xiàn)代科技的重要支柱,它可以制造出更小、更先進(jìn)的電子設(shè)備,從而推動(dòng)科技和社會(huì)的進(jìn)步。佛山微納加工工藝流程
在微納加工過(guò)程中,薄膜的組成方法主要為物理沉積、化學(xué)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,主要用于沉積金屬單質(zhì)薄膜、合金薄膜、化合物等。熱蒸發(fā)是在高真空下,利用電阻加熱至材料的熔化溫度,使其蒸發(fā)至基底表面形成薄膜,而電子束蒸發(fā)為使用電子束加熱;磁控濺射在高真空,在電場(chǎng)的作用下,Ar氣被電離為Ar離子高能量轟擊靶材,使靶材發(fā)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(fā)主要用于沉積低熔點(diǎn)金屬薄膜或者厚膜;化學(xué)氣相沉積(CVD)是典型的化學(xué)方法而等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)是物理與化學(xué)相結(jié)合的混合方法,CVD和PECVD主要用于生長(zhǎng)氮化硅、氧化硅等介質(zhì)膜。商洛半導(dǎo)體微納加工微納加工可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微納材料的高度純凈和純度控制。
Mems加工工藝和微納加工大體上都是一樣的,只是表述不一樣而已,MEMS即是微機(jī)械電子系統(tǒng),大多時(shí)候等同于微納系統(tǒng)是根據(jù)產(chǎn)品需要,在各類(lèi)襯底(硅襯底,玻璃襯底,石英襯底,藍(lán)寶石襯底等等)制作微米級(jí)微型結(jié)構(gòu)的加工工藝。微納傳感器加工工藝制作的微型結(jié)構(gòu)主要是作為各類(lèi)傳感器和執(zhí)行器等,其中更加器件原理需要而制作的可動(dòng)結(jié)構(gòu)(齒輪,懸臂梁,空腔,橋結(jié)構(gòu)等等)以及各種功能材料,本質(zhì)上是將環(huán)境中的各種特征參數(shù)(溫度,壓力,氣體,流量等等)變化通過(guò)微型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為各種電信號(hào)的差異,以實(shí)現(xiàn)小型化高靈敏的傳感器和執(zhí)行器。
微納加工技術(shù)都有高精度、科技含量高、產(chǎn)品附加值高等特點(diǎn),能突顯一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平,在推動(dòng)科技進(jìn)步、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提升生活品質(zhì)等方面都發(fā)揮著重要作用。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所微納加工平臺(tái),是國(guó)內(nèi)少數(shù)擁有完整半導(dǎo)體工藝鏈的研究平臺(tái)之一,可進(jìn)行鍍膜、光刻、刻蝕等工藝,加工尺寸覆蓋2-6英寸。微納加工平臺(tái)將面向國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)提供較全的開(kāi)放服務(wù),對(duì)半導(dǎo)體材料與器件的深入研發(fā)給予較全支持,能夠?yàn)閺V大科研單位和企業(yè)提供好品質(zhì)服務(wù)。微納加工可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微納材料的合成和改性。
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。這項(xiàng)技術(shù)由于可加工尺寸小、精度高,適合加工半導(dǎo)體材料,因而在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中得到普遍的應(yīng)用,其較基礎(chǔ)的中心技術(shù)是光刻,即曝光和刻蝕工藝。隨著LIGA技術(shù)的發(fā)展,人們開(kāi)發(fā)出了比較多種不同的曝光、刻蝕工藝,以滿足不同精度尺寸、生產(chǎn)效率等的需求。LIGA技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟,但是這項(xiàng)技術(shù)的基本原理決定了它必然會(huì)存在的一些缺陷,比如工藝過(guò)程復(fù)雜、制備環(huán)境要求高、設(shè)備投入大、生產(chǎn)成本高等。由于微納加工的尺寸非常小,因此需要使用高度專(zhuān)業(yè)化的設(shè)備和工藝,這使得生產(chǎn)過(guò)程具有很高的技術(shù)難度。威海石墨烯微納加工
微納加工可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微納器件的性能調(diào)控和優(yōu)化。佛山微納加工工藝流程
微納加工工藝基本分為表面加工體加工兩大塊,基本流程如下:表面加工基本流程如下:首先:沉積系繩層材料;第二步:光刻定義系繩層圖形;第三步:刻蝕完成系繩層圖形轉(zhuǎn)移;第四步:沉積結(jié)構(gòu)材料;第五步:光刻定義結(jié)構(gòu)層圖形;第六步:刻蝕完成結(jié)構(gòu)層圖形轉(zhuǎn)移;第七步:釋放去除系繩層,保留結(jié)構(gòu)層,完成微結(jié)構(gòu)制作;體加工基本流程如下:起先:沉積保護(hù)層材料;第二步:光刻定義保護(hù)圖形;第三步:刻蝕完成保護(hù)層圖形轉(zhuǎn)移;第四步:腐蝕硅襯底,在制作三維立體腔結(jié)構(gòu);第五步:去除保護(hù)層材料。佛山微納加工工藝流程