基于光刻工藝的微納加工技術(shù)主要包含以下過(guò)程:掩模(mask)制備、圖形形成及轉(zhuǎn)移(涂膠、曝光、顯影)、薄膜沉積、刻蝕、外延生長(zhǎng)、氧化和摻雜等。在基片表面涂覆一層某種光敏介質(zhì)的薄膜(抗蝕膠),曝光系統(tǒng)把掩模板的圖形投射在(抗蝕膠)薄膜上,光(光子)的曝光過(guò)程是通過(guò)光化學(xué)作用使抗蝕膠發(fā)生光化學(xué)作用,形成微細(xì)圖形的潛像,再通過(guò)顯影過(guò)程使剩余的抗蝕膠層轉(zhuǎn)變成具有微細(xì)圖形的窗口,后續(xù)基于抗蝕膠圖案進(jìn)行鍍膜、刻蝕等可進(jìn)一步制作所需微納結(jié)構(gòu)或器件。我造技術(shù)的研究從其誕生之初就一直牢據(jù)行國(guó)的微納制造技術(shù)的研究與世界先進(jìn)水平業(yè)的杰出位置。北京光電器件微納加工平臺(tái)
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)。微納加工按技術(shù)分類,主要分為平面工藝、探針工藝、模型工藝。主要介紹微納加工的平面工藝,平面工藝主要可分為薄膜工藝、圖形化工藝(光刻)、刻蝕工藝。光刻是微納加工技術(shù)中較關(guān)鍵的工藝步驟,光刻的工藝水平?jīng)Q定產(chǎn)品的制程水平和性能水平。光刻的原理是在基底表面覆蓋一層具有高度光敏感性光刻膠,再用光線(一般是紫外光、深紫外光、極紫外光)透過(guò)光刻板照射在基底表面,被光線照射到的光刻膠會(huì)發(fā)生反應(yīng)。此后用顯影液洗去被照射/未被照射的光刻膠,就實(shí)現(xiàn)了圖形從光刻板到基底的轉(zhuǎn)移。深圳光電器件微納加工公司微納加工設(shè)備主要有:光刻、刻蝕、成膜、離子注入、晶圓鍵合等。
ICP(感應(yīng)耦合等離子)刻蝕GaN是物料濺射和化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合的復(fù)雜過(guò)程??涛gGaN主要使用到氯氣和三氯化硼,刻蝕過(guò)程中材料表面表面的Ga-N鍵在離子轟擊下破裂,此為物理濺射,產(chǎn)生活性的Ga和N原子,氮原子相互結(jié)合容易析出氮?dú)猓珿a原子和Cl離子生成容易揮發(fā)的GaCl2或者GaCl3。光刻(Photolithography)是一種圖形轉(zhuǎn)移的方法,在微納加工當(dāng)中不可或缺的技術(shù)。光刻是一個(gè)比較大的概念,其實(shí)它是有多步工序所組成的。1.清洗:清洗襯底表面的有機(jī)物。2.旋涂:將光刻膠旋涂在襯底表面。3.曝光。將光刻版與襯底對(duì)準(zhǔn),在紫外光下曝光一定的時(shí)間。4.顯影:將曝光后的襯底在顯影液下顯影一定的時(shí)間,受過(guò)紫外線曝光的地方會(huì)溶解在顯影液當(dāng)中。5.后烘。將顯影后的襯底放置熱板上后烘,以增強(qiáng)光刻膠與襯底之前的粘附力。
微納制造包括微制造和納制造兩個(gè)方面。(1)微制造有兩種不同的微制造工藝方式,一種是基于半導(dǎo)體制造工藝的光刻技術(shù)、LIGA技術(shù)、鍵合技術(shù)、封裝技術(shù)等,這些工藝技術(shù)方法較為成熟,但普遍存在加工材料單一、加工設(shè)備昂貴等問(wèn)題,且只能加工結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的二維或準(zhǔn)三維微機(jī)械零件,無(wú)法進(jìn)行復(fù)雜的三維微機(jī)械零件的加工;另一種是機(jī)械微加工,是指采用機(jī)械加工、特種加工及其他成形技術(shù)等傳統(tǒng)加工技術(shù)形成的微加工技術(shù),可進(jìn)行三維復(fù)雜曲面零件的加工,加工材料不受限制,包括微細(xì)磨削、微細(xì)車削、微細(xì)銑削、微細(xì)鉆削、微沖壓、微成形等。(2)納制造納制造是指具有特定功能的納米尺度的結(jié)構(gòu)、器件和系統(tǒng)的制造技術(shù),包括納米壓印技術(shù)、刻劃技術(shù)、原子操縱技術(shù)等。高精度的微細(xì)結(jié)構(gòu)通過(guò)控制聚焦電子束(光束)移動(dòng)書寫圖案進(jìn)行曝光。
微納制造技術(shù)是指尺度為毫米、微米和納米量級(jí)的零件,以及由這些零件構(gòu)成的部件或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、加工、組裝、集成與應(yīng)用技術(shù)。傳統(tǒng)“宏”機(jī)械制造技術(shù)已不能滿足這些“微”機(jī)械和“微”系統(tǒng)的高精度制造和裝配加工要求,必須研究和應(yīng)用微納制造的技術(shù)與方法。微納制造技術(shù)是微傳感器、微執(zhí)行器、微結(jié)構(gòu)和功能微納系統(tǒng)制造的基本手段和重要基礎(chǔ)。不同的表面微納結(jié)構(gòu)可以呈現(xiàn)出相應(yīng)的功能,隨著科技的發(fā)展,不同功能的微納結(jié)構(gòu)及器件將會(huì)得到更多的應(yīng)用。目前表面功能微納結(jié)構(gòu)及器件,諸如超材料、超表面等充滿“神奇”力量的結(jié)構(gòu)或器件,的發(fā)展仍受到微納加工技術(shù)的限制。因此,研究功能微納結(jié)構(gòu)及器件需要從微納結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)方面進(jìn)行普遍深入的研究,提高微納加工技術(shù)的加工能力和效率是未來(lái)微納結(jié)構(gòu)及器件研究的重點(diǎn)方向。高精度的微細(xì)結(jié)構(gòu)具有比較高的曝光精度,但這兩種方法制作效率極低。珠海真空鍍膜微納加工工藝
微機(jī)電系統(tǒng)、微光電系統(tǒng)、生物微機(jī)電系統(tǒng)等是微納米技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。北京光電器件微納加工平臺(tái)
基于掩模板圖形傳遞的光刻工藝可制作宏觀尺寸的微細(xì)結(jié)構(gòu),受光學(xué)衍射的極限,*適用于微米以上尺度的微細(xì)結(jié)構(gòu)制作,部分優(yōu)化的光刻工藝可能具有亞微米的加工能力。例如,接觸式光刻的分辨率可能到達(dá)0.5μm,采用深紫外曝光光源可能實(shí)現(xiàn)0.1μm。但利用這種光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)宏觀面積的納米/亞微米圖形結(jié)構(gòu)的制作是可欲而不可求的。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外比較多學(xué)者相繼提出了超衍射極限光刻技術(shù)、周期減小光刻技術(shù)等,力求通過(guò)曝光光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)大面積的亞微米結(jié)構(gòu)制作,但這類新型的光刻技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。北京光電器件微納加工平臺(tái)