太原電子微納加工

來源: 發(fā)布時間:2022-10-20

      光刻是微納加工技術(shù)中關(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)透過光刻板照射在基底表面,被光線照射到的光刻膠會發(fā)生反應。此后用顯影液洗去被照射/未被照射的光刻膠, 就實現(xiàn)了圖形從光刻板到基底的轉(zhuǎn)移。光刻膠分為正性光刻和負性光刻兩種基本工藝,區(qū)別在于兩者使用的光刻膠的類型不同。負性光刻使用的光刻膠在曝光后會因為交聯(lián)而變得不可溶解,并會固化,不會被溶劑洗掉,從而該部分硅片不會在后續(xù)流程中被腐蝕掉,負性光刻光刻膠上的圖形與掩模版上圖形相反。微納制造的加工材料多種多樣。太原電子微納加工

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微納制造可以應用在什么哪些領(lǐng)域?微納制造作為國家新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大關(guān)鍵技術(shù)之一,對國家裝備實力和國民經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展起到重要作用。微納制造技術(shù)的進步,推動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,在信息科學、生物醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域廣的應用。微納加工技術(shù)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(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。四川電子微納加工在我國,微納制造技術(shù)同樣是重點發(fā)展方向之一。

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    微納加工-薄膜沉積與摻雜工藝。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(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(jié)合的混合方法,CVD和PECVD用于生長氮化硅、氧化硅等介質(zhì)膜。真空蒸鍍,簡稱蒸鍍,是指在真空條件下,采用一定的加熱蒸發(fā)方式蒸發(fā)鍍膜材料(或稱膜料)并使之氣化,粒子飛至基片表面凝聚成膜的工藝方法。蒸鍍是使用較早、用途較廣的氣相沉積技術(shù),具有成膜方法簡單、薄膜純度和致密性高、膜結(jié)構(gòu)和性能獨特等優(yōu)點。

    微納加工大致可以分為“自上而下”和“自下而上”兩類?!白陨隙隆笔菑暮暧^對象出發(fā),以光刻工藝為基礎(chǔ),對材料或原料進行加工,小結(jié)果尺寸和精度通常由光刻或刻蝕環(huán)節(jié)的分辨力決定?!白韵露稀奔夹g(shù)則是從微觀世界出發(fā),通過控制原子、分子和其他納米對象的相互作用力將各種單元構(gòu)建在一起,形成微納結(jié)構(gòu)與器件?;诠饪坦に嚨奈⒓{加工技術(shù)主要包含以下過程: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、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)的曝光過程是通過光化學作用使抗蝕膠發(fā)生光化學作用,形成微細圖形的潛像,再通過顯影過程使剩余的抗蝕膠層轉(zhuǎn)變成具有微細圖形的窗口,后續(xù)基于抗蝕膠圖案進行鍍膜、刻蝕等可進一步制作所需微納結(jié)構(gòu)或器件。 微納制造技術(shù)是指尺度為毫米、微米和納米量級的零件!

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    淺談表面功能微納結(jié)構(gòu)及其加工方法:目前可以實現(xiàn)表面微納結(jié)構(gòu)的加工方法主要有以下幾種。(1)光刻技術(shù),利用電子束或激光光束可以得到加工尺寸在幾十納米的微納結(jié)構(gòu),該方法優(yōu)勢在于精度高,得到的微納結(jié)構(gòu)形狀可以得到很好的控制;(2)飛秒激光加工技術(shù),由于飛秒激光具有不受衍射極限限制的特點,可以加工出遠小于光斑直徑的尺寸,研究人員通過試驗發(fā)現(xiàn),采用飛秒激光加工出10nm寬的納米線,在微納加工領(lǐng)域具有獨特優(yōu)勢。另外飛秒激光雙分子聚合技術(shù)可以實現(xiàn)納米尺寸結(jié)構(gòu)的加工;(3)自組裝工藝,光刻與自組裝和刻蝕工藝結(jié)合,通過自組裝工藝,可以得到6nm左右的納米孔。(4)等離子刻蝕技術(shù),等離子刻蝕技術(shù)是應用廣的微納米加工手段,加工精度高,是集成電路制造中關(guān)鍵的工藝之一。(5)沉積法,主要包括物相沉積和化學氣相沉積,該方法主要是利用氣相發(fā)生的物理化學過程,在工件表面形成功能型或裝飾性的金屬,可以用來實現(xiàn)微納米結(jié)構(gòu)涂層的制造。(6)微納增材制造技術(shù),微納增材制造技術(shù)主要指微納尺度電噴增材制造和微激光增材制造技術(shù),由于微納增材技術(shù)可以不受形狀限制,可多材料協(xié)同制造,具有較大的發(fā)展前景。除以上幾種加工技術(shù)外。 微納加工技術(shù)的特點:微型化!黃石鍍膜微納加工

在微納加工過程中,蒸發(fā)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(zhì)薄膜、合金薄膜、化合物等。太原電子微納加工

    微納加工基于光刻工藝的微納加工技術(shù)主要包含以下過程: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、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)的曝光過程是通過光化學作用使抗蝕膠發(fā)生光化學作用,形成微細圖形的潛像,再通過顯影過程使剩余的抗蝕膠層轉(zhuǎn)變成具有微細圖形的窗口,后續(xù)基于抗蝕膠圖案進行鍍膜、刻蝕等可進一步制作所需微納結(jié)構(gòu)或器件。
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(lǐng)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(shè)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(shù)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(shù)咨詢、創(chuàng)新研發(fā)、技術(shù)驗證以及產(chǎn)品中試提供技術(shù)支持。 太原電子微納加工

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