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景德鎮(zhèn)高精度微納加工

來源: 發(fā)布時間:2022-04-04

微納制造的加工材料多種多樣,相對金屬材料與硅和玻璃等無機材料而言,聚合物基材廉價易得且具有更好的生物兼容性、電絕緣隔離性、熱隔離性等性能。近年來,基于聚合物的微加工制造技術已成為微細加工中的又一研究熱點。大量學者對基于聚合物的微加工技術如微注射成型技術、微鑄造技術及微壓印技術進行了深入的研究。由于聚合物材料提供了相當普遍的物理及化學性質(zhì),同時具有成本低及適用于大批量制造等眾多優(yōu)點,因而隨著微納米技術的不斷發(fā)展,聚合物材料在光學、化學、生物及微機電領域中獲得了越來越普遍的應用,不同微納結構制品具有不同的性能與應用場合。微納制造技術是指尺度為毫米、微米和納米量級的零件。景德鎮(zhèn)高精度微納加工

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    光刻是半導體制造中常用的技術之一,是現(xiàn)代光電子器件制造的基礎。實際應用中存在兩個主要挑戰(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入器逐點生成圖案,因此吞吐量是一個很大的挑戰(zhàn)。對于上述兩個挑戰(zhàn):分辨率方面,一是可以通過原子力顯微鏡(AFM)或掃描近場顯微鏡(SNOM)等近場技術來提高,二是可以通過使用短波長光源來提高,三是可以通過非線性吸收實現(xiàn)超分辨率成像或制造;制造速度方面,除了工程學方法外,隨著激光技術的發(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、多焦陣列激光直寫等并行激光加工方法來提高制造速度。并行激光加工技術可以將二維加工技術擴展到三維加工,為未來微納加工技術的發(fā)展提供新的方向;同時可以地廣泛應用于傳感、太陽能電池和超材料領域的表面處理和功能器件制造,對生物醫(yī)學器件制造、光通信、傳感、以及光譜學等領域得發(fā)展研究具有重要意義。 景德鎮(zhèn)高精度微納加工在微納加工過程中,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。

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    微納加工:干法刻蝕VS濕法刻蝕!刻蝕工藝:用化學或物理方法有選擇性地從某一材料表面去除不需要那部分的過程,獲得目標圖形。在半導體制造中有兩種基本的刻蝕工藝:干法刻蝕和濕法刻蝕。干法刻蝕的刻蝕劑是等離子體,是利用等離子體和表面薄膜反應,形成揮發(fā)性物質(zhì),或直接轟擊薄膜表面使之被刻蝕的工藝。特點:能實現(xiàn)各向異性刻蝕,從而保證細小圖形轉移后的保真性。缺點:造價高。濕法刻蝕是通過化學刻蝕液和被刻蝕物質(zhì)之間的化學反應將被刻蝕物質(zhì)剝離下來的方法。大多數(shù)濕法刻蝕是不容易控制的各向同性刻蝕。特點:適應性強,表面均勻性好、對硅片損傷少,幾乎適用于所有的金屬、玻璃、塑料等材料。缺點:圖形刻蝕保真想過不理想,刻蝕圖形的小線難以掌控。

基于掩模板圖形傳遞的光刻工藝可制作宏觀尺寸的微細結構,受光學衍射的極限,*適用于微米以上尺度的微細結構制作,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0.5μm,采用深紫外曝光光源可能實現(xiàn)0.1μm。但利用這種光刻技術實現(xiàn)宏觀面積的納米/亞微米圖形結構的制作是可欲而不可求的。近年來,國內(nèi)外比較多學者相繼提出了超衍射極限光刻技術、周期減小光刻技術等,力求通過曝光光刻技術實現(xiàn)大面積的亞微米結構制作,但這類新型的光刻技術尚處于實驗室研究階段。微納加工技術指尺度為亞毫米、微米和納米量級元件的優(yōu)化設計、加工、組裝、系統(tǒng)集成與應用技術。

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微納加工技術是先進制造的重要組成部分,是衡量國家高級制造業(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。比較顯然,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,對材料或原料進行加工,較小結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建在一起,形成微納結構與器件。目前微納制造領域較常用的一種微細加工技術是LIGA。景德鎮(zhèn)高精度微納加工

高精度的微細結構具有比較高的曝光精度,但這兩種方法制作效率極低。景德鎮(zhèn)高精度微納加工

微納制造技術是指尺度為毫米、微米和納米量級的零件,以及由這些零件構成的部件或系統(tǒng)的設計、加工、組裝、集成與應用技術。傳統(tǒng)“宏”機械制造技術已不能滿足這些“微”機械和“微”系統(tǒng)的高精度制造和裝配加工要求,必須研究和應用微納制造的技術與方法。微納制造技術是微傳感器、微執(zhí)行器、微結構和功能微納系統(tǒng)制造的基本手段和重要基礎。不同的表面微納結構可以呈現(xiàn)出相應的功能,隨著科技的發(fā)展,不同功能的微納結構及器件將會得到更多的應用。目前表面功能微納結構及器件,諸如超材料、超表面等充滿“神奇”力量的結構或器件,的發(fā)展仍受到微納加工技術的限制。因此,研究功能微納結構及器件需要從微納結構的加工技術方面進行普遍深入的研究,提高微納加工技術的加工能力和效率是未來微納結構及器件研究的重點方向。景德鎮(zhèn)高精度微納加工

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