光刻是半導體制造中常用的技術之一,是現代光電子器件制造的基礎。然而,深紫外和極紫外光刻系統及其相應的光學掩模都是基于低速高成本的電子束光刻(EBL)或者聚焦離子束刻蝕(FIB)技術,導致其價格都相對昂貴。因此,無掩模的高速制備法是微納結構制備的優先方法。在這些無掩模方法中,直接激光寫入(direct laser writing, DLW)是一種重要的、被廣采用的微處理技術,能夠提供比較低的價格和相對較高的吞吐量。但是,實際應用中存在兩個主要挑戰:一是與FIB和EBL相比,分辨率還不夠高。目前微納制造領域較常用的一種微細加工技術是LIGA!MENS微納加工技術 光刻是半導體制造中常用的...
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,使得納米平面加工工藝廣地應用到光介質材料...
淺談表面功能微納結構及其加工方法:目前可以實現表面微納結構的加工方法主要有以下幾種。(1)光刻技術,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構,該方法優勢在于精度高,得到的微納結構形狀可以得到很好的控制;(2)飛秒激光加工技術,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現,采用飛秒激光加工出10nm寬的納米線,在微納加工領域具有獨特優勢。另外飛秒激光雙分子聚合技術可以實現納米尺寸結構的加工;(3)自組裝工藝,光刻與自組裝和刻蝕工藝結合,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,等離子刻蝕技術是應用...
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,以光刻工藝為基礎,對材料或原料進行加工,小結果尺寸和精度通常由光刻或刻蝕環節的分辨力決定?!白韵露稀奔夹g則是從微觀世界出發,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?;诠饪坦に嚨奈⒓{加工技術主要包含以下過程:掩模(mask)制備、圖形形成及轉移(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的薄膜(抗蝕膠),曝光系統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生光化學作用...
淺談表面功能微納結構及其加工方法:目前可以實現表面微納結構的加工方法主要有以下幾種。(1)光刻技術,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構,該方法優勢在于精度高,得到的微納結構形狀可以得到很好的控制;(2)飛秒激光加工技術,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現,采用飛秒激光加工出10nm寬的納米線,在微納加工領域具有獨特優勢。另外飛秒激光雙分子聚合技術可以實現納米尺寸結構的加工;(3)自組裝工藝,光刻與自組裝和刻蝕工藝結合,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,等離子刻蝕技術是應用...
激光微納加工技術的實現方式:接觸式并行激光加工技術是指利用微球體顆粒進行激光圖案化。微球激光納米加工的機理。微球激光納米加工技術初源于對激光清潔領域的研究。研究發現,基底上的微小球形顆粒在脈沖激光照射后,基底上球形顆粒的中心位置能夠產生亞波長尺寸的微/納孔。對于金屬顆粒而言,這是由于顆粒與基底之間的LSPR產生的強電磁場增強造成的;對于介質顆粒而言,由于其大半部分是透明的,可以將透明顆??闯蔀槲⑶蛲哥R,入射光在微球形透鏡的底面實現聚焦而引起的電磁場增強。這一過程可以實現入射光強度的60倍增強。通過對微球的直徑,折射率,環境以及入射的激光強度進行設計,可以實現在基底上燒蝕出亞波長尺寸...
納秒和飛秒之間,皮秒激光微納加工應用獨具優勢!與傳統的微納加工技術相比,激光微納加工具有如下獨特的優點:非接觸加工不損壞工具、能量可調、加工方式靈活、可實現柔性加工等。其中全固態皮秒激光具有極窄的脈沖寬度(皮秒)、極高的峰值功率(兆瓦)以及優異的光束質量,被廣泛應用于各種金屬、非金屬材料的精密加工。研究表明,脈沖寬度高于10ps的皮秒激光加工過程中有明顯的熱效應存在,而且隨著激光與材料作用時間的增加,工件表面會產生微裂紋以及再鑄層;脈沖寬度低于5ps的皮秒激光與材料作用時會產生非線性效應,這對金屬材料的加工非常不利。因此,適合微納精密加工用的皮秒激光的脈沖寬度在5~10ps之間。為了提高加工效...
微納測試與表征技術是微納加工技術的基礎與前提,它包括在微納器件的設計、制造和系統集成過程中,對各種參量進行微米/納米檢測的技術。微米測量主要服務于精密制造和微加工技術,目標是獲得微米級測量精度,或表征微結構的幾何、機械及力學特性;納米測量則主要服務于材料工程和納米科學,特別是納米材料,目標是獲得材料的結構、地貌和成分的信息。在半導體領域人們所關心的與尺寸測量有關的參數主要包括:特征尺寸或線寬、重合度、薄膜的厚度和表面的糙度等等。未來,微納測試與表征技術正朝著從二維到三維、從表面到內部、從靜態到動態、從單參量到多參量耦合、從封裝前到封裝后的方向發展。探索新的測量原理、測試方法和表征技...
高精度的微細結構可以通過電子束直寫或激光直寫制作,這類光刻技術,像“寫字”一樣,通過控制聚焦電子束(光束)移動書寫圖案進行曝光,具有很高的曝光精度,但這兩種方法制作效率極低,尤其在大面積制作方面捉襟見肘,目前直寫光刻技術適用于小面積的微納結構制作。近年來,三維浮雕微納結構的需求越來越大,如閃耀光柵、菲涅爾透鏡、多臺階微光學元件等。據悉,蘋果公司新上市的手機產品中人臉識別模塊就采用了多臺階微光學元件,以及當下如火如荼的無人駕駛技術中激光雷達光學系統也用到了復雜的微光學元件。這類精密的微納結構光學元件需采用灰度光刻技術進行制作。直寫技術,通過在光束移動過程中進行相應的曝光能量調節,可以實現良好的灰...
微納加工技術是先進制造的重要組成部分,是衡量國家制造業水平的標志之一,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、促進產業發展、拉動科技進步、保障**安全等方面都發揮著關鍵作用。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。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提供技術咨詢、器件設計、版圖設計、光刻、刻蝕、鍍膜等技術服務。微納加工平臺支持基礎信息器件與系統等多領域、交叉學科,開展前沿信息科學研究和技術開發。西安微納加工平臺皮秒激光精密微孔加工應用作為一...
微納加工技術指尺度為亞毫米、微米和納米量級元件以及由這些元件構成的部件或系統的優化設計、加工、組裝、系統集成與應用技術,涉及領域廣、多學科交叉融合,其主要的發展方向是微納器件與系統(MEMS和NEMS)。微納器件與系統是在集成電路制作上發展的系列技術,研制微型傳感器、微型執行器等器件和系統,具有微型化、批量化、成本低的鮮明特點,對現活、生產產生了巨大的促進作用,并催生了一批新興產業。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...
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、促進產業發展、拉動科技進步、保障**安全等方面都發揮著關鍵作用。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,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節的分辨力決定。“自下而上”技術則是從微觀世界出發,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...
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,形成揮發性物質,或直接轟擊薄膜表面使之被刻蝕的工藝。特點:能實現各向異性刻蝕,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之間的化學反應將被刻蝕物質剝離下來的方法。大多數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...
微納加工技術指尺度為亞毫米、微米和納米量級元件以及由這些元件構成的部件或系統的優化設計、加工、組裝、系統集成與應用技術。微納加工按技術分類,主要分為平面工藝、探針工藝、模型工藝。本文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。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合的專業人才隊伍。平臺當前緊抓...
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。蒸發沉積(熱蒸發、電子束蒸發)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,沉積部位和晶態結構都是隨機的,而沒有固定的晶態結構。外延生長實質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結構相同或相似的晶態薄層。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。不同的表面微納結構可以呈現出...
微納加工基于光刻工藝的微納加工技術主要包含以下過程:掩模(mask)制備、圖形形成及轉移(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的薄膜(抗蝕膠),曝光系統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變成具有微細圖形的窗口,后續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構或器件。 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、生物芯片等前沿領域,致力于打造的公益性、開放性、支撐性樞...
微納加工中蒸鍍的物理過程包括:沉積材料蒸發或升華為氣態粒子→氣態粒子快速從蒸發源向基片表面輸送→氣態粒子附著在基片表面形核、長大成固體薄膜→薄膜原子重構或產生化學鍵合。將襯底放入真空室內,以電阻、電子束、激光等方法加熱膜料,使膜料蒸發或升華,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生表面擴散,沉積原子之間產生二維碰撞,形成簇團,有的可能在表面短時停留后又蒸發。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,當聚集的粒子數超過某一臨界值時...
飛秒激光微納加工類型飛秒激光微納加工的類型可以分為激光燒蝕微加工以及雙光子聚合加工。激光燒蝕微加工利用其本身獨特的性質使材料瞬間蒸發,而不經歷熔化過程,具有優良的加工特性。雙光子聚合加工三維微納結構時利用飛秒激光聚焦點上發生的雙光子吸收效應,獲得比衍射極限還要小的光響應,可以在多種材料上進行微納米尺度的加工。對波長特定的激光來說,材料可分為吸收材料和透明材料。飛秒激光對于這些材料的作用機理都不相同。由于自由電子大量存在的緣故,金屬具有良好的導熱性和導電性。透明材料原本不會吸收這一波段,但是由于飛秒激光可以產生極高的光強,它使材料實現對激光的非線性吸收。光刻膠是微納加工中微細圖形加工的關鍵材料之...
微納加工技術起源于微電子工業,即使使用玻璃,塑料和許多其他基材,該設備通常還是在硅晶片上制造的。微加工、半導體加工、微電子制造、半導體制造、MEMS制造和集成電路技術是代替微加工的術語,但微加工是廣義的術語。傳統的加工技術(例如放電加工,火花腐蝕加工和激光鉆孔)已從室米尺寸范圍擴展到微米范圍,但博研小編認為它們并沒有共享微電子起源的微納加工的主要思想:復制和并行制造數百個或多個數百萬個相同的結構。這種平行性存在于各種印記,鑄造和模塑技術中,這些技術已成功應用于微區域。例如,DVD的注射成型涉及在光盤上制造亞微米尺寸的斑點。高精度的微細結構通過控制聚焦電子束(光束)移動書寫圖案進行曝光...
高精度的微細結構可以通過電子束直寫或激光直寫制作,這類光刻技術,像“寫字”一樣,通過控制聚焦電子束(光束)移動書寫圖案進行曝光,具有很高的曝光精度,但這兩種方法制作效率極低,尤其在大面積制作方面捉襟見肘,目前直寫光刻技術適用于小面積的微納結構制作。近年來,三維浮雕微納結構的需求越來越大,如閃耀光柵、菲涅爾透鏡、多臺階微光學元件等。據悉,蘋果公司新上市的手機產品中人臉識別模塊就采用了多臺階微光學元件,以及當下如火如荼的無人駕駛技術中激光雷達光學系統也用到了復雜的微光學元件。這類精密的微納結構光學元件需采用灰度光刻技術進行制作。直寫技術,通過在光束移動過程中進行相應的曝光能量調節,可以...
光刻是半導體制造中常用的技術之一,是現代光電子器件制造的基礎。然而,深紫外和極紫外光刻系統及其相應的光學掩模都是基于低速高成本的電子束光刻(EBL)或者聚焦離子束刻蝕(FIB)技術,導致其價格都相對昂貴。因此,無掩模的高速制備法是微納結構制備的優先方法。在這些無掩模方法中,直接激光寫入(direct laser writing, DLW)是一種重要的、被廣采用的微處理技術,能夠提供比較低的價格和相對較高的吞吐量。但是,實際應用中存在兩個主要挑戰:一是與FIB和EBL相比,分辨率還不夠高。微納加工技術具有高精度、科技含量高、產品附加值高等特點!三明微納加工 微納加工技術具有高精度、科...
高精度的微細結構可以通過電子束直寫或激光直寫制作,這類光刻技術,像“寫字”一樣,通過控制聚焦電子束(光束)移動書寫圖案進行曝光,具有很高的曝光精度,但這兩種方法制作效率極低,尤其在大面積制作方面捉襟見肘,目前直寫光刻技術適用于小面積的微納結構制作。近年來,三維浮雕微納結構的需求越來越大,如閃耀光柵、菲涅爾透鏡、多臺階微光學元件等。據悉,蘋果公司新上市的手機產品中人臉識別模塊就采用了多臺階微光學元件,以及當下如火如荼的無人駕駛技術中激光雷達光學系統也用到了復雜的微光學元件。這類精密的微納結構光學元件需采用灰度光刻技術進行制作。直寫技術,通過在光束移動過程中進行相應的曝光能量調節,可以實現良好的灰...
高精度的微細結構可以通過電子束直寫或激光直寫制作,這類光刻技術,像“寫字”一樣,通過控制聚焦電子束(光束)移動書寫圖案進行曝光,具有很高的曝光精度,但這兩種方法制作效率極低,尤其在大面積制作方面捉襟見肘,目前直寫光刻技術適用于小面積的微納結構制作。近年來,三維浮雕微納結構的需求越來越大,如閃耀光柵、菲涅爾透鏡、多臺階微光學元件等。據悉,蘋果公司新上市的手機產品中人臉識別模塊就采用了多臺階微光學元件,以及當下如火如荼的無人駕駛技術中激光雷達光學系統也用到了復雜的微光學元件。這類精密的微納結構光學元件需采用灰度光刻技術進行制作。直寫技術,通過在光束移動過程中進行相應的曝光能量調節,可以實現良好的灰...
在過去的50多年中,微納加工技術的進步極大地促進了微電子技術和光電子技術的發展。微電子技術的發展以超大規模集成電路為,集成度以每18個月翻一番的速度提高,使得以90nm為小電路尺寸的集成電路芯片已經開始批量生產.以光刻與刻蝕為基礎的平面為加工技術已經成為超大規模集成電路的技術,隨著電子束光刻技術和電感耦合等離子體(ICP)刻蝕技術的出現,平面微納加工工藝正在推動以單電子器件與自旋電子器件為的新一代納米電子學的發展.我造技術的研究從其誕生之初就一直牢據行國的微納制造技術的研究與世界先進水平業的杰出位置。揭陽量子微納加工電子束的能量越高,束斑的直徑就越小,比如10keV的電子束斑直徑為4...
高精度的微細結構可以通過電子束直寫或激光直寫制作,這類光刻技術,像“寫字”一樣,通過控制聚焦電子束(光束)移動書寫圖案進行曝光,具有很高的曝光精度,但這兩種方法制作效率極低,尤其在大面積制作方面捉襟見肘,目前直寫光刻技術適用于小面積的微納結構制作。近年來,三維浮雕微納結構的需求越來越大,如閃耀光柵、菲涅爾透鏡、多臺階微光學元件等。據悉,蘋果公司新上市的手機產品中人臉識別模塊就采用了多臺階微光學元件,以及當下如火如荼的無人駕駛技術中激光雷達光學系統也用到了復雜的微光學元件。這類精密的微納結構光學元件需采用灰度光刻技術進行制作。直寫技術,通過在光束移動過程中進行相應的曝光能量調節,可以...
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。蒸發沉積(熱蒸發、電子束蒸發)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,沉積部位和晶態結構都是隨機的,而沒有固定的晶態結構。外延生長實質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結構相同或相似的晶態薄層。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。微機電系統、微光電系統、生物...
刻蝕工藝:是在半導體工藝,按照掩模圖形或設計要求對半導體襯底表面或表面覆蓋薄膜進行選擇性腐蝕或剝離的技術??涛g技術不僅是半導體器件和集成電路的基本制造工藝,而且還應用于薄膜電路、印刷電路和其他微細圖形的加工??涛g還可分為濕法刻蝕和干法刻蝕。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,致力于打造高質量檔次的公益性、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合的專業人才隊伍。平臺當前緊抓技術創新和公共服務...
微納測試與表征技術是微納加工技術的基礎與前提,它包括在微納器件的設計、制造和系統集成過程中,對各種參量進行微米/納米檢測的技術。微米測量主要服務于精密制造和微加工技術,目標是獲得微米級測量精度,或表征微結構的幾何、機械及力學特性;納米測量則主要服務于材料工程和納米科學,特別是納米材料,目標是獲得材料的結構、地貌和成分的信息。在半導體領域人們所關心的與尺寸測量有關的參數主要包括:特征尺寸或線寬、重合度、薄膜的厚度和表面的糙度等等。未來,微納測試與表征技術正朝著從二維到三維、從表面到內部、從靜態到動態、從單參量到多參量耦合、從封裝前到封裝后的方向發展。探索新的測量原理、測試方法和表征技...
微納加工技術也可分為機械加工、化學腐蝕、能量束加工、復合加工、隧道掃描顯微技術加工等方法。機械加工方法包括單晶金剛石刀具的超精密切割、金剛石砂輪和CBN砂輪的超精密磨削和鏡面磨削、磨削、砂帶拋光等固定磨料工具的加工、磨削、拋光等自由磨料的加工。能束加工可以去除加工對象、添加和表面改性。例如,激光切割、鉆孔和表面硬化改性。光刻、焊接、微米和納米鉆孔、切割、離子和等離子體蝕刻等。能量束的加工方法還包括電火花加工、電化學加工、電解射流加工、分子束延伸等。微納加工是的技術,可以進行原子級操作和原子去除、添加和搬遷。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...
微納加工技術也可分為機械加工、化學腐蝕、能量束加工、復合加工、隧道掃描顯微技術加工等方法。機械加工方法包括單晶金剛石刀具的超精密切割、金剛石砂輪和CBN砂輪的超精密磨削和鏡面磨削、磨削、砂帶拋光等固定磨料工具的加工、磨削、拋光等自由磨料的加工。能束加工可以去除加工對象、添加和表面改性。例如,激光切割、鉆孔和表面硬化改性。光刻、焊接、微米和納米鉆孔、切割、離子和等離子體蝕刻等。能量束的加工方法還包括電火花加工、電化學加工、電解射流加工、分子束延伸等。微納加工是的技術,可以進行原子級操作和原子去除、添加和搬遷。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...