納秒和飛秒之間,皮秒激光微納加工應(yīng)用獨(dú)具優(yōu)勢(shì)!與傳統(tǒng)的微納加工技術(shù)相比,激光微納加工具有如下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):非接觸加工不損壞工具、能量可調(diào)、加工方式靈活、可實(shí)現(xiàn)柔性加工等。其中全固態(tài)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(yōu)異的光束質(zhì)量,被廣泛應(yīng)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(guò)程中有明顯的熱效應(yīng)存在,而且隨著激光與材料作用時(shí)間的增加,工件表面會(huì)產(chǎn)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(shí)會(huì)產(chǎn)生非線(xiàn)性效應(yīng),這對(duì)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。為了提高加工效率,重復(fù)頻率一般設(shè)定在十萬(wàn)赫茲量級(jí),而平均功率則根據(jù)所加工材料的燒蝕閾值而定。微納加工技術(shù)具有高精度、科技含量高、產(chǎn)品附加值高等特點(diǎn)!佛山量子微納加工
微納加工大致可以分為“自上而下”和“自下而上”兩類(lèi)?!白陨隙隆笔菑暮暧^對(duì)象出發(fā),以光刻工藝為基礎(chǔ),對(duì)材料或原料進(jìn)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(guò)控制原子、分子和其他納米對(duì)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(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。 河源量子微納加工微納加工按技術(shù)分類(lèi),主要分為平面工藝、探針工藝、模型工藝!
微納加工-薄膜沉積與摻雜工藝。在微納加工過(guò)程中,薄膜的形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用于生長(zhǎng)氮化硅、氧化硅等介質(zhì)膜。真空蒸鍍,簡(jiǎn)稱(chēng)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(chēng)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(jiǎn)單、薄膜純度和致密性高、膜結(jié)構(gòu)和性能獨(dú)特等優(yōu)點(diǎn)。
隨著電子束光刻技術(shù)和電感耦合等離子體(ICP)刻蝕技術(shù)的出現(xiàn),平面微納加工工藝正在推動(dòng)以單電子器件與自旋電子器件為代標(biāo)的新一代納米電子學(xué)的發(fā)展.當(dāng)微納加工技術(shù)應(yīng)用到光電子領(lǐng)域,就形成了新興的納米光電子技術(shù),主要研究納米結(jié)構(gòu)中光與電子相互作用及其能量互換的技術(shù).納米光電子技術(shù)在過(guò)去的十多年里,一方面,以低維結(jié)構(gòu)材料生長(zhǎng)和能帶工程為基礎(chǔ)的納米制造技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展,包括分子束外延(MBE)、金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積(MOCVD)和化學(xué)束外延(CBE),使得在晶片表面外延生長(zhǎng)方向(直方向)的外延層精度控制到單個(gè)原子層,從而獲得了具有量子尺寸效應(yīng)的半導(dǎo)體材料;另一方面,平面納米加工工藝實(shí)現(xiàn)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(xiàn)與量子點(diǎn)的制作成為可能.同時(shí),光子晶體概念的出現(xiàn),使得納米平面加工工藝廣的地應(yīng)用到光介質(zhì)材料折射率周期性的改變中。 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)。
微納加工大致可以分為“自上而下”和“自下而上”兩類(lèi)?!白陨隙隆笔菑暮暧^對(duì)象出發(fā),以光刻工藝為基礎(chǔ),對(duì)材料或原料進(jìn)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。“自下而上”技術(shù)則是從微觀世界出發(fā),通過(guò)控制原子、分子和其他納米對(duì)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。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所微納加工平臺(tái),面向半導(dǎo)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(kāi)放性、支撐性樞紐中心。平臺(tái)擁有半導(dǎo)體制備工藝所需的整套儀器設(shè)備,建立了一條實(shí)驗(yàn)室研發(fā)線(xiàn)和一條中試線(xiàn),加工尺寸覆蓋2-6英寸(部分8英寸),同時(shí)形成了一支與硬件有機(jī)結(jié)合的專(zhuān)業(yè)人才隊(duì)伍。平臺(tái)當(dāng)前緊抓技術(shù)創(chuàng)新和公共服務(wù),面向國(guó)內(nèi)外高校、科研院所以及企業(yè)提供開(kāi)放共享,為技術(shù)咨詢(xún)、創(chuàng)新研發(fā)、技術(shù)驗(yàn)證以及產(chǎn)品中試提供技術(shù)支持。 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!安慶微納加工器件封裝
光刻膠是微納加工中微細(xì)圖形加工的關(guān)鍵材料之一。佛山量子微納加工
MEMS(微機(jī)電系統(tǒng)),是指以微型化、系統(tǒng)化的理論為指導(dǎo),通過(guò)半導(dǎo)體制造等微納加工手段,形成特征尺度為微納米量級(jí)的系統(tǒng)裝置。相對(duì)于先進(jìn)的集成電路(IC)制造工藝(遵循摩爾定律),MEMS制造工藝不單純追求線(xiàn)寬而注重功能特色化,即利用微納結(jié)構(gòu)或/和敏感材料實(shí)現(xiàn)多種傳感和執(zhí)行功能,工藝節(jié)點(diǎn)通常從500nm到110nm,襯底材料也不局限硅,還包括玻璃、聚合物、金屬等。由MEMS技術(shù)構(gòu)建的產(chǎn)品往往具有體積小、重量輕、功耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、手機(jī)、工業(yè)、醫(yī)療、**、航空航天等領(lǐng)域。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所微納加工平臺(tái),面向半導(dǎo)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(kāi)放性、支撐性樞紐中心。平臺(tái)擁有半導(dǎo)體制備工藝所需的整套儀器設(shè)備,建立了一條實(shí)驗(yàn)室研發(fā)線(xiàn)和一條中試線(xiàn),加工尺寸覆蓋2-6英寸(部分8英寸),同時(shí)形成了一支與硬件有機(jī)結(jié)合的專(zhuān)業(yè)人才隊(duì)伍。平臺(tái)當(dāng)前緊抓技術(shù)創(chuàng)新和公共服務(wù),面向國(guó)內(nèi)外高校、科研院所以及企業(yè)提供開(kāi)放共享,為技術(shù)咨詢(xún)、創(chuàng)新研發(fā)、技術(shù)驗(yàn)證以及產(chǎn)品中試提供技術(shù)支持。 佛山量子微納加工
廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所在同行業(yè)領(lǐng)域中,一直處在一個(gè)不斷銳意進(jìn)取,不斷制造創(chuàng)新的市場(chǎng)高度,多年以來(lái)致力于發(fā)展富有創(chuàng)新價(jià)值理念的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),在廣東省等地區(qū)的電子元器件中始終保持良好的商業(yè)口碑,成績(jī)讓我們喜悅,但不會(huì)讓我們止步,殘酷的市場(chǎng)磨煉了我們堅(jiān)強(qiáng)不屈的意志,和諧溫馨的工作環(huán)境,富有營(yíng)養(yǎng)的公司土壤滋養(yǎng)著我們不斷開(kāi)拓創(chuàng)新,勇于進(jìn)取的無(wú)限潛力,廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所供應(yīng)攜手大家一起走向共同輝煌的未來(lái),回首過(guò)去,我們不會(huì)因?yàn)槿〉昧艘稽c(diǎn)點(diǎn)成績(jī)而沾沾自喜,相反的是面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的市場(chǎng)氛圍,我們更要明確自己的不足,做好迎接新挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備,要不畏困難,激流勇進(jìn),以一個(gè)更嶄新的精神面貌迎接大家,共同走向輝煌回來(lái)!