11精密仪器8
精密测试仪器的设计与制造
精密测试仪器的设计与制造在现代科技领域，精密测试仪器被广泛应用于各行各业。
无论是高科技制造业、医疗保健还是环境监测，都离不开准确、可靠的测试仪器。
而这些先进的仪器背后，都有着精密的设计与制造过程。
一、需求分析与规格确定精密测试仪器的设计与制造，首先需要进行需求分析与规格确定。
在这个阶段，不仅要充分了解用户的需求，还要分析市场竞争状况和技术趋势。
通过与用户的充分沟通，了解他们对测试仪器的具体功能、性能和可靠性的要求，制定出详细的规格。
例如，在医疗仪器领域，病患的生命与健康安全是第一位的。
因此，精密测试仪器的设计与制造就需要充分考虑到安全性、准确性以及响应时间等因素。
而在环境监测领域，测试仪器还要能够适应恶劣的工作环境，并且能够持续稳定地运行。
二、电路设计与组装精密测试仪器的电路设计是关键一步。
它需要考虑到信号处理、功耗控制、抗干扰能力等多个因素。
一般而言，设计师需要根据规格要求，选择合适的集成电路芯片，并进行电路拓扑设计。
在此基础上，还需要进行各种测试与验证，确保电路设计的正确性和可靠性。
接着是电路的组装。
在此过程中，各个元件需要精确地焊接到印刷电路板上。
其中，对于小尺寸元件的焊接，往往需要采用自动化设备来进行，以确保焊接质量和生产效率。
而对于大型元件和特殊元件，则需要手工进行组装，保证元件的稳定性和可操作性。
三、机械结构设计与制造精密测试仪器的机械结构设计与制造同样重要。
它需要考虑到仪器的稳定性、便携性、易用性等多个方面。
在设计方面，需要利用计算机辅助设计软件进行模型建立和分析。
通过有限元分析等手段，评估结构的强度和刚度，确保仪器在使用过程中不会发生形变或变形。
而在制造方面，需要根据设计要求，选择合适的材料和加工工艺。
例如，在高温环境下工作的测试仪器中，需要选用耐高温的合金材料，并进行复杂的数控加工。
同时，还需要考虑到仪器的外观设计，使其外观美观大方，符合用户审美需求。
四、软件开发与调试精密测试仪器绝大多数都配备了图形化界面和庞大的数据处理能力。
精密仪器
I A V b
(5-4)
负荷直线为
V I c Rp
由式（5-4），（5-5）求得V0为
（5-5）
V ( c bR ) p 0
V cc c Rp
（5-6）
式中
此外，假定光电三极管的光电流 与光偏压成正比，那么b 也会与发光二 极管的发光通量，即正向电流成正比
b K If b K V cc V f RL
闭环控制系统框图如图5-3所示。 精密工作台由微计算机控制，微处理机发出指令性信号A，通 过动力部件、传动系统使工作台移动，并通过检测装置不断实时测 出工作台的实际位移量，向微处理机不断输送反馈信号B并与指令 性信号A进行比较，用A、B信号的差值进行控制，使工作台达到理 想的位置精度。
用位置检测系统获得的信息与指令性信号进行比较，通过反馈 来控制精密机械运动精度的系统称为闭环控制系统。
由于定位与测量系统和精密仪器的精度直接有关，因此定位与 测量系统的设计是仪器设计中的重要一环，并应满足下列要求： l．与仪器的精度相匹配：在选择定位与测量方法时，首先要 从所设计的精密仪器的精度出发，根据仪器所要求的精度合理地选 择定位与测量方法。一般情况下，定位测量系统的精度应为仪器总 体精度的1／3—1／5； 2．具有足够的分辨率：定位与测量系统的分辨率是该系统设 计中的一个重要参数，分辨率的大小与控制系统有关。 一般情况下，位定测量系统的分辨率应小于仪器的精度，通常 取仪器精度的l／3—1／10； 3．较高的频率响应速度：它主要取决于光电接收元件和控制 电路的频率响应速度； 4．控制系统尽量简单、维修方便； 5．成本较低。
（定值）
（5-9）
即V0恒定于发光二极管的正向压降Vf而成为定值。 因此比例常数K为发光二极管的电流与光电三极管的光电流之间的 变换系数，是与光耦合器的电流转换比等同的。在编码器中，这是 由透过两刻度尺光通量所产生的电流变换系数。如果将发光二极管 与光电三极管的偏置电压作为公共电源，那么当 K R L ( I c ) 时，
精密仪器加工安全作业流程
精密仪器加工安全作业流程关键信息项：1、加工人员资质要求2、加工前的准备工作3、加工过程中的安全操作规范4、仪器设备的维护与保养5、安全检查与监督机制6、事故应急处理措施1、加工人员资质要求11 加工人员必须经过专业培训，熟悉精密仪器加工的基本知识和技能。
111 具备相关的职业资格证书，证明其具备从事精密仪器加工的能力。
112 定期参加安全培训和技能提升课程，以保持对最新安全要求和加工技术的了解。
2、加工前的准备工作21 对加工场地进行清洁和整理，确保环境整洁、无杂物。
211 检查加工设备和工具的完整性和性能，如有损坏或故障应及时维修或更换。
212 准备好所需的原材料和零部件，并进行质量检验，确保其符合加工要求。
213 佩戴必要的个人防护装备，如安全帽、防护眼镜、耳塞、手套等。
3、加工过程中的安全操作规范31 严格按照加工工艺和操作规程进行操作，不得擅自更改加工参数。
311 在加工过程中，密切关注仪器设备的运行状态，如有异常应立即停机检查。
312 避免在加工过程中进行无关的操作，如打闹、聊天等，保持注意力集中。
313 对于高温、高压、高速旋转等危险部位，应设置明显的警示标识，并保持安全距离。
314 定期对加工过程中的数据进行记录和分析，以便及时发现问题并采取措施。
4、仪器设备的维护与保养41 建立仪器设备的维护保养档案，记录设备的维护保养情况。
411 按照规定的时间间隔对仪器设备进行定期维护保养，包括清洁、润滑、紧固、调试等。
412 对易损件和关键部件进行定期检查和更换，确保设备的正常运行。
413 在设备维护保养过程中，应使用符合要求的工具和材料，并遵循相关的操作规程。
5、安全检查与监督机制51 设立专门的安全检查小组，定期对加工场地和加工过程进行安全检查。
511 安全检查的内容包括人员操作规范、设备运行状态、环境安全等方面。
512 对检查中发现的安全隐患应及时下达整改通知书，限期整改，并跟踪整改情况。
精密仪器使用说明书
精密仪器使用说明书1. 概述本使用说明书旨在提供精密仪器的正确使用方法和注意事项，以确保用户能够安全有效地操作该仪器。
2. 仪器介绍精密仪器是一种高精度的科学仪器，广泛应用于实验室、生产制造和科研领域。
本仪器具备以下特点：2.1 高精度：该仪器采用先进的测量技术和精密的传感器，能够提供高度准确的测量结果。
2.2 多功能：本仪器具备多种测量模式和功能，可满足不同实验需求。
2.3 用户友好：仪器配备直观的操作界面和易于操作的控制面板，方便用户操作和设置参数。
3. 仪器使用前准备在开始使用之前，请确保完成以下准备工作：3.1 安装：将仪器正确安装在坚固的平台上，确保仪器的稳定性。
3.2 电源连接：根据仪器的电源要求，正确连接电源线，并接通电源。
3.3 仪器校准：按照使用说明书提供的方法，对仪器进行校准，以确保测量结果准确。
4. 仪器操作步骤根据具体的操作需求，以下是一般性的仪器操作步骤：4.1 打开仪器电源，并等待系统启动。
4.2 设置参数：通过仪器的操作界面或控制面板，设置相应的测量模式和参数。
4.3 准备样本：按照实验要求，准备好待测样本，并将其放置到仪器的测量区域。
4.4 开始测量：按下“开始测量”按钮或执行相应的操作指令，开始进行测量。
4.5 数据分析：根据测量结果，进行相应的数据分析和处理。
5. 使用注意事项为确保您的使用体验和仪器的长期稳定运行，请注意以下事项：5.1 调试：如果仪器长时间未使用，或者遭遇较大的震动或温度变化，使用前请进行仪器的调试和校准。
5.2 清洁：定期清洁仪器的外部和内部部件，确保其无尘、无污染，以提高测量的准确性。
5.3 维护：根据实际情况，定期进行仪器的维护和保养，并按时更换损耗部件。
5.4 安全：在使用仪器时，请遵守安全操作规程，避免发生人身和设备意外。
6. 故障排除在使用过程中，如果出现以下情况，请参考以下步骤进行故障排除：6.1 仪器无法启动：检查电源线是否连接良好，电源是否正常，如有必要，更换电源。
精密仪器
一、名词解释：1.电子水准仪：在光学水准仪的基础上，利用微电子技术和影像相关技术实现自动观测，自动记录，并且带有电子自动安平装置的水准仪。
2.视准轴：十字丝中心交点与物镜光心的连线,也称视准线。
3.水平角：空间两个方向在水平度盘上的投影。
用途：导线测量。
4.竖直角：同一竖直面内目标方向与一特定方向之间的夹角。
5.i角误差：指长水准管水准轴与望远镜视准轴在竖直方向上投影的夹角。
6.2C值：在观测同一个方向时盘左和盘右测量角度值之差，就是“视准轴偏差”＝2C差。
7.C值：（视准轴误差）：仪器的视准轴不与横轴正交所产生的误差。
8.独立坐标系假定方法：也就是自由设站，把全站仪架设在未知点上，定向指向北方向。
9.方向法水平角观测：方向法水平角观测是在一测回内把测站上的所有观测方向，先盘左位置一次观测，再盘右位置依次观测，取盘左盘右的平均值作为各方向的观测值。
10.垂直角：又称竖直角或高度角，指视准线与其水平视线之间的夹角。
11.测回法水平角观测：一测回内在测站上的两个方向，先盘左位置依次观测，再盘右位置一次观测，取盘左盘右平均值作为各方向的观测值，该方法只用于观测两个方向之间的单角。
12.格值：水准管的一个分格（2mm）所对的圆心角就称为水准管的格值。
13.精密水准仪：用于二等水准测量以上的高精水准仪。
14.水准测量的精度：观测值与真值的接近程度。
15.全站仪：全站型电子测距仪，是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。
因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。
16.天顶距：目标方向与天顶方向（铅垂线反方向）夹角。
17.坐标放样的定义：坐标放样测量用于在实地上测定出其坐标值为已知的点。
在输入待放样点的坐标后，仪器计算出所需水平角值和平距值并存储于内部存储器中，借助于角度放样和距离放样功能，便可设定待放样点的位置。
精密仪器的名词解释
精密仪器的名词解释精密仪器是一种用来测量、控制和监测物理量的设备，它具有高度的精确性和稳定性。
它可以被广泛应用于科学研究、工业生产、医疗诊断等领域。
一、仪器分类精密仪器主要可分为三类：物理性仪器、化学性仪器和生物性仪器。
物理性仪器包括光学仪器、电子仪器、力学仪器等；化学性仪器主要指用于分析化学和合成化学的仪器；生物性仪器用于生物科学研究和医学诊断。
虽然分为三个大类，但很多仪器在应用中可能会涉及多个领域，因此分类仅作为一个参考。
二、精密仪器的应用精密仪器在科学研究中起到了举足轻重的作用。
比如在物理学实验中，精密仪器扮演了测量物理量、验证理论的关键角色。
在天文学中，望远镜等光学仪器使得人们能够更好地观察星体，探索宇宙的奥秘。
而在材料科学中，扫描电子显微镜(SEM)等仪器可以帮助研究者观察到材料的微观结构，了解其性质。
在工业生产中，精密仪器的应用范围也非常广泛。
比如在机械加工中，数控机床使用精密测量仪器，可以实现高精度加工，提高产品质量。
而在化工生产中，质谱仪等化学性仪器可用来分析原材料的成分，确保生产过程的稳定性和安全性。
此外，在电子制造业中，自动化测试设备可以检测电子产品的性能指标，确保产品质量。
精密仪器在医学领域也发挥着重要作用。
医学影像设备如X射线机、核磁共振等仪器能够提供医生对患者病情的准确诊断。
而在手术中，光学显微镜等仪器可以帮助医生进行高精度的操作，提高手术成功率。
三、精密仪器的关键技术精密仪器的高精度和稳定性离不开一系列关键技术的支持。
1. 传感技术：传感器是精密仪器的核心部件之一，它能将被测量的物理量转化为电信号。
传感技术的发展使得仪器能够实现对微小变化的感知和测量。
2. 控制技术：精密仪器通常需要进行精确的控制和调节，以确保稳定的操作和测量。
高性能的控制系统能够有效地控制仪器的工作参数。
3. 信号处理技术：仪器所获取的信号通常需要经过放大、滤波和数字化处理，以提取有用的信息。
相较于传统模拟信号处理技术，数字信号处理技术具有更高的精确性和灵活性。
精密测量仪器都有哪些
现在的工厂生产都是越来越向着自动化发展，因此精密仪器的测量也向着自动化的方向发展，自动化的在线检测设备更适用于生产现场使用，同时也使得检测更精准，而且是在线测量。
精准的测量仪器是需研发的重要设备，精准的测量是高质量生产的基础，也是以精准测量后的产品为基础制造更精密设备的重要原材料。
一、X射线面密度测厚仪1、典型应用：1）锂电池正极涂布，锂电池隔离膜涂布、纸张的面密度测量。
2）应用在锂电池涂布工序时，该设备可放置于涂布机放卷后、涂布头前，测量待涂布基材的面密度；3）也可以放在烘箱外、收卷前、测量已烘干的极片面密度。
2、产品亮点：1) 大理石O型架结构，保证长期稳定不变形；2) 相比国内设备，最大扫描速度可达25m/min；3) 辐射屏蔽效果＜1uSv/h；4) 进口高精度电离室：测量精度高达±0.25‰；5) 可与涂布机形成闭环控制；二、β射线面密度测量仪1、典型应用：1）锂电池正极、负极涂布，锂电池隔离膜涂布、纸张的面密度测量。
2）应用在锂电池涂布工序时，该设备可放置于涂布机放卷后、涂布头前，测量待涂布基材的面密度；3）也可以放在烘箱外、收卷前、测量已烘干的极片面密度。
2、产品亮点：1) 大理石O型架结构，保证长期稳定不变形；2) 相比国内设备，最大扫描速度可达25m/min；3) 辐射屏蔽效果＜1uSv/h；4) 进口高精度电离室：测量精度高达±0.25‰；5) 可与涂布机形成闭环控制；三、激光在线测厚仪1、测量应用锂电池正负极辊压的厚度测量。
应用在锂电辊压工序时，可放置在压制辊后、收卷前，测量压制后的极片厚度；应用在涂布工序时，可放置在涂头后、烘箱前，测量涂布湿膜的厚度；也可以放置在烘箱后、收卷前，测量干极片的厚度。
2、优势：它采用的是非接触的测量，1）相对接触式测厚仪更精准，不会因为磨损而损失精度。
2）相对超声波测厚仪精度更高。
3）相对X射线测厚仪没有辐射污染。
锂电池正、负极涂布、锂电池正负极辊压的厚度测量。
现代精密仪器设计课程设计
现代精密仪器设计课程设计一、课程设计背景现代科学技术的快速发展，给包括生产和科学研究在内的各个领域提供了新的必要性。
精密仪器作为现代科学技术的重要组成部分，越来越被广泛应用。
为了满足人们对于高质量科技人才的需求，现代精密仪器设计课程成为了大学本科教育不可或缺的一部分。
二、课程设计目的现代精密仪器设计课程是一门通识教育基础课程，目的在于培养学生通过精密仪器设计来领略工程设计的实质，具备精密仪器设计的能力，培养学生的创新能力和实验技能，提高学生的动手能力、思维能力和组织协调能力，使学生能够适应未来科技社会的发展需要。
三、教学内容1.现代精密仪器设计理论和基础知识的讲解，包括对于仪器的种类、结构、并对其功能预测和使用原理进行阐述。
2.精密仪器设计实践课程的讲解，包括对于精密仪器的制造和组装的规划、测试和修理等内容的教授。
3.实际应用案例的分享和讨论，学习精密仪器在科研、医疗、环境监测、能源等方面的应用案例。
四、教学方法1.以课堂理论授课为主，并结合典型案例实践，让学生在收获理论知识的同时也得到实际应用经验。
2.基于工程类科目之间的相关性，结合其他专业课程进行综合实验；例如结合机械课程，进行复合材料加工实验或3D打印实验。
3.基于培养学生的科研与学术能力的目标，进行研究课题设计、资料查阅、论文撰写、实验进行等环节的全面培养。
五、教学成果与评价1.学生能够熟悉基础理论知识和精密仪器设计方案制定、组装的基本技能。
2.学生能够合理规划、组织小型精密仪器制造和测试活动的能力。
3.学生能够在实际案例中模拟真实生产环境，并能够在问题中积极协作，迅速获得解决能力。
4.依据教师要求，在课后提交课程报告，阐述学生对这门课程的体会和习得技能的个人收获。
六、实施计划1.教材：现代精密仪器设计，作者胡激明等。
2.授课时间：本课程为选修课，3学分，30学时。
时间为每周2学时，共15周。
3.授课模式：理论授课+实践展示+课程讨论。
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集成电路的光刻工艺过程如图所示。 集成电路的光刻工艺过程如图所示。 (a)硅片经过抛光后 氧化处理，形成二氧化硅膜(SiO 硅片经过抛光后， (a)硅片经过抛光后，氧化处理，形成二氧化硅膜(SiO2)。 (b)在二氧化硅膜上涂敷光致抗蚀剂 使之干燥。 在二氧化硅膜上涂敷光致抗蚀剂， (b)在二氧化硅膜上涂敷光致抗蚀剂，使之干燥。 (c)将光刻用的工作掩模版放在感光胶膜上 将光刻用的工作掩模版放在感光胶膜上， (c)将光刻用的工作掩模版放在感光胶膜上，通过平行的紫外光 进行曝光，使光刻胶感光。 进行曝光，使光刻胶感光。 (d)将曝光后的硅片进行显影 溶解掉未感光部分， 将曝光后的硅片进行显影， (d)将曝光后的硅片进行显影，溶解掉未感光部分，留下光刻胶 进一步固化，加热处理。 进一步固化，加热处理。
典型纪初至今，已经历了电子管、 半导体工业由20世纪初至今，已经历了电子管、晶体 20世纪初至今 集成电路(IC) 大规模集成电路(LSI) (IC)、 (LSI)， 管、集成电路(IC)、大规模集成电路(LSI)，超大规模集 成电路(VLSI)五代的演变。 (VLSI)五代的演变 成电路(VLSI)五代的演变。从第一支晶体管的诞生到超大 规模集成电路制成只用了30年的时间。随着集成度的增加， 30年的时间 规模集成电路制成只用了30年的时间。随着集成度的增加， 线条越来越微细化。当前， 线条越来越微细化。当前，提高微细化程度已成为重大的 技术关键。 技术关键。
由于上述两种方法的缺点，近年来发展了1 由于上述两种方法的缺点，近年来发展了1：1投影式光刻方法。 投影式光刻方法。 它的优点是掩模版不接触硅片，因而掩模版不受损伤， 它的优点是掩模版不接触硅片，因而掩模版不受损伤，由于直接用 精缩版，所以误差是1 反映在硅片上。 精缩版，所以误差是1：1反映在硅片上。与它同时又发展了分步式 光刻机(D (D． W)，它将用10 10倍小镜头把初缩版上图形光刻到硅片 光刻机(D．S．W)，它将用10倍小镜头把初缩版上图形光刻到硅片 这种方法不但是非接触式，而且因为用l 10倍高质量镜头缩 上，这种方法不但是非接触式，而且因为用l／10倍高质量镜头缩 小图形，所以精度也比较高，掩模版的寿命可以很长。 小图形，所以精度也比较高，掩模版的寿命可以很长。 用电子束制出的细线条掩模版，可用于远紫外线光刻或软X 用电子束制出的细线条掩模版，可用于远紫外线光刻或软X光 远紫外光刻是用波长180 250，300nm并采用对紫外光吸收少 180， 刻。远紫外光刻是用波长180，250，300nm并采用对紫外光吸收少 的特殊掩模材料。远紫外光刻采用接近式系统，分辨率在1 的特殊掩模材料。远紫外光刻采用接近式系统，分辨率在1～2μm 范围，采用分步式光刻可达到0.8 0.5μm分辨率 0.8～ 分辨率。 范围，采用分步式光刻可达到0.8～0.5μm分辨率。 用软X射线(波长为0.4 50nm)进行光刻 0.4～ 进行光刻， 用软X射线(波长为0.4～50nm)进行光刻，可以得到很高的分辨 其特点是对灰尘及其它粒状污染物软缺陷的不敏感性， 率，其特点是对灰尘及其它粒状污染物软缺陷的不敏感性，但X射 线光刻技术缺点之一是制作X射线掩模困难， 线光刻技术缺点之一是制作X射线掩模困难，X射线要成为代替上述 的一些光刻方法还有许多问题有待解决。 的一些光刻方法还有许多问题有待解决。
三、国内外图形发生器简况
从1968年美国GCA公司研制成功Mann1600型世界上第一台图形 1968年美国GCA公司研制成功Mann1600型世界上第一台图形 年美国GCA公司研制成功Mann1600 发生器; 发生器; 1970年美国贝尔实验室和威斯坦电气公司， 1970年美国贝尔实验室和威斯坦电气公司，分别研制出激光 年美国贝尔实验室和威斯坦电气公司 束扫描式图形发生器。同年， 束扫描式图形发生器。同年，贝尔实验室又发表了电子束图形发 生器。图形发生器已是制造掩模版的重要设备。 生器。图形发生器已是制造掩模版的重要设备。 研制出的图形发生器有三个类型: 研制出的图形发生器有三个类型: 光学图形发生器； 光学图形发生器； 激光束扫描式图形发生器; 激光束扫描式图形发生器; 电子束图形发生器。 电子束图形发生器。 国内1981-1984年 清华大学，中国科学院， 国内1981-1984年，清华大学，中国科学院，上海光学仪器厂 1981 分别研制成功了TF TFTF-KS1型 25Hz型图形发生器 型图形发生器。 分别研制成功了TF-2型、TF-KS1型、25Hz型图形发生器。
计算机在原图坐标数据 输入后， 输入后，就按预定的制版程 序不断地计算并控制可变狭 缝开合的大小和方向(转角) 缝开合的大小和方向(转角)。 驱动工作台移动到某一 坐标位置后， 坐标位置后，触发闪光灯曝 依次下去， 光，依次下去，在狭缝和工 作台的配合下，经过曝光， 作台的配合下，经过曝光， 在掩模版上拼出复杂的电路 图形。 图形。 图 可变狭缝式图形发生器示意图
可变狭缝式主要的优点是可以灵活地拼接出各种复杂图形。 可变狭缝式主要的优点是可以灵活地拼接出各种复杂图形。但 缺点是效率太低， 缺点是效率太低，尤其是对于大规模集成电路和超大规模集成电路 很复杂的图形，只靠矩形单元块逐个拼接，则制版时间太长， 很复杂的图形，只靠矩形单元块逐个拼接，则制版时间太长，并且 相应地对整机的控制系统和工作环境稳定性的要求也更高， 相应地对整机的控制系统和工作环境稳定性的要求也更高，需要的 计算机容量更大，制版的程序更加繁杂。 计算机容量更大，制版的程序更加繁杂。 固定图形式(积木式) (二)固定图形式(积木式)图形发生器 为提高设备效率， 为提高设备效率，常采取 加快工作台的移动速度、 加快工作台的移动速度、采用 行进曝光和加快狭缝开合速度 等措施。 等措施。为了克服可变狭缝式 的缺点， 的缺点，我国发展了一种固定 图形(亦称积木) 图形(亦称积木)式的图形发生 器。 固定图形式图形发生器的 光学系统和精密工作台等与可 变狭缝式的相同。 变狭缝式的相同。只是用一套 固定的基本图形代替了可变狭 其结构原理如图所示。 缝。其结构原理如图所示。
(e)腐蚀氧化膜：用溶解SiO 膜的氢氟酸(HF)系的腐蚀液处理， (HF)系的腐蚀液处理 (e)腐蚀氧化膜：用溶解SiO2膜的氢氟酸(HF)系的腐蚀液处理， 腐蚀氧化膜 去掉没感光部分的膜。 去掉没感光部分的膜。 (f)除去感光胶 除去上工序保留的光致抗蚀剂，用水冲洗， 除去感光胶， (f)除去感光胶，除去上工序保留的光致抗蚀剂，用水冲洗，干 在硅片上可得到所需要图形的SiO 燥，在硅片上可得到所需要图形的SiO2膜，也就是在氧化膜上开了 窗口。 窗口。 g)将开了窗口的基片置于隋性气体或真空中加热 将开了窗口的基片置于隋性气体或真空中加热， （g)将开了窗口的基片置于隋性气体或真空中加热，与适当的杂 质蒸气接触， Si面上便能够扩散进杂质 如扩散锑(Sb)就成为n+ 面上便能够扩散进杂质， (Sb)就成为 质蒸气接触，在Si面上便能够扩散进杂质，如扩散锑(Sb)就成为n+ 扩散层，如图g所示。 扩散层，如图g所示。
二、大规模集成电路制作技术
大规模集成电路制作的简单过程如图所示
图 掩模版制作过程
从掩模版制作过程可以看出掩模版有初缩掩模版( 从掩模版制作过程可以看出掩模版有初缩掩模版(常用的是芯 片上电路图形的10 10倍 精缩掩模版(分步重复出来， 片上电路图形的10倍)；精缩掩模版(分步重复出来，为芯片上电路 图形尺寸) 这种版也称为“母版” 图形尺寸)，这种版也称为“母版”，用这种版经复印机再翻版为 工作掩模版，用工作掩模版进行光刻。 工作掩模版，用工作掩模版进行光刻。 制作掩模版有四种方法： 制作掩模版有四种方法： 第一种方法：根据设计的原图，把它放大几十倍至几百倍， 1．第一种方法：根据设计的原图，把它放大几十倍至几百倍， 将放大的图形绘制在有红膜的胶片上，然后用手工刻制， 将放大的图形绘制在有红膜的胶片上，然后用手工刻制，并将无用 的红膜去掉，这样就得到一个放大了的原图形， 的红膜去掉，这样就得到一个放大了的原图形，用初缩机把红膜上 图形缩成比芯片上原图形大10倍的初缩版， 10倍的初缩版 图形缩成比芯片上原图形大10倍的初缩版，再经过分布重复照相机 缩小10 10倍 得到精缩版。劳动强度大，效率低，误差大。 缩小10倍，得到精缩版。劳动强度大，效率低，误差大。 第二种方法：计算机辅助刻图， 2．第二种方法：计算机辅助刻图，是在计算机控制坐标绘图 机上，用刻刀自动刻制放大的红膜图形，人工揭膜。 机上，用刻刀自动刻制放大的红膜图形，人工揭膜。机刻红膜方法 已经比手工刻制提高了效率和精度，减轻了劳动强度。但是， 已经比手工刻制提高了效率和精度，减轻了劳动强度。但是，人工 揭红膜的劳动强度仍然很大，而且可能出错， 揭红膜的劳动强度仍然很大，而且可能出错，因此目前采用的也较 少。
3.第三种方法：计算机辅助光学图形发生器制版系统。 3.第三种方法：计算机辅助光学图形发生器制版系统。它的 第三种方法 关键设备是图形发生器，由它直接制出初缩版( 关键设备是图形发生器，由它直接制出初缩版(一般比芯片上原图 10倍 这种方法， 大10倍)。这种方法，不论从效率上还是精度上都远远超过前两种 方法。它已成为当今世界上大规模集成电路制版的主要设备。 方法。它已成为当今世界上大规模集成电路制版的主要设备。 4.第四种方法 计算机辅助电子束图形发生器制版系统。 第四种方法： 4.第四种方法：计算机辅助电子束图形发生器制版系统。由 于电子束聚焦可以很细，从而可以制造很细的线条， 于电子束聚焦可以很细，从而可以制造很细的线条，因此可以用 电子束直接制作精缩版。目前一般用来制初缩版， 电子束直接制作精缩版。目前一般用来制初缩版，但由于设备很 制版成本高，所以用的还很少。 贵，制版成本高，所以用的还很少。 不同的光刻方法所能刻出的线条宽度也不同。 不同的光刻方法所能刻出的线条宽度也不同。 接触式光刻为掩模版在光刻过程中与硅片直接接触，因此， 接触式光刻为掩模版在光刻过程中与硅片直接接触，因此， 容易损伤掩模版，当然反过来也会损伤硅片。 容易损伤掩模版，当然反过来也会损伤硅片。 接近式光刻：一般掩模版与硅片之间间隙为10～30μm， 接近式光刻：一般掩模版与硅片之间间隙为10～30μm，掩模 10 版损伤减少了，但由于光衍射的影响，其分辨率比接触式低。 版损伤减少了，但由于光衍射的影响，其分辨率比接触式低。目 前应用得还较为广泛。 前应用得还较为广泛。