纳米加工技术实验室简报2014
纳米加工技术

纳米加工技术及其应用江苏科技大学机械学院学号:1姓名:原旭全纳米尺度的研究作为一门技术,是80年代刚刚兴起的.它所研究的对象是一般研究机构很难涉猎的即非宏观又非微观的中间领域,有人称之为介观领域.所谓纳米技术通常指纳米级~l00nm)的材料、设计、制造、测量、控制和产品的技术.纳米技术主要包括纳米级精度和表面形貌的测量;纳米级表层物理、化学、机械性能的检测;纳米级精度的加工和纳米级表层的加工一一原子和分子的去除、搬迁和重组;纳米材料;纳米级微传感器和控制技术;微型和超微型机械;微型和超微型机电系统;纳米生物学等;纳米加工技术是纳米技术的一个组成部分.纳米加工的含义是达到纳米级精度(包括纳米级尺寸精度,纳米级形位精度和纳米级表面质量)的加工技术.其原理使用极尖的探针对被测表面扫描(探针和被侧表面不接触),借助纳米级的三维位移控制系统测量该表面的三维微观立体形貌.材料制造技术.著名的诺贝尔奖获得者Feyneman在20世纪60年代曾预言:如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性,就会看到材料的性能产生丰富的变化.他说的材料即现在的纳米材料.纳米材料是由纳米级的超微粒子经压实和烧结而成的.它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般为l一100nm.它包括体积份数近似相等的两部分:一是直径为几个或几十个纳米的粒子;二是粒子间的界面.纳米材料的两个重要特征是纳米晶粒和由此产生的高浓度晶界.这导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变.如:纳米陶瓷由脆性变为100%的延展性,甚至出现超塑性.纳米金属居然有导体变成绝缘体.金属纳米粒子掺杂到化纤制品或纸张中,可大大降低静电作用.纳米Tiq按一定比例加入到化妆品中,可有效遮蔽紫外线.当前纳米材料制造方法主要有:气相法、液相法、放电爆炸法、机械法等.l)气相法:¹热分解法:金属拨基化合物在惰性介质(N2或洁净油)中热分解,或在H冲激光分解.此方法粒度易控制,适于大规模生产.现在用于Ni、Fe、W、M。
纳米制备实验报告(3篇)

第1篇一、实验名称纳米材料的制备二、实验目的1. 了解纳米材料的制备原理和方法。
2. 掌握纳米材料的制备过程及注意事项。
3. 通过实验验证制备方法的有效性,并对制备的纳米材料进行表征。
三、实验原理纳米材料是指尺寸在1-100纳米之间的材料,具有特殊的物理、化学和生物学性质。
纳米材料的制备方法主要包括化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、溶液法、溶胶-凝胶法等。
本实验采用溶胶-凝胶法制备纳米材料。
溶胶-凝胶法是一种通过溶胶、凝胶和干燥三个阶段制备纳米材料的方法。
其原理是将金属盐或金属氧化物溶解于溶剂中,形成溶胶,然后在一定的条件下,溶胶逐渐转化为凝胶,最终干燥得到纳米材料。
四、实验材料与仪器1. 实验材料:金属盐、金属氧化物、溶剂、催化剂等。
2. 实验仪器:磁力搅拌器、恒温水浴锅、干燥箱、电子天平、超声波清洗器、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等。
五、实验步骤1. 配制溶胶:将金属盐或金属氧化物溶解于溶剂中,加入适量的催化剂,搅拌均匀,形成溶胶。
2. 形成凝胶:将溶胶在恒温水浴锅中加热,使其逐渐转化为凝胶。
3. 干燥:将凝胶放入干燥箱中,在一定的温度下干燥,得到纳米材料。
六、实验结果与分析1. 实验结果本实验制备的纳米材料为球形,粒径约为30纳米,具有较好的分散性。
2. 分析通过SEM观察,发现制备的纳米材料为球形,粒径分布均匀。
通过XRD分析,证实了纳米材料的晶体结构。
七、实验讨论1. 溶剂的选择对纳米材料的制备影响较大,本实验中采用水作为溶剂,具有良好的效果。
2. 催化剂的选择对纳米材料的制备也有一定影响,本实验中采用碱性催化剂,有利于纳米材料的形成。
3. 干燥过程中,温度和时间的控制对纳米材料的质量有较大影响,本实验中通过实验确定最佳干燥条件。
八、实验结论本实验采用溶胶-凝胶法制备纳米材料,成功制备了球形纳米材料,粒径约为30纳米,具有较好的分散性。
实验结果表明,该方法制备纳米材料具有操作简单、成本低、易于控制等优点,适用于实验室制备纳米材料。
纳米加工技术的用途是什么

纳米加工技术的用途是什么纳米加工技术是一种利用纳米尺度的精密加工方法,在材料科学、化学、物理、生物、医学等领域具有广泛应用。
下面将从材料科学、电子信息领域、生物医学领域、环境保护与能源领域、纳米加工技术的挑战与前景等方面介绍纳米加工技术的应用。
一、材料科学领域纳米加工技术可以用于构建高性能功能材料,例如纳米线材料、纳米片材料、纳米多孔材料等。
这些材料具有特殊的物理、化学性质,可以应用于电子器件、光学器件、催化剂、传感器等领域。
纳米加工技术可以精确地控制材料的尺寸、形状、结构和成分,从而优化材料的性能和功能。
二、电子信息领域纳米加工技术可以制备微纳电子器件,例如纳米晶体管、纳米电阻器、纳米电容器等。
由于尺寸缩小到纳米级别,这些器件具有更高的速度、更低的功耗和更高的集成度。
纳米加工技术还可以制备纳米电子材料,如纳米颗粒、纳米导线、纳米薄膜等,这些材料可以应用于电子器件的底层结构、导电材料和光电材料。
三、生物医学领域纳米加工技术可以制备用于生物医学应用的纳米材料和纳米器件。
纳米金粒子、纳米磁性材料、纳米荧光探针等可以应用于分子诊断、药物传递、癌症治疗等。
纳米加工技术还可以制备纳米生物材料,如纳米薄膜、纳米纤维、纳米孔膜等,用于组织工程、细胞培养和人工器官。
四、环境保护与能源领域纳米加工技术可以制备用于环境保护和能源领域的纳米材料和纳米器件。
例如,纳米颗粒可以作为高效催化剂用于废气处理、有害物质吸附和水污染治理。
纳米材料还可以用于制备高效能源材料,例如纳米光催化材料、纳米电池材料和纳米光伏材料。
纳米加工技术的挑战:纳米加工技术还面临一些挑战。
首先,纳米加工技术需要具备高精密度、高分辨率和高通量,同时还需要具备高稳定性和低成本。
其次,纳米加工技术需要具备高度的可控性和可重复性,以满足不同领域的应用需求。
此外,纳米加工技术还需要解决材料成本、生产规模和环境影响等方面的问题。
纳米加工技术的前景:纳米加工技术具有广阔的应用前景。
新型纳米加工技术的研究

新型纳米加工技术的研究作者:朱团王英刑艳刘立红郭双林来源:《科技资讯》 2014年第31期朱团1 王英2 刑艳3 刘立红1 郭双林1(1.黑河学院物理化学系黑龙江黑河 164300;2.上海交通大学微纳科学技术研究院上海 200000;3.东北师范大学化学学院胶体与界面研究所吉林长春 130000)摘要:新型纳米加工技术是近几年迅速发展并取得突破性进展的一种纳米制造技术,利用无机纳米材料及无机—有机纳米复合图形材料制备纳米图形化掩模,结合纳米刻蚀技术实现小于30 nm的图形结构制备。
克服了传统光刻技术对尺寸的限制和电子束光刻等在设备和生产速度上的限制,为从宏观到微观纳米图形制作开辟了新途径。
通过新型纳米加工技术的研究,克服了传统光刻技术对尺寸的限制和电子束光刻等在设备和生产速度上的限制,为从宏观到微观纳米图形制作开辟了新途径。
关键词:纳米材料自组装纳米加工技术研究中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)11(a)-0007-01纳米加工技术作为引起一场新的产业革命的科学技术,备受世人瞩目。
随着科技的发展,对电子器件小型化的要求越来越强烈,各种器件逐渐由微米向纳米尺度发展。
特别是对纳米器件、光学器件、高灵敏度传感器、高密度存储器件以及生物芯片制造等方面的纳米化要求越来越强烈,如何缩小图形尺寸、提高器件的纳米化程度已经成为各国科学家们越来越关心的问题。
然而由于传统刻蚀技术的限制使得器件纳米化的发展成为当今电子器件小型化发展的重要制约因素之一。
通过新型纳米加工技术的研究,克服了传统光刻技术对尺寸的限制和电子束光刻等在设备和生产速度上的限制,为从宏观到微观纳米图形制作开辟了新途径。
1 新型纳米加工技术的基本原理纳米加工技术是为了适应微电子及纳米电子技术、微机械电子系统的发展而迅速发展起来的一门加工技术。
目前,探索新的纳米加工方法和手段已成为纳米技术领域中的热点。
随着纳米加工技术的发展,现已出现了多种纳米加工技术,新型纳米加工技术利用无机纳米材料及无机—有机纳米复合图形材料制备纳米图形化掩模,结合纳米刻蚀技术实现小于30 nm的图形结构制备。
纳米加工技术

发展纳米加工技术的途径
发展前景的展望
航空航天
纳
米 卫 星
1.增加有效载荷,成指数倍地降低耗能。 2.低能耗、抗辐照的高性能计算机及其它
测控电子设备
3.抗热障、耐磨损的纳米涂层材料
4.微型航天器、“纳米卫星”等
高效助燃剂:
纳米粉末具有极强的储能特性,将其作为添加
航 剂加入燃料中可大大提高燃烧率。将一些纳米粉末
纳米加工技术
纳米技术定义
目前人类研究的物质世界的 最大尺度:1025 米(~10亿光年) 最小尺度:10-19 米
纳米(nm):10-9 米 纳米技术:研究结构尺寸在0.1~100 nm
范围的物质的特性和相互作用,以及利 用这些特性的多学科交叉的科学与技术。 当物质小到10-9~10-7 米时,由于量子 效应和巨大的表面和界面效应,性能发 生质变,呈现出许多既不同于宏观物体、 也不同于单个孤立原子的新颖的物理、 化学和生物学等特性。
利用LIGA技术制作的铜电极阵列和加工出的70µm厚WC-Co齿轮
纳米加工的方法及设备
基于扫描显微原理的纳米加工
扫 扫描隧道显微镜(STM)工作原理:
描 隧
把极小的针尖和被研究的物质表面作为两个电极,
道 当样品表面与针尖的距离非常小(<1nm)时,在外电
显 场作用下电子即会穿过两极间的绝缘层流向另一极,
纳米技术的意义
纳米技术将引发一场新的工业 革命
• 2010年现在的微电子器件芯 片的线宽将达到0.1~ 0.07nm,小于此尺寸,器件 应按新原理设计。其性能将大 大提高,这将是对信息产业和 其它相关产业的一场深刻的革 命。
纳米技术是21世纪经济增长的一个主要的发动机,它将使 微电子学在20世纪后半叶对世界的影响相形见绌。
材料科学中的纳米技术和微纳加工技术

材料科学中的纳米技术和微纳加工技术纳米技术和微纳加工技术是材料科学领域的两项重要技术。
纳米技术涉及到微观尺度的制造和研究,其研究范围包括从材料、物理学,到分子、生物学的不同领域。
微纳加工技术则是一种用于制造小型器件和系统的制造技术,其尺度通常在微米至纳米级别之间。
这两项技术的发展已经产生了广泛的应用,包括计算机芯片、医疗设备和生物传感器等。
一、纳米技术纳米技术是用于研究和制造物质的基本单元之一。
通过利用高级材料的制造技术和微型和纳米级别的精度和控制技术,纳米技术已经成为生物医药、能源、环境科学、纳米机械和信息技术等领域的基本研究手段之一。
扫描电子显微镜(SEM)是利用电子束扫描样品表面而产生图像的仪器。
基于SEM原理,多种纳米制造技术已被实现,包括电子束光刻、电子束物理气相沉积和电子束聚焦等技术。
通过这些技术,人们已经制造出了纳米级别的材料和器件,如纳米管和纳米线。
纳米技术在生物医学领域广泛应用。
通过利用纳米颗粒和生物分子的特性,人们可以制造出各种纳米材料和生物传感器,用于药物储存和释放、细胞成像、基因诊断和治疗等领域。
例如,金属纳米粒子可以以完美的均匀性和稳定性装载各种药物,同时避免了药物的副作用。
二、微纳加工技术微纳加工技术涉及到开发制造的一系列技术,其尺度范围在微米至纳米级别之间,包括从制造单个纳米元件到集成微型化、集成化系统的制造技术。
微纳加工技术不仅应用于电子器件,也应用于更广泛的微型加工领域,如生物工程学、医疗器械和燃料电池技术。
微纳加工技术的一种重要方法是光刻技术,其原理是利用光敏性树脂来制造微型和纳米级别的结构。
光刻技术在制造微电子元件、LED和平面显示器等电子器件上极为重要。
另一项重要的微纳加工技术是激光加工技术,其原理是利用激光束对非金属物质制造微型和纳米级别的结构。
激光加工技术可用于生物医学、纳米材料制造和光学交叉学等多种领域。
例如,人们已经利用激光加工技术制造出微型芯片,为基于纳米颗粒的生物传感器提供了支持。
高级实验师的实验报告

一、实验名称纳米材料制备及表征二、实验目的1. 学习纳米材料的制备方法;2. 掌握纳米材料的表征技术;3. 研究纳米材料的性能与应用。
三、实验原理纳米材料是指至少有一维在纳米尺度(1-100nm)的金属材料、陶瓷材料、高分子材料等。
纳米材料具有独特的物理、化学和力学性能,广泛应用于电子、能源、医药、环保等领域。
本实验采用化学气相沉积法(CVD)制备纳米材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等手段对纳米材料进行表征。
四、实验材料与仪器1. 实验材料:金属催化剂、气体(如氢气、氩气、氮气等)、反应气体(如甲烷、乙炔等);2. 实验仪器:化学气相沉积反应器、真空泵、气体发生器、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪。
五、实验步骤1. 准备实验材料:将金属催化剂放入化学气相沉积反应器中,通入氢气、氩气和反应气体,进行预热;2. 化学气相沉积:在反应器中通入甲烷和乙炔,进行化学气相沉积反应,制备纳米材料;3. 收集产物:将反应后的产物收集于特制的收集器中,进行冷却;4. 样品制备:将收集到的纳米材料进行研磨、过筛,制备成粉末状样品;5. 表征:将样品进行扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射分析。
六、实验结果与分析1. 扫描电子显微镜(SEM)分析:从SEM照片可以看出,制备的纳米材料呈球形,粒径分布均匀,平均粒径约为50nm。
2. 透射电子显微镜(TEM)分析:TEM照片显示,纳米材料为多晶结构,晶粒尺寸在10-20nm之间。
3. X射线衍射(XRD)分析:XRD图谱显示,纳米材料具有明显的晶体结构,与理论值吻合良好。
七、实验结论1. 本实验采用化学气相沉积法成功制备了纳米材料;2. 制备的纳米材料呈球形,粒径分布均匀,平均粒径约为50nm;3. 纳米材料具有明显的晶体结构,与理论值吻合良好。
八、实验讨论1. 实验过程中,控制反应条件对纳米材料的性能具有重要影响;2. 纳米材料的制备方法多样,可根据实际需求选择合适的制备方法;3. 纳米材料的表征技术有助于深入了解其性能,为应用提供依据。
刘前:纳米科研结硕果

刘前:纳米科研结硕果作者:黄健来源:《科学中国人》2014年第02期在“纳米”这个词语上确实笼罩着一层瑰丽的光圈,从纳米科技的基础和应用研究到纳米产业的未来发展,乃至纳米技术与人们生活的密切联系等各种问题,都令科学家们神迷醉往。
国家纳米科学中心科技管理部主任、研究员刘前就是该领域众多追梦者中的一员。
自开始纳米科技攀登之旅起,刘教授已在这一领域留下了一长串闪光的足迹:作为首席科学家和课题负责人,他已完成科研项目十余个,在专业科学杂志上发表论文100多篇,撰写英文专著一部和英文章节多篇,译著一部,获得国家一级标准物质5个,美国授权专利一项,中国授权发明专利10项。
刘教授曾在日本著名大学和研究机构留学工作多年,曾因其优秀的科学素养和杰出的科研成绩获得了日本罗大利米山奖励金、日本电气通信普及财团海外短期研究资助奖励等。
2005年归国后任国家纳米科学中心研究员、博士生导师,在纳米事业上开始了新的征程。
刘教授现任中文国际杂志《现代物理》主编和一些中英文杂志的编委,并被聘为澳大利亚科学研究委员会(ARC)国家基金项目的海外评审专家、科技部、基金委和中组部青年千人评审专家等。
刘前教授的主要研究领域为新型微纳加工方法、新概念的薄膜纳米器件、功能化薄膜纳米材料、纳米标准物质以及纳米光存储等。
经过多年的不懈努力,获得了一系列具有创见性的成果,逐渐形成了自己的学术和研究特色。
微纳加工技术是材料功能化和器件构建的主要手段,分为“自上而下”和“自下而上”两种。
目前常用的“自上而下”手段有电子束、离子束等。
众所周知,激光作为另一种“自上而下”的加工手段具有生产效率高、加工精度高和经济实用的特点,一直受到人们的广泛青睐。
实际上,激光早在上世纪70年代就已被应用于精密加工,然而由于激光系统的衍射极限限制,获得的激光系统的加工分辨率通常在微米量级,制约了其在纳米尺度上的加工能力。
如何用激光获得纳米分辨的加工能力一直以来都是一个挑战性的课题。
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国家纳米科学中心 纳米加工技术实验室 Nanofab Lab @ NCNST纳米加工简报2014年第4 期 总第10期前沿新闻—相变材料运算突破硅基处理器速度极限利用相变材料两个结构相不同的电学态(晶态导电、玻璃态绝缘)的 利用相变材料两个结构相不同的电学态 快速切换实现布尔运算,有望开发出更小 有望开发出更小、更快的环保计算机,其运算速 度可达到当前硅基计算机的1000倍。
。
硅基计算机因其在物理及光刻极限的限制逐渐跟不上人们对更快速计 算机的需求,在不增加逻辑单元数目条件下提高计算机的运算速度 在不增加逻辑单元数目条件下提高计算机的运算速度,最可 行的方案是在一个逻辑单元上实现并行运算 行的方案是在一个逻辑单元上实现并行运算,这在目前的硅基逻辑单元上 无法实现。
并行运算可以在相变材料基逻辑单元上通过结晶化实现 并行运算可以在相变材料基逻辑单元上通过结晶化实现,但之 前的熔融-再结晶时间在百纳秒量级。
。
最近来自英国剑桥大学、新加坡科技 设计大学和新加坡A*STAR研究院的研究人员通过控制Ge-Sb-Te合金(GST) 固- 液相的转变在相变材料并行运算速度上取得了突破。
他们通过在 液相的转变在相变材料并行运算速度上取得了突破 GST 相 变单元(下图)的TiW电极上施加电压脉冲,获得 电极上施加电压脉冲 900ps的熔融-再结晶时间, 运算速度比之前提高2个数量级以上, ,并实现了NOT、NOR等逻辑运算;同 时 能 量 消 耗 减 少 了 2 个 数 量 级 。
相 应 成 果 发 表 于 2014 年 9 月 16 日 的 《 Proceedings of the National Academy of Sciences 》上。
源自: http:// /content/111/37/13272GST相变合金单元示意图( (器件由微纳加工实现)国家纳米科学中心纳米加工技术实验室地址:北京市海淀区中关村北一条11号 邮编:100190 电话:+86 - 10-82545831/5839 传真:+86 - 10-62656765 网址: /nano_fab_lab/版权所有Powerful tool + Good idea + Hard work = Good job纳米加工简报2014年第4期 总第10期科研工作功能化探针制备研究进展 随着AFM 、STM等扫描探针显微镜在科研中 发挥越来越重要的作用和科研需求 的不断变化, 传统探针已不能完全 满足使用需求,能实现自激励自检 测等功能的探针将是一个重要的发 展方向。
根据用户需要和功能化探 针的制备要求,前期进行了以SiO2 为基体材料的探针制备工艺初步研 究,取得一定进展。
通过对ICPECVD镀膜工艺参数 优化和腐蚀工艺的调整与控制,使 用8μm厚ICPECVD SiO2 膜制备的探 针结果如下图示,不同的掩模图形 尺寸,获得的探针长度和针尖直径 不同。
Φ16μm掩模获得探针SEM图,针尖直径 40nm,针长6.4 μm 插图为针尖俯视图Φ17 μm掩模获得探针SEM图,针尖直径 102nm,针长8 μm 插图为针尖俯视图下一步根据探针所需的具体功 能(热电偶加热、测温等),完善 制备工艺流程设计和每步工艺优化 ,掌握和储备制备功能化探针的核 心技术。
电子束曝光设备在6月底高压供电模 块出现故障,配件因海关清关耽误约1 个月,7月底到货,安装后系统恢复 正常。
主要开展了以下工作: 使用 HSQ胶摸索了亚10nm工艺、使用灵 敏 度 不 同 的 PMMA/MMA 胶 进 行 了 多层胶工艺的实验以及为中心内外 用户提供了服务等。
为了开发亚10nm器件制备工艺 ,使用HSQ胶摸索了亚10nm的曝光 显影工艺。
初步的实验结果如下图国家纳米科学中心纳米加工技术实验室地址:北京市海淀区中关村北一条11号 邮编:100190 电话:+86 - 10-82545831/5839 传真:+86 - 10-62656765 网址: /nano_fab_lab/版权所有Powerful tool + Good idea + Hard work = Good job 示,最小线宽5.8nm,平均值7-8nm; 由于线条高宽比>5(胶厚~50nm),有些 区域线条在干燥过程中因定影液( 去离子水)的表面张力而倒塌,下 一步优化显影工艺条件,以获得稳 定的线条图案。
纳米加工简报2014年第4期 总第10期。
下一步考虑使用烘箱使烘烤温度 更均匀。
多层胶曝光截面图 左:预期 右:实际结果使用HSQ胶获得的线条图案 左:六边形 右: 三角形另外进行了多层胶工艺。
使用 灵敏度差异较大的正胶交替旋涂, 得到多层胶,单次曝光,利用胶的 灵敏度差异,形成变截面图形。
此 工艺有可能应用于3D成型、微流体 通道或者光子晶体的制备等方面。
交替旋涂5层胶,曝光单线条图案, 以期望得到下图中左图所示的变截 面(蓝色所代表胶的灵敏度小于棕 色的)。
下图右给出了初步的实验 结果,基本达到预期,只是最上层 的截面效果不明显,可能是因为使 用热板烘烤时最上层的胶温度未达 到要求(温度影响所用胶灵敏度)前期制备了周期140nm的Al纳米 光栅像素偏振片阵列,目前640x360 分辨率样机正在集成试制。
为研究 光栅周期对阵列偏振性能的影响, 另外制备了100nm、120nm周期的阵 列,如下图所示。
左:100nm周期45度偏振方向单元 右:120nm周期0度偏振方向单元此外,为中心课题组、清华、北 大、北理工、中山大学、电工所、 深圳大学等单位提供了电子束曝光 服务。
国家纳米科学中心纳米加工技术实验室地址:北京市海淀区中关村北一条11号 邮编:100190 电话:+86 - 10-82545831/5839 传真:+86 - 10-62656765 网址: /nano_fab_lab/版权所有Powerful tool + Good idea + Hard work = Good job纳米加工简报2014年第4 期 总第10期高密度等离子体刻蚀设备 两台等离 用相同的刻蚀条件,刻蚀陡直度从 子体刻蚀机近两个月运行正常,为 90°降至80°(下图),通过调整 中心、北大、清华、北理工、中山 工艺参数保证刻蚀侧壁陡直。
大学、武汉理工等单位提供了不同 材料的刻蚀服务。
刻蚀工艺方面, 考察了Al的镀膜 方法及金属颗粒尺寸对刻蚀工艺的 影响。
实验发现,不同方法制备的 大颗粒Al刻蚀,侧壁 小颗粒Al刻蚀,侧壁 Al薄膜刻蚀工艺不同。
使用之前刻 陡直度90° 陡直度80° 蚀磁控溅射制备Al工艺条件刻蚀电 子 束 蒸 镀 Al 膜 时 , 刻 蚀 陡 直 度 从 90°降至80°。
通过增加Cl2 气体比 例来加速化学反应,降低BCl3 含量 减少物理轰击,同时降低下电极功 率的方法保护电子束胶的侧壁陡直, 调整工艺后小颗粒 硬掩模SiNx刻蚀线条展 保证了Al膜刻蚀侧壁陡直(下图)。
Al侧壁陡直度90° 宽导致余下Al线条变窄L/S≠1纳米结构,侧壁陡 直度80°参数调整后陡直度 90°同时针对同一设备(磁控溅射)制 备的Al膜,如金属颗粒尺寸不同, 刻蚀工艺也有所不同。
之前磁控溅 射制备Al薄膜颗粒度为70-80nm,优 化镀膜工艺后Al颗粒在30-50nm,使为实现更厚Al膜的刻蚀,使用刻 蚀 选 择 比 更 高 的 SiNx 膜 作 为 硬 掩 模,以增加刻蚀窗口。
由于在光刻 胶做掩模刻蚀SiNx时刻蚀区域线条 展宽,最终的Al线条宽度变小(如 上图所示)。
硅刻蚀设备最近为用户实现了 硅穿孔、硅片刻透工艺,刻蚀关键 尺寸大致在3 μm - 1000 μm之间,硅 片厚300 μm,如下图。
Powerful tool + Good idea + Hard work = Good job纳米加工简报2014年第4期 总第10期用户提供了单层或多层膜蒸镀服务。
摸索了Fe、ZrO2 、Y、超薄Au 膜等材料的基本工艺。
下图是厚 15nm 金 膜 SEM 及 椭 偏 拟 合 厚 度 图 (拟合厚度为16.35nm),从SEM图可 以看出15nm的Au已趋于连续,但还 是存在很多沟道。
1-2mm孔3 μm孔55 μm线宽十字架磁控溅射镀膜仪 设备近来运行状态 良好。
为中心、电子所、物理所、 化学所、半导体所等单位课题组提 供了镀膜服务。
通过摸索优化工艺参数,可以在 6吋衬底上制备均匀的薄膜 (非均匀 性<5%)。
等离子体增强化学气相沉积镀膜设 备 运行良好,为中心、微电子所、 化学所、半导体所等单位提供了服 务。
摸索了抗腐蚀SiO2 薄膜制备工 艺,将使用BOE腐蚀SiO2 薄膜的腐 蚀速度从>17nm/S降低到2.5nm/S, 满足使用SiO2膜制备探针的要求。
电子束蒸发镀膜设备 前段时间前段 时间极限真空镀不稳定、膜厚仪2号 晶振器信号跳零等问题,解决后运 行良好。
近两个月为中心、北京大 学、化学所、电工所、中山大学等15nm厚Au表 面SEM照片椭偏测厚数 据拟合结果针对厚50nm Au膜做电极、使 用引线压焊机键合Au线失败问题, 我们通过在Si、Glass、Si/SiO2 三种 衬底上镀三种不同厚度Au膜(50nm、 80nm、100nm);之后进行键合实 验发现,50nm厚Au膜失败,其余厚 度正常。
建议如需Au线键合,Au膜 厚度蒸镀80nm以上。
增透疏水保护膜研究方面,尝 试通过离子清洗改变衬底表面的粗 糙度,并在AR膜层表面镀不同的氧 化物,以提高表面疏水特性。
比如 蒸镀20nm氧化铝在一定程度上提高 了接触角,下一步需要继续优化。
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