微纳加工技术

合集下载

微纳加工技术及其应用

微纳加工技术及其应用

微纳加工技术及其应用微纳加工技术是以微米和纳米为尺度的加工技术,主要包括微电子加工、微机电系统(MEMS)加工和纳米加工等。

随着微纳技术的发展,包括光电子、生物医药、能源环保、纳米传感等等领域的应用层出不穷。

本篇文章将就微纳加工技术的基本原理与方法、应用现状及未来发展进行简要介绍。

微纳加工技术的基本原理与方法微纳加工技术通过对材料的切削加工、吸附脱附、光影刻蚀、微影、微流控等手段,将微米、纳米级别的结构和器件加工出来。

其中,微电子加工是指使用光刻和薄膜技术,在半导体晶片表面制备电子元件和电路。

而MEMS加工则通过热压法、刻蚀法、电化学的电解金属加工、激光束加工等方式在晶圆上制造出微机电传感器和执行器等器件。

纳米加工则主要是通过控制材料原子的运动来予以加工。

光电子领域是微纳加工技术中应用较为广泛的领域之一。

微型化的光电子器件可以具有更高的速度、更高的分辨率、更高的稳定性,使得光学检测技术有着更为广泛的应用。

比如,MEMS驱动式的投影仪、MEMS激光听觉波达仪可以实现对声波和光传播中的障碍物的探测,对于通讯系统等领域有着应用前景。

在生物医药领域上,微纳加工技术可以制作出高精度的微流控芯片、生物芯片和生物传感器。

这些器件可以实现对细胞、蛋白等微生物级别的定量分析,比如基于生物芯片的蛋白质芯片技术、血糖传感器技术等等。

此外,微型针头技术也可以被应用于微创手术、药物输送等医疗领域,实现治疗效果更加精准化的目的。

在能源环保领域,微纳加工技术可以制备出电池、电容等储能和转化材料,还能够制作出可以将太阳能和机械能转换为可用电能的器件。

此外,纳米催化剂可以用于三元催化转化器,用于减少机动车尾气排放的有害物质。

微纳加工技术的未来发展微纳加工技术具有无限的发展潜力。

未来,微纳加工技术的致密化、快速化将会是发展的主要方向。

另外,生物医药领域将是微纳加工技术的重点应用领域,未来也涌现了一大批微纳加工技术与医疗应用公司。

微纳加工技术还可以为物联网提供重要的支持,特别是在微型化的传感器和控制系统方面。

微纳加工原理

微纳加工原理

微纳加工原理一、微纳加工的定义微纳加工是指将材料进行微小尺度处理和制造,通常包括微米和纳米级别的加工过程。

它是一种技术,用于制造各种各样的微型器件,如芯片、传感器、MEMS等。

二、微纳加工的分类1.光刻技术:光刻技术是利用光学系统将图形转移到光敏化材料中,然后通过化学反应来形成图案。

2.薄膜沉积:薄膜沉积是将物质沉积在基底表面上,以形成所需的结构和功能。

3.离子束雕刻:离子束雕刻是利用高能离子束对材料进行磨削和雕刻来形成所需的结构。

4.扫描探针显微镜(SPM):SPM是一种通过扫描探针来测量材料表面形貌和性质的技术。

三、微纳加工原理1.光刻技术原理光刻技术使用紫外线或电子束照射在光敏化材料表面上,通过化学反应来形成图案。

该过程包括以下步骤:(1)光敏化材料涂覆:将光敏化材料涂覆在基底上。

(2)曝光:使用掩模将紫外线或电子束照射在光敏化材料表面上,形成所需的图案。

(3)显影:使用显影剂去除未曝光的部分,形成所需的结构。

2.薄膜沉积原理薄膜沉积是将物质沉积在基底表面上,以形成所需的结构和功能。

该过程包括以下步骤:(1)气相沉积:利用化学反应将气体转化为固体,在基底表面上形成一层薄膜。

(2)物理气相沉积:利用高温或真空条件下,将固态物质直接转移到基底表面上,形成一层薄膜。

(3)溅射沉积:利用离子束轰击靶材,产生粒子并将其转移到基底表面上,形成一层薄膜。

3.离子束雕刻原理离子束雕刻是利用高能离子束对材料进行磨削和雕刻来形成所需的结构。

该过程包括以下步骤:(1)离子束的产生:利用离子源产生高能离子束。

(2)加速器:将离子加速到高能状态。

(3)控制系统:控制离子束轨迹,使其精确地磨削和雕刻材料。

4.扫描探针显微镜原理扫描探针显微镜(SPM)是一种通过扫描探针来测量材料表面形貌和性质的技术。

该过程包括以下步骤:(1)扫描探针:将扫描探针移动到要测量的位置。

(2)测量信号:通过测量信号来确定材料表面形貌和性质。

微纳加工技术在微电子器件中的应用

微纳加工技术在微电子器件中的应用

微纳加工技术在微电子器件中的应用随着人类科学技术的不断发展,微纳加工技术也得到了广泛的应用和发展。

作为一项具有很高技术含量的现代科技,微纳加工技术已经被广泛应用于微电子器件制造中。

那么微纳加工技术在微电子器件中的应用究竟有哪些呢?一.微纳加工技术的概述微纳加工技术是指通过微米级的器件和加工技术来制造微米级的器件和产品。

这种技术已经在生物医学、纳米材料、微机电系统、微电子和纳米电子等领域得到应用。

在微电子器件制造中,微纳加工技术具有很高的优势和应用价值。

这种技术可以通过控制微米级别的器件结构和加工工艺来实现微米级别的电路板和微电子器件的制造。

二.1.微型管制造微型管是一种空心圆柱形结构,其宽度一般在几十微米到几毫米之间。

由于其结构微小,因此微型管广泛应用于微电子传感器、微机电系统等方面。

微纳加工技术可以制造出高精度的微型管,可以为微电子器件的制造提供有力的支持。

2.微电子传感器微电子传感器是一种基于微纳加工技术制造的小型电子器件,可用于测定电流、电压、温度等多种信号。

这种技术制造的微电子传感器精确度高、响应速度快、体积小、功耗低、重量轻,因此在医疗诊断、环境监测、物流中得到广泛应用。

3.微电子加工工艺微纳加工技术可以制造微型电路板,使电路板更加小巧轻便,可应用于消费电子、通信和计算机等行业。

同时,微型电路板的制造可以使用多种工艺,如光刻、离子束刻蚀、电子束刻蚀、惯性刻蚀等。

这些工艺能够加速微电子制造的速度,降低成本。

三.微纳加工技术未来发展展望微纳加工技术在微电子器件中的应用尚有很大的发展空间,未来发展方向主要有以下几个方面:1.纳米加工技术纳米加工技术是当前发展的热点,预计将会引领下一代微电子器件的发展。

微纳加工技术可以精细加工纳米尺度的结构,以提高微电子器件的性能和处理能力。

这种技术已经应用于药物递送、基因组研究、纳米材料等领域。

2. 光刻技术光刻技术可以在微米、纳米级别下控制器件的形状和结构,可以制造出高效、高速、高密度的电路板和芯片。

材料科学中的微纳加工技术

材料科学中的微纳加工技术

材料科学中的微纳加工技术一、绪论对于材料科学研究来说,微纳加工技术发挥着越来越重要的作用。

微纳加工技术,指的是对材料实现微米和纳米级别的高精度加工。

对于制造更小、更轻、更快、更便宜、更强、更耐用的纳米材料产生了现实需要。

在当前材料科学领域中,微纳加工技术术已成为了热点和前沿领域,也成为了新材料、新器件、新技术创新的基础。

二、微纳加工技术的起源和发展微纳加工技术最早起源于20世纪60年代。

当时,由于半导体工业的快速发展,加工工艺的要求也越来越高,对材料加工的精度和速度提出了极高的要求。

在这种背景下,人们开始研究如何将半导体材料加工到微米级,针对这一问题,经过多年研究和探索,不断积累经验和教训,微纳加工技术逐渐成熟并得以应用。

三、微纳加工技术的分类1、焊接加工:利用局部加热将材料焊接在一起,可以实现高精度组装和气密封装;2、刻蚀加工:通过氢氟酸等强酸对材料进行加工,可以实现高精度、高速度的刻蚀,适用于制造微细结构和微通道等;3、离子束刻蚀加工:利用离子束对材料进行加工,可以实现高灵活性的加工操作,在制造微型光电器件和模拟电路中得到广泛应用;4、切削加工:利用机械切削或者是激光微米切割等方式进行加工,可以实现高效、高精度、高质量的微米切割。

四、微纳加工技术的应用1、仿生材料制造:通过对仿生材料进行微米级别的加工处理,可以实现仿生材料的更好的性能和适应性,可广泛应用于人体假肢、机器人等领域;2、微加工制造:微纳加工技术广泛应用于微系统制造中,比如微泵、微机械、微流控芯片等领域;3、高精度加工制造:在一些高精度加工领域中,如光学镜片、微透镜等,在制造过程中无法完成的复杂形状和微米级别的加工,通过微纳加工技术制造,可以大大提高产品性能和制造效率。

五、微纳加工技术的发展趋势随着科技发展的不断推进,微纳加工技术也在不断创新和进步。

目前,人们正在探索一些新的技术和方案,比如基于光子和量子效应的制造方式、电化学抛光技术等。

微纳加工技术

微纳加工技术

微纳加工技术一、概述近年来,微纳加工技术作为一种新兴的制造技术,已经成为了科技发展的热点和焦点。

随着科技的不断进步和应用的不断深化,微纳加工技术的应用范围越来越广泛,其中包括了许多重要的领域,如电子、光学、生物、化学等等。

本文将就微纳加工技术的基本原理、应用领域以及发展前景进行详细介绍,并提出了一些未来的发展方向和挑战,以期为相关研究提供参考和借鉴。

二、微纳加工技术的基本原理微纳加工技术是一种在微米和纳米尺度范围内进行制造的技术,其基本原理是利用物理、化学和生物学等科学原理,通过对材料的加工、制备、控制、测量等步骤进行精确的控制和优化,来制造出具有特定功能和性能的微纳器件或系统。

微纳加工技术主要包括了微纳加工、微纳制造和微纳组装三个方面。

其中,微纳加工是指通过相应的加工工艺,使得原材料逐渐变成具有特定形状和尺寸的微小零部件或器件。

微纳制造是指在微纳加工的基础上,对微小的部件进行加工、组装、包装等操作,最终形成具备特定功能和性能的微纳系统。

微纳组装是指将微小的零部件或器件组装成更加复杂、功能更加完备的微纳系统。

三、微纳加工技术的应用领域微纳加工技术具有广泛的应用领域,下面就对一些重要的应用领域进行简单介绍:1. 电子领域微纳加工技术在电子设备的制造、封装和测试等方面都有着很重要的作用。

例如,在芯片制造中,采用微纳加工技术可以提高芯片的制造精度和集成度,降低功耗和故障率,同时还可以增加芯片的功能和性能。

在电子封装中,通过微纳加工技术可以实现高密度的封装和高精度的引脚排布,从而提升了封装的可靠性和性能。

在电子测试中,微纳加工技术也可以用于制造测试芯片和测试工具,提高测试的精度和效率。

2. 光学领域微纳加工技术在光学器件的制造和应用中也有着广泛的应用。

例如,在衍射光栅的制造中,采用微纳加工技术可以制造出大面积的高精度衍射光栅,从而实现高分辨率和高光谱分辨率的光学传感器。

在光波导的制造中,利用微纳加工技术可以制造出高密度、高精度和多层次的光波导,从而实现复杂的光学功能和系统集成。

微纳加工技术综述

微纳加工技术综述

微纳加工技术综述微纳加工技术是一种制造微米和纳米级尺寸器件和结构的技术,它在许多领域具有广泛的应用,包括电子、光电子、生物医学、材料科学等。

本文将综述微纳加工技术的发展和应用,以及相关的制造方法和工艺。

微纳加工技术的发展微纳加工技术的发展可以追溯到上世纪70年代,当时主要应用于集成电路制造。

随着技术的发展,微纳加工技术不断演化和改进,逐渐应用于更广泛的领域。

目前,微纳加工技术已经成为实现微米和纳米级尺寸结构的主要方法之一。

微纳加工技术的分类微纳加工技术主要包括几种常见的制造方法,如光刻、离子束刻蚀、电子束微细加工和微影技术等。

这些方法可以根据工艺原理和设备类型进行分类。

光刻技术光刻技术是一种利用光敏感物质和光源进行模板制造的方法。

它通常包括光刻胶涂布、曝光、显像和腐蚀等步骤。

光刻技术广泛应用于半导体制造和微机电系统领域。

离子束刻蚀技术离子束刻蚀技术利用高能粒子束对材料进行加工,可以精确控制加工深度和形状。

它具有高分辨率、高精度和高加工速度的特点,被广泛应用于光学元件制造和纳米结构加工等领域。

电子束微细加工技术电子束微细加工技术是利用电子束对材料进行加工的方法。

它可以实现亚微米级的精度和分辨率,广泛应用于纳米结构制备和光电子器件制造等领域。

微影技术微影技术是一种利用光敏感材料进行模板制造的方法。

它包括热熔法、微球成型法和模板法等多种方法。

微影技术广泛应用于纳米结构制备和生物医学领域。

微纳加工技术的应用微纳加工技术在许多领域都有广泛的应用,下面将介绍一些主要的应用领域。

电子领域在电子器件领域,微纳加工技术用于制造半导体器件、集成电路、微电子机械系统等。

通过微纳加工技术,可以制造出更小、更快、更高性能的电子器件。

光电子领域在光电子器件领域,微纳加工技术用于制备光学元件、光纤、激光器等。

通过微纳加工技术,可以实现光学器件的微米级加工和微结构的制备。

生物医学领域在生物医学领域,微纳加工技术用于制造生物芯片、生物传感器、生物显微镜等。

微纳加工技术培训资料

微纳加工技术培训资料
• 材料合成是研究新材料的制备和合成的化学分支,它涉及到无机、有机和高分 子材料等的合成和制备技术。在微纳加工技术中,材料合成有助于探索新的纳 米材料和加工技术,提高产品质量和降低生产成本。
微纳加工技术的工艺流程
光刻是微纳加工技术中的关键步骤之一,它利用光刻 胶作为掩模,通过曝光和显影等步骤将设计好的图形 转移到衬底上。光刻的分辨率和精度直接决定了加工 出来的微纳结构的尺寸和形状。
高精度、高集成度、高效率、低 成本等。
微纳加工技术的应用领域
半导体制造
微纳加工技术在半导体 制造领域应用广泛,如 集成电路、微电子机械
系统等。
生物医疗
在生物医疗领域,微纳 加工技术可用于制造微 型医疗器械、生物芯片
等。
航空航天
在航空航天领域,微纳 加工技术可用于制造微 型卫星、微型传感器等。
新能源
光电子器件的制造
光电子器件是光通信、光传感 等领域的重要元件,其制造需 要高精度、高稳定性的加工技 术。
微纳加工技术可以用于制造各 种光电子器件,如激光器、光 探测器、光调制器等。
微纳加工技术在光电子器件制 造中的应用,可以提高器件的 性能和稳定性,促进光电子技 术的发展。
纳米机器人的设计与制造
在新能源领域,微纳加 工技术可用于制造微型 太阳能电池、微型燃料
电池等。
微纳加工技术的发展趋势
纳米级制造
3D打印技术
随着科技的发展,微纳加工技术正向着纳 米级别发展,制造更小尺寸的器件和系统 。
3D打印技术与微纳加工技术结合,可以实 现更复杂结构的制造。
智能制造
跨学科应用
智能制造是未来制造业的发展方向,微纳 加工技术将与智能制造技术相结合,实现 高效、高精度的制造。

微纳加工技术研究及其应用

微纳加工技术研究及其应用

微纳加工技术研究及其应用随着科学技术的不断发展,微纳加工技术的应用越来越广泛,已经成为当今科学技术领域的热门研究方向之一。

微纳加工技术是一种通过控制微纳米级别尺寸的物质、能量或空间的加工技术,它可以制造出微纳米级别的材料和器件,这些材料和器件可以应用于许多领域,如生物医学、电子工程、光学、机械制造等。

接下来,本文将对微纳加工技术的研究和应用进行探讨。

一、微纳加工技术研究微纳加工技术是一种既复杂又精密的技术,需要涉及多个学科和领域才能完善。

目前,其研究范围主要包括微型电子机械系统(MEMS)、纳米加工、光学加工、微加工等。

1.微型电子机械系统(MEMS)MEMS是一种新型的微纳机械特制品,它由微型传感器、微型执行器以及微处理器组成,其结构尺寸在微米到毫米级别之间。

在MEMS制备过程中,需要采用光刻技术、薄膜沉积技术、等离子体刻蚀技术等多种技术手段。

现代MEMS技术的应用领域非常广泛,包括加速度传感器、气压传感器、温度传感器等。

2.纳米加工纳米加工是指制造精度达到纳米级别的微型零部件或器件的生产工艺。

在纳米加工的过程中,主要使用电子束光刻、扫描探针显微镜、原子力显微镜等方式,其主要应用领域包括生物医学、材料科学、光学信息技术等。

3.光学加工光学加工是利用激光技术实现对材料进行光学加工的加工技术,其由于具备非接触、高速、高精度等特点已经成为当今微加工技术的热门领域。

在光学加工中,常用激光器进行光滑的割离、打孔和刻画等工作。

现代光学加工技术的应用领域非常广泛,包括航空航天、高速列车制造领域以及医学制造业等。

4.微加工微加工是指使用精密机械设备对材料进行加工的加工技术,其应用于制造各种微型零件和微型器件。

在微加工过程中,需要采用微细钻床、微细铣床、等离子体刻蚀技术等多种技术手段。

二、微纳加工技术的应用随着微纳加工技术的不断成熟和发展,其应用范围已经越来越广泛,并且已经在许多领域得到了广泛的应用。

下面我们将就这些领域进行更具体的分析。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

2.3.5结论
• (1)中国微纳米技术的发展己步入了一个健康的轨道,已 经从“能看不能动,能动不能用”,走向实用化与产业化。 • (2)迎合21世纪科学技术发展的主流,信息MEMS(NEMS)和 生物)得到了优先发展;MIMU和传感技术在巩固国防中发 挥了作用。
• (3)微纳米器件的制造工艺瓶颈问题有所缓解,但仍有待 加强,微系统设计与工艺软件仍被国外所占据。有待开发 中国自己的软件。
• 自停止腐蚀技术

各向异性湿法腐蚀常用于硅片的背腔腐蚀,以制备具有 薄膜结构的MEMS器件。制备薄膜最简单的方法是控制各 向异性腐蚀的时间,这种方法不需要额外的工艺步骤和设 备,比较容易实现,但薄膜的厚度和均匀性很难精确控制 ,而且腐蚀过程中还要不断的监控腐蚀速率的变化,这种 方法只能用于对精度要求不高的器件。精确的控制薄膜厚 度和均匀性需要采用自停止腐蚀技术。所谓自停止腐蚀技 术是指薄膜的厚度由其他工艺步骤控制,如掺杂、外延等 ,腐蚀演进面达到薄膜材料时即自行停止腐蚀的过程。
半导体蚀刻加工
• 光刻加工
• 半导体蚀刻加工是利用光致抗蚀剂的光化学反应特点,在 紫外线照射下,将照相制版(掩膜版)上的图形精确的印 制在有光致抗蚀剂的工作表面,在利用光致抗蚀剂的耐腐 蚀特性,对工作表面进行腐蚀,从而获得极为复杂的精确 图形,半导体光刻加工是半导体工业极为主要的一项加工 技术。
x射线刻蚀电铸模法
• 与电子束的区别: 电子束——动能转化为热能 离子束——微观的机械撞击能
电化学加工原理
CuCl2水溶液中 插入两个铜片 加上10V直流电 导线和溶液中 有电流流过 在金属和溶液之间 必定存在 交换电子的反应 电化学反应
阳极
i
e
e
i
阴极
Cu
阳极 溶解
Cl OH -
Cu2+ H+
Cu
阴极 沉积
电化学加工的分类
2.3.4微纳特种加工
特种加工的本质特点: (1) 主要依靠能量:电、化学、光、声、热, 次要依靠:机械能; (2) 对工具要求:可以切削硬度很高的工件,甚至可以没 有工具; (3) 不存在显著的机械切削力。 特种加工的种类: 电火花、电化学、超声、激光、电子束、离子束、快速成 形、等离子体、化学、磨料流、水射流、微弧氧化等。
传统纳米加工的种类: 基于SPM的纳米加工(STM、AFM)、自组装纳米制造、 LIGA纳米制造等。 注:SPM——扫描探针显微镜、STM——扫描隧道显微镜、 AFM——原子力显微镜 特种纳米加工的种类: 电子束、离子束、电化学
电子束加工原理
原理: ↓ —— 真空条 件下,聚焦能量密度极高 的电子束, ↓ —— 极高的 速度冲击到工件表面极小 的面积上, ↓ —— 在极短 的时间内,能量的大部分 转变为热能, ↓ 被冲击部分的工件材料熔 化和气化,被真空系统抽 走。
• (4)微纳米技术研究中,有关基本理论的研究明显滞后, 多物理场跨尺度耦合问题的研究仍是一个难点,微纳尺度 下尺寸效应的机理性揭示还远远不够。 • (5)微纳米技术和生物医学技术的结合是一个重要方向, 开发新型的高灵敏度生化微纳传感器成为未来的研究热点。
• 为了克服光刻法制作的零件厚度过薄的不足,我们研制了 x射线刻蚀电铸模法。其主要工艺有以下三个工序: • 1)把从同步加速器放射出的具有短波长和很高平行线的x射线作为曝光光源,在最大厚度达500um的光致刻蚀剂上生 成曝光图形的三维实体。 • 2)用曝光刻蚀的图形实体做电铸的模具,生成铸型。 • 3)以生成的铸型作为注射成型的模具,即能加工出所需 的微型零件。
• 是将硅片浸没于某种化学溶剂中,该溶剂与暴露的区域发 生反应,形成可溶解的副产品。湿法腐蚀的速率一般比较 快,一般可达到每分钟几微米甚至几十微米,所需的设备 简单,容易实现。 • 硅的湿法刻蚀是先将材料氧化,然后通过化学反应使一种 或多种氧化物溶解。在同一刻蚀液中,由于混有各种试剂 ,所以上述两个过程是同时进行的。这种氧化化学反应要 求有阳极和阴极,而刻蚀过程没有外加电压,所以半导体 表面上的点便作为随机分布的局域化阳极和阴极。由于局
电子束加工的特点
1. 束径微小: 可达0.1µm,最小直径部分长度可达直径的几十倍; 2. 能量密度很高:功率密度达109W/cm2,材料瞬时蒸发去除 3. 可加工材料范围广: 去除材料靠瞬时蒸发,非接触式加工,骤冷骤热,热影响 小。 对脆性、韧性、导体、非导体、半导体都可以加工; 4. 加工效率高 能量密度高; 5. 控制性能好:磁、电场控制强度、位置、聚焦。便于自动 化; 6. 加工温度容易控制:电压电流功率密度温度, 可高能电子束热加工,也可低能电子束化学加工(冷加工) 7. 污染小:在真空条件下工作,对工件污染小,不会氧化; 8. 缺点:需专用设备和真空系统,价格较贵。
• 域化电解电池作用,半导 体表面发生了氧化反应并 引起相当大的腐蚀电流(有 报导超过100A/cm2). 每一 个局域化区在一段时间内 既起阳极又起阴极作用。 如果起阳极和起阴极作用 的时间大致相等,就会形 成均匀刻蚀,反之,若两 者的时间相差很大,则出 现选择性腐蚀 • 根据腐蚀效果可以将湿法 腐蚀分为各向同性腐蚀和 各向异性腐蚀。
离子束加工
原理:离子源产生的离子束 ↓ —— 真空条件下,利用电场和 磁场加速聚焦 撞击到工件表面 ↓ —— 高速运动的离子的动能 将工件表面的原子撞击出来 物理基础: 撞击效应:离子斜射到工件材料表面将表面原子撞击出 来; 溅射效应:离子斜射到靶材表面将靶材表面原子撞击出 来 溅射到附近的工件上; 注入效应:离子能量足够大并垂直工件表面撞击钻进工 件表面。
• 干法刻蚀
• 是利用反应性气体或离子流进行腐蚀的方法。干法刻蚀既 可以刻蚀非金属材料,也可以刻蚀多种金属;既可以各向 同性刻蚀,也可以各向异性刻蚀。干法刻蚀按原理来分可 分为:离子刻蚀技术,包括溅射刻蚀和离子束刻蚀,其腐 蚀机理是物理溅射;等离子体刻蚀技术,在衬底表面产生 纯化学反应腐蚀;反应离子刻蚀技术,它是化学反应和物 理溅射效应的综合。
先进制造技术
2.3 微纳加工技术
主讲人 0802110324 谷风康 0802110325 龙佳 2012年12月27日
微镊子
微镜阵列
微马达
微继电器
微铰链
2.3.1 微纳加工技术概述
• 前面我们有讲到精密和超精密加工,主要指表面的加工, 是对平面、规则曲面与自由曲面的光整加工技术。而这节 我们要讲到的微纳加工主要是指在很小或很薄的工件上进 行小孔、微孔、微槽、微复杂表面的加工。例如对半导体 表面进行磨削、研磨和抛光属超精密加工,而在其上刻制 超大规模集成电路,则属于微纳加工技术。 • 微纳加工技术往往牵涉材料的原子级尺度。 • 纳米技术是指有关纳米级(0.1-100nm)的材料、设计、 制造、测量、控制和产品的技术。 • 纳米技术是科技发展的一个新兴领域,它不仅仅是关于如 何将加工和测量精度从微米级提高到纳米级的问题,也是 关于人类对自然的认识和改造如何从宏观领域进入到微观 领域。
2.3.2微纳加工技术分类
微纳加工技术是由微电子技术、传统机械加工、非传统加 工技术或特种加工技术衍生而来的,按其衍生源的不同, 可将微纳加工分为:由硅平面技术衍生的微纳加工 ——微蚀刻加工和由特种加工技术衍生的微纳特种加工。 由特种加工技术衍生的微纳加工——微纳特种加工。
2.3.3微蚀刻加工
• 湿法刻蚀
按其作用原理分三大类: 1. 利用电化学阳极溶解来进行加工, 如电解加工、电解抛光; 2. 利用电化学阴极沉积、涂覆进行加工, 如电镀、电铸、涂镀;
3. 利用电化学与其它加工方法相结合的电化学复合加工, 电解磨削、电解研磨、电解电火花复合加工等。
其他微纳加工技术
• 目前用于UMEs制备的微电子工业中的微纳加工技术还包 括:体材料微纳加工技术和聚焦离子束(focused ion. beam,FIB)切割技术。体材料微纳加工技术主要为体硅微 纳加工技术。体硅微纳加工技术是指去除相当大量的硅衬 底以形成的三维立体微结构,它采用了表面微纳加工技术 的某些工艺过程,主要通过光刻掩膜技术、硅刻蚀自终止 技术和硅刻蚀技术来加工三维硅微结构。FIB加工技术是 聚焦离子束斑到亚微米或纳米级,同时通过偏转系统对聚 焦离子束进行控制,在加工过程中,采用聚焦离子束可以 进行微纳结构的切割。切割的定位精度可以小于10 nm, 切割后表面的光洁度高。除上述微电子工业中的微纳加工 技术外,还可以采用下述微加工技术进行UMEs阵列的制备 ,包括丝网印刷技术-I ;在纳米多孑L模板上的电极材料 的生长技术 J。在单UMEs的制备中还可以采用电沉积聚合 物工艺和光照固化聚合物工艺 进行绝缘材料的制备。
相关文档
最新文档