微纳加工:干法刻蚀VS湿法刻蚀!刻蚀工艺:用化学或物理方法有选择性地从某一材料表面去除不需要那部分的过程,获得目标图形。在半导体制造中有两种基本的刻蚀工艺:干法刻蚀和湿法刻蚀。干法刻蚀的刻蚀剂是等离子体,是利用等离子体和表面薄膜反应,形成挥发性物质,或直接轰击薄膜表面使之被刻蚀的工艺。特点:能实现各向异性刻蚀,从而保证细小图形转移后的保真性。缺点:造价高。湿法刻蚀是通过化学刻蚀液和被刻蚀物质之间的化学反应将被刻蚀物质剥离下来的方法。大多数湿法刻蚀是不容易控制的各向同性刻蚀。特点:适应性强,表面均匀性好、对硅片损伤少,几乎适用于所有的金属、玻璃、塑料等材料。缺点:图形刻蚀保真想过不理想,刻蚀图形的小线难以掌控。 微纳制造的加工材料多种多样。荆州超快微纳加工
众所周知,微纳米技术是我国贯彻落实“中国制造2025”和“中国创新2030”的重要举措与中心技术需求,是促进制造业高级化、绿色化、智能化的重要基础。基于物体微米、纳米尺度独特的物理和化学特性,研制新材料、新工艺、新器件的微纳制造技术,已经成为战略性新兴产业中心技术,必将对21世纪的航空、航天、信息科学、生命科学和健康保健、汽车工业、仿生机器人、交通、家具生活等领域产生深远的影响。推进微纳制造技术产业化落地,探讨产业化路径,遴选优良产业化示范项目。荆州超快微纳加工湿法刻蚀较普遍、也是成本较低的刻蚀方法。
在微电子与光电子集成中,薄膜的形成方法主要有两大类,及沉积和外延生长。沉积技术分为物理沉积、化学沉积和混合方法沉积。蒸发沉积(热蒸发、电子束蒸发)和溅射沉积是典型的物理方法;化学气相沉积是典型的化学方法;等离子体增强化学气相沉积是物理与化学方法相结合的混合方法。薄膜沉积过程,通常生成的是非晶膜和多晶膜,沉积部位和晶态结构都是随机的,而没有固定的晶态结构。外延生长实质上是材料科学的薄膜加工方法,其含义是:在一个单晶的衬底上,定向地生长出与基底晶态结构相同或相似的晶态薄层。其他薄膜成膜方法,如电化学沉积、脉冲激光沉积法、溶胶凝胶法、自组装法等,也都普遍用于微纳制作工艺中。
溅射镀膜有两种方式:一种称为离子束溅射,指真空状态下用离子束轰击靶表面,使溅射出的粒子在基体表面成膜,该工艺较为昂贵,主要用于制取特殊的薄膜;另一种称为阴极溅射,主要利用低压气体放电现象,使处于等离子状态下的离子轰击靶面,溅射出的粒子沉积在基体上。它采用平行板电极结构,膜料物质做成的大面积靶为阴极,支持基体的基板为阳极,安装于钟罩式真空容器内。为减少污染,先将钟罩内的压强抽到小于10-3~10-4Pa,然后充入Ar气,使压强维持在1~10Pa。在两极之间加数千伏的电压进行溅射镀膜。与蒸发镀膜相比,溅射镀膜时靶材(膜料)无相变,化合物成分稳定,合金不易分馏,因此适合制备的膜材非常广。由于溅射沉积到衬底上的粒子能量比蒸发时的能量高50倍,它们对衬底有清洗和升温作用,所以形成的薄膜附着力大。特别是溅射镀膜容易控制膜的成分,通过直接溅射或者反应溅射,可以制备大面积均匀的各种合金膜、化合物膜、多层膜和复合膜。溅射镀膜易实现连续化、自动化作业和规模化生产。但是,由于溅射时要使用高电压和气体,所以装置比较复杂,薄膜易受溅射气氛的影响,薄膜沉积速率也较低。此外,溅射镀膜需要事先制备各种成分的靶,装卸靶不太方便。 微纳加工技术的特点多学科交叉。
在微纳加工过程中,薄膜的形成方法主要为物理沉积、化学沉积和混合方法沉积。蒸发沉积(热蒸发、电子束蒸发)和溅射沉积是典型的物理方法,主要用于沉积金属单质薄膜、合金薄膜、化合物等。热蒸发是在高真空下,利用电阻加热至材料的熔化温度,使其蒸发至基底表面形成薄膜,而电子束蒸发为使用电子束加热;磁控溅射在高真空,在电场的作用下,Ar气被电离为Ar离子高能量轰击靶材,使靶材发生溅射并沉积于基底;磁控溅射方法沉积的薄膜纯度高、致密性好,热蒸发主要用于沉积低熔点金属薄膜或者厚膜;化学气相沉积(CVD)是典型的化学方法而等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是物理与化学相结合的混合方法,CVD和PECVD主要用于生长氮化硅、氧化硅等介质膜。微纳加工技术的特点:微型化。荆州超快微纳加工
微纳加工平台,主要是两个方面:微纳加工、微纳检测。荆州超快微纳加工
微纳制造技术的发展,同样涉及到科研体系问题。严格意义上来说,科研分为三个领域,一个是基础研究领域,一个是工程化应用领域,一个是市场推广领域。在发达国家的科研机制中。几乎所有的基础研究领域都是由国家或机构直接或间接支持的。这种基础研究较看重的是对于国家、民生或**的长远意义.而不是短期内的投入与产出。因而致力于基础研究的机构或者人员。根本不用考虑研究的所谓“市场化”问题。而只是进行基础、理论的研究。另一方面。工程化应用领域由专门的机构或职能部门负责,这些部门从应用领域、生产领域、制造领域抽调**、学者及相关专业人员,对基础研究的市场应用前景进行分析,并提出可行性建议,末尾由市场或企业来进行工程化应用研究。末尾市场化推广的问题自然是企业来做了。中国的高校和研究机构,做纯理念和纯基础的并不多,中国大多是工程性项目研究。其理想模式为高校、研究所、企业三结合状态,各司其职,各负其责。微纳技术是继JT、生物之后。21世纪较具发展潜力的高新技术,是未来十年高增长的新兴产业。荆州超快微纳加工