微纳制造技术一般是指微米、纳米级的材料、设计、制造、测量控制和产品的研发、加工、制造以及应用技术。微纳制造技术是继IT、生物技术之后,21世纪较具发展潜力的研究领域和新兴产业之一。微纳制造技术较早是由加工精度研究的角度延伸出来的。伴随着科技进步和制造业的快速发展,人们对加工精度的要求越来越高,传统加工方式的加工精度越来越难以满足诸多领域的应用和研究需求。这一需求促使人们投入到更高精度加工技术的研发上。从较初的毫米级(10-3m)到微米级(10-6m)和纳米级(10-9m),人类的制造水平逐步由宏观尺度向微观尺度迈进,“微纳制造技术”的概念也应运而生。微纳加工技术的特点:多样化。山东光电器件微纳加工工艺
获得或保持率先竞争对手的优势将维持强劲的经济、提供动力以满足社会需求,而微纳制造技术能力正在成为这其中的关键使能因素。微纳制造技术可以帮助企业、产业形成竞争优势。得益于私营部门和公共部门之间的合作,它们的快速发展提升了许多不同应用领域的欧洲公司的市场份额,促进了协作研究。需要强调的,产业界和学术界的合作在增加公司的市场实力上发挥了重要作用;这种合作使得那些阻碍创新、新技术与高水平的教育需求等进展的问题的解决变得更为容易。中山光电器件微纳加工平台微纳制造技术是由零件构成的部件或系统的设计、加工、组装、集成与应用技术。
掩模板是根据放大了的原图制备的带有透明窗口的模板。例如,可以用平整的玻璃板,涂覆上金属铬薄膜,通过类似照相制版的方法制备而成。具有微纳图形结构的掩模板通常使用电子束光刻机直接制备,其制作过程就是典型的光刻工艺过程,包括金属各层沉积、涂胶、电子束光刻、显影、铬层腐蚀及去胶等过程。由于模板像素超多,用扫描式光刻机制作掩模板的速度相当慢,造价十分昂贵。曝光光刻是图形形成的中心工艺过程,可分为正胶工艺和负胶工艺,采用相同掩模板制作时,二者可获得互补的图形结构。另外,按照不同工作距离可分为接近式曝光、近贴式曝光(接触曝光)和投射式光学曝光;按照曝光系统的工作光源又可分为紫外线曝光、X射线与及紫外线曝光、电子束与离子束曝光。此外,微纳印刷技术(,如纳米压印技术,在纳米结构及器件制作中也得到了良好的发展,其高效的图形复制特点使之在工业界极具吸引力。卷对卷滚轴压印技术已经被产线普遍采用。
基于光刻工艺的微纳加工技术主要包含以下过程:掩模(mask)制备、图形形成及转移(涂胶、曝光、显影)、薄膜沉积、刻蚀、外延生长、氧化和掺杂等。在基片表面涂覆一层某种光敏介质的薄膜(抗蚀胶),曝光系统把掩模板的图形投射在(抗蚀胶)薄膜上,光(光子)的曝光过程是通过光化学作用使抗蚀胶发生光化学作用,形成微细图形的潜像,再通过显影过程使剩余的抗蚀胶层转变成具有微细图形的窗口,后续基于抗蚀胶图案进行镀膜、刻蚀等可进一步制作所需微纳结构或器件。在微纳加工过程中,蒸发沉积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。
微纳制造包括微制造和纳制造两个方面。(1)微制造有两种不同的微制造工艺方式,一种是基于半导体制造工艺的光刻技术、LIGA技术、键合技术、封装技术等,这些工艺技术方法较为成熟,但普遍存在加工材料单一、加工设备昂贵等问题,且只能加工结构简单的二维或准三维微机械零件,无法进行复杂的三维微机械零件的加工;另一种是机械微加工,是指采用机械加工、特种加工及其他成形技术等传统加工技术形成的微加工技术,可进行三维复杂曲面零件的加工,加工材料不受限制,包括微细磨削、微细车削、微细铣削、微细钻削、微冲压、微成形等。(2)纳制造纳制造是指具有特定功能的纳米尺度的结构、器件和系统的制造技术,包括纳米压印技术、刻划技术、原子操纵技术等。微纳加工平台主要提供微纳加工技术工艺。湖北光电器件微纳加工价格
微纳加工包括光刻、磁控溅射、电子束蒸镀、湿法腐蚀、干法腐蚀、表面形貌测量等。山东光电器件微纳加工工艺
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。山东光电器件微纳加工工艺
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