電子束的能量越高,,束斑的直徑就越小,,比如10keV的電子束斑直徑為4nm,20keV時就減小到2nm,。電子束的掃描步長由束斑直徑所限制,。步長過大,不能實現(xiàn)緊密地平面束掃描;步長過小,,電子束掃描區(qū)域會受到過多的電子散射作用,。電子束流劑量由電子束電流強度和駐留時間所決定。電子束流劑量過小,,抗蝕劑不能完全感光;電子束流劑量過大,,圖形邊緣的抗蝕劑會受到過多的電子散射作用。由于高能量的電子波長要比光波長短成百上千倍,,因此限制分辨率的不是電子的衍射,,而是各種電子像散和電子在抗蝕劑中的散射。電子散射會使圖形邊緣內(nèi)側(cè)的電子能量和劑量降低,,產(chǎn)生內(nèi)鄰近效應;同時散射的電子會使圖形邊緣外側(cè)的抗蝕劑感光,,產(chǎn)生外鄰近效應。內(nèi)鄰近效應使垂直的圖形拐角圓弧化,,而外鄰近效應使相鄰的圖形邊緣趨近和模糊,。微納制造的加工材料多種多樣,。惠州高精度微納加工
微納加工-薄膜沉積與摻雜工藝,。在微納加工過程中,,薄膜的形成方法主要為物理沉積、化學沉積和混合方法沉積,。蒸發(fā)沉積(熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā))和濺射沉積是典型的物理方法,,主要用于沉積金屬單質(zhì)薄膜,、合金薄膜、化合物等,。熱蒸發(fā)是在高真空下,,利用電阻加熱至材料的熔化溫度,使其蒸發(fā)至基底表面形成薄膜,,而電子束蒸發(fā)為使用電子束加熱,;磁控濺射在高真空,在電場的作用下,,Ar氣被電離為Ar離子高能量轟擊靶材,,使靶材發(fā)生濺射并沉積于基底;磁控濺射方法沉積的薄膜純度高,、致密性好,,熱蒸發(fā)主要用于沉積低熔點金屬薄膜或者厚膜;化學氣相沉積(CVD)是典型的化學方法而等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)是物理與化學相結(jié)合的混合方法,,CVD和PECVD用于生長氮化硅,、氧化硅等介質(zhì)膜。真空蒸鍍,,簡稱蒸鍍,,是指在真空條件下,采用一定的加熱蒸發(fā)方式蒸發(fā)鍍膜材料(或稱膜料)并使之氣化,,粒子飛至基片表面凝聚成膜的工藝方法,。蒸鍍是使用較早、用途較廣的氣相沉積技術(shù),,具有成膜方法簡單,、薄膜純度和致密性高、膜結(jié)構(gòu)和性能獨特等優(yōu)點,。 宿遷微納加工工藝流程微納制造技術(shù)是微傳感器,、微執(zhí)行器、微結(jié)構(gòu)和功能微納系統(tǒng)制造的基本手段和重要基礎(chǔ),。
微納加工工藝基本分為表面加工體加工兩大塊,,基本流程如下:表面加工基本流程如下:首先:沉積系繩層材料,;第二步:光刻定義系繩層圖形;第三步:刻蝕完成系繩層圖形轉(zhuǎn)移,;第四步:沉積結(jié)構(gòu)材料,;第五步:光刻定義結(jié)構(gòu)層圖形;第六步:刻蝕完成結(jié)構(gòu)層圖形轉(zhuǎn)移,;第七步:釋放去除系繩層,,保留結(jié)構(gòu)層,完成微結(jié)構(gòu)制作,;體加工基本流程如下:首先:沉積保護層材料,;第二步:光刻定義保護圖形;第三步:刻蝕完成保護層圖形轉(zhuǎn)移,;第四步:腐蝕硅襯底,,在制作三維立體腔結(jié)構(gòu);第五步:去除保護層材料,。
高精度的微細結(jié)構(gòu)可以通過電子束直寫或激光直寫制作,,這類光刻技術(shù),像“寫字”一樣,,通過控制聚焦電子束(光束)移動書寫圖案進行曝光,,具有很高的曝光精度,但這兩種方法制作效率極低,,尤其在大面積制作方面捉襟見肘,,目前直寫光刻技術(shù)適用于小面積的微納結(jié)構(gòu)制作。近年來,,三維浮雕微納結(jié)構(gòu)的需求越來越大,,如閃耀光柵、菲涅爾透鏡,、多臺階微光學元件等,。據(jù)悉,蘋果公司新上市的手機產(chǎn)品中人臉識別模塊就采用了多臺階微光學元件,,以及當下如火如荼的無人駕駛技術(shù)中激光雷達光學系統(tǒng)也用到了復雜的微光學元件,。這類精密的微納結(jié)構(gòu)光學元件需采用灰度光刻技術(shù)進行制作。直寫技術(shù),,通過在光束移動過程中進行相應的曝光能量調(diào)節(jié),,可以實現(xiàn)良好的灰度光刻能力。微納檢測主要是表征檢測:原子力顯微鏡,、掃描電鏡,、掃聲波掃描顯微鏡、白光干涉儀,、臺階儀等,。
當前納米制造技術(shù)在環(huán)境友好方面有望大展身手的一些領(lǐng)域:1,、照明:對于傳統(tǒng)的白熾光源來說,LEDs是一種高效能的替代,,納米技術(shù)可用來開發(fā)更多新的光源,。2、發(fā)動機/燃料效率:采用納米顆粒燃料添加劑能夠減少柴油機的能耗并改善局部空氣質(zhì)量,。微納材料也用來改善飛機渦輪葉片的熱阻性能,,使得發(fā)動機可以在更高的溫度下繼續(xù)運轉(zhuǎn),進而提高整個發(fā)動機的效率,。3,、減重:新型較強度復合材料能夠減輕材料的重量。未來的目標包括:在金屬合金和塑料中摻雜納米管來減少飛機的重量,;改進橡膠配方中摻雜入輪胎的納米顆粒;利用通過納米技術(shù)制得的汽車等的催化式排氣凈化器優(yōu)化車內(nèi)燃料的燃燒過程,。微納檢測主要是表征檢測:原子力顯微鏡,、掃描電鏡、掃描顯微鏡,、XRD,、臺階儀等。安徽量子微納加工
在微納加工過程中,,薄膜的形成方法主要為物理沉積,、化學沉積和混合方法沉積?;葜莞呔任⒓{加工
微納制造可以應用在什么哪些領(lǐng)域,?微納制造作為國家新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大關(guān)鍵技術(shù)之一,對國家裝備實力和國民經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展起到重要作用,。微納制造技術(shù)的進步,,推動著三大前沿科技的發(fā)展:生物技術(shù)、信息技術(shù),、納米技術(shù),。由于微納制造技術(shù)產(chǎn)品有體積小、集成度高,、重量輕,、智能化程度高等諸多優(yōu)點,在信息科學,、生物醫(yī)療,、航空航天等領(lǐng)域廣的應用。微納加工技術(shù)是先進制造的重要組成部分,,是衡量國家高質(zhì)量的制造業(yè)水平的標志之一,,具有多學科交叉性和制造要素極端性的特點,,在推動科技進步、促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展,、拉動科技進步,、保障**安全等方面都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。微納加工技術(shù)的基本手段包括微納加工方法與材料科學方法兩種,。很顯然,,微納加工技術(shù)與微電子工藝技術(shù)有密切關(guān)系?;葜莞呔任⒓{加工