基于光刻工藝的微納加工技術(shù)主要包含以下過程:掩模(mask)制備、圖形形成及轉(zhuǎn)移(涂膠,、曝光、顯影),、薄膜沉積,、刻蝕、外延生長,、氧化和摻雜等,。在基片表面涂覆一層某種光敏介質(zhì)的薄膜(抗蝕膠),曝光系統(tǒng)把掩模板的圖形投射在(抗蝕膠)薄膜上,,光(光子)的曝光過程是通過光化學(xué)作用使抗蝕膠發(fā)生光化學(xué)作用,,形成微細圖形的潛像,,再通過顯影過程使剩余的抗蝕膠層轉(zhuǎn)變成具有微細圖形的窗口,后續(xù)基于抗蝕膠圖案進行鍍膜,、刻蝕等可進一步制作所需微納結(jié)構(gòu)或器件,。我造技術(shù)的研究從其誕生之初就一直牢據(jù)行國的微納制造技術(shù)的研究與世界先進水平業(yè)的杰出位置。北京光電器件微納加工平臺
微納加工技術(shù)指尺度為亞毫米,、微米和納米量級元件以及由這些元件構(gòu)成的部件或系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計,、加工、組裝,、系統(tǒng)集成與應(yīng)用技術(shù),。微納加工按技術(shù)分類,主要分為平面工藝,、探針工藝,、模型工藝。主要介紹微納加工的平面工藝,,平面工藝主要可分為薄膜工藝,、圖形化工藝(光刻)、刻蝕工藝,。光刻是微納加工技術(shù)中較關(guān)鍵的工藝步驟,,光刻的工藝水平?jīng)Q定產(chǎn)品的制程水平和性能水平。光刻的原理是在基底表面覆蓋一層具有高度光敏感性光刻膠,,再用光線(一般是紫外光,、深紫外光、極紫外光)透過光刻板照射在基底表面,,被光線照射到的光刻膠會發(fā)生反應(yīng),。此后用顯影液洗去被照射/未被照射的光刻膠,就實現(xiàn)了圖形從光刻板到基底的轉(zhuǎn)移,。深圳光電器件微納加工公司微納加工設(shè)備主要有:光刻,、刻蝕、成膜,、離子注入,、晶圓鍵合等。
ICP(感應(yīng)耦合等離子)刻蝕GaN是物料濺射和化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合的復(fù)雜過程,??涛gGaN主要使用到氯氣和三氯化硼,刻蝕過程中材料表面表面的Ga-N鍵在離子轟擊下破裂,,此為物理濺射,,產(chǎn)生活性的Ga和N原子,氮原子相互結(jié)合容易析出氮氣,,Ga原子和Cl離子生成容易揮發(fā)的GaCl2或者GaCl3,。光刻(Photolithography)是一種圖形轉(zhuǎn)移的方法,在微納加工當(dāng)中不可或缺的技術(shù),。光刻是一個比較大的概念,,其實它是有多步工序所組成的。1.清洗:清洗襯底表面的有機物,。2.旋涂:將光刻膠旋涂在襯底表面,。3.曝光。將光刻版與襯底對準,,在紫外光下曝光一定的時間,。4.顯影:將曝光后的襯底在顯影液下顯影一定的時間,受過紫外線曝光的地方會溶解在顯影液當(dāng)中,。5.后烘,。將顯影后的襯底放置熱板上后烘,以增強光刻膠與襯底之前的粘附力,。
微納制造包括微制造和納制造兩個方面,。(1)微制造有兩種不同的微制造工藝方式,一種是基于半導(dǎo)體制造工藝的光刻技術(shù),、LIGA技術(shù),、鍵合技術(shù)、封裝技術(shù)等,,這些工藝技術(shù)方法較為成熟,,但普遍存在加工材料單一、加工設(shè)備昂貴等問題,,且只能加工結(jié)構(gòu)簡單的二維或準三維微機械零件,,無法進行復(fù)雜的三維微機械零件的加工;另一種是機械微加工,,是指采用機械加工,、特種加工及其他成形技術(shù)等傳統(tǒng)加工技術(shù)形成的微加工技術(shù),可進行三維復(fù)雜曲面零件的加工,,加工材料不受限制,,包括微細磨削、微細車削,、微細銑削,、微細鉆削、微沖壓,、微成形等,。(2)納制造納制造是指具有特定功能的納米尺度的結(jié)構(gòu)、器件和系統(tǒng)的制造技術(shù),,包括納米壓印技術(shù),、刻劃技術(shù),、原子操縱技術(shù)等。高精度的微細結(jié)構(gòu)通過控制聚焦電子束(光束)移動書寫圖案進行曝光,。
微納制造技術(shù)是指尺度為毫米,、微米和納米量級的零件,以及由這些零件構(gòu)成的部件或系統(tǒng)的設(shè)計,、加工,、組裝、集成與應(yīng)用技術(shù),。傳統(tǒng)“宏”機械制造技術(shù)已不能滿足這些“微”機械和“微”系統(tǒng)的高精度制造和裝配加工要求,,必須研究和應(yīng)用微納制造的技術(shù)與方法。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)。不同的表面微納結(jié)構(gòu)可以呈現(xiàn)出相應(yīng)的功能,,隨著科技的發(fā)展,,不同功能的微納結(jié)構(gòu)及器件將會得到更多的應(yīng)用。目前表面功能微納結(jié)構(gòu)及器件,,諸如超材料,、超表面等充滿“神奇”力量的結(jié)構(gòu)或器件,的發(fā)展仍受到微納加工技術(shù)的限制,。因此,,研究功能微納結(jié)構(gòu)及器件需要從微納結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)方面進行普遍深入的研究,提高微納加工技術(shù)的加工能力和效率是未來微納結(jié)構(gòu)及器件研究的重點方向,。高精度的微細結(jié)構(gòu)具有比較高的曝光精度,,但這兩種方法制作效率極低。珠海真空鍍膜微納加工工藝
微機電系統(tǒng),、微光電系統(tǒng),、生物微機電系統(tǒng)等是微納米技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。北京光電器件微納加工平臺
基于掩模板圖形傳遞的光刻工藝可制作宏觀尺寸的微細結(jié)構(gòu),,受光學(xué)衍射的極限,,*適用于微米以上尺度的微細結(jié)構(gòu)制作,部分優(yōu)化的光刻工藝可能具有亞微米的加工能力,。例如,,接觸式光刻的分辨率可能到達0.5μm,采用深紫外曝光光源可能實現(xiàn)0.1μm,。但利用這種光刻技術(shù)實現(xiàn)宏觀面積的納米/亞微米圖形結(jié)構(gòu)的制作是可欲而不可求的,。近年來,國內(nèi)外比較多學(xué)者相繼提出了超衍射極限光刻技術(shù),、周期減小光刻技術(shù)等,,力求通過曝光光刻技術(shù)實現(xiàn)大面積的亞微米結(jié)構(gòu)制作,,但這類新型的光刻技術(shù)尚處于實驗室研究階段。北京光電器件微納加工平臺