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邢臺微納加工

來源: 發(fā)布時間:2022-09-09

    微納加工大致可以分為“自上而下”和“自下而上”兩類。“自上而下”是從宏觀對象出發(fā),以光刻工藝為基礎(chǔ),對材料或原料進行加工,小結(jié)果尺寸和精度通常由光刻或刻蝕環(huán)節(jié)的分辨力決定。“自下而上”技術(shù)則是從微觀世界出發(fā),通過控制原子、分子和其他納米對象的相互作用力將各種單元構(gòu)建在一起,形成微納結(jié)構(gòu)與器件。廣東省科學院半導體研究所微納加工平臺,面向半導體光電子器件、功率電子器件、MEMS、生物芯片等前沿領(lǐng)域,致力于打造的公益性、開放性、支撐性樞紐中心。平臺擁有半導體制備工藝所需的整套儀器設(shè)備,建立了一條實驗室研發(fā)線和一條中試線,加工尺寸覆蓋2-6英寸(部分8英寸),同時形成了一支與硬件有機結(jié)合的專業(yè)人才隊伍。平臺當前緊抓技術(shù)創(chuàng)新和公共服務,面向國內(nèi)外高校、科研院所以及企業(yè)提供開放共享,為技術(shù)咨詢、創(chuàng)新研發(fā)、技術(shù)驗證以及產(chǎn)品中試提供技術(shù)支持。 微納加工技術(shù)指尺度為亞毫米、微米和納米量級元件系統(tǒng)集成與應用技術(shù)。邢臺微納加工

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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。半導體微納加工設(shè)備微納加工技術(shù)的特點:多樣化。

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    隨著電子束光刻技術(shù)和電感耦合等離子體(ICP)刻蝕技術(shù)的出現(xiàn),平面微納加工工藝正在推動以單電子器件與自旋電子器件為代標的新一代納米電子學的發(fā)展.當微納加工技術(shù)應用到光電子領(lǐng)域,就形成了新興的納米光電子技術(shù),主要研究納米結(jié)構(gòu)中光與電子相互作用及其能量互換的技術(shù).納米光電子技術(shù)在過去的十多年里,一方面,以低維結(jié)構(gòu)材料生長和能帶工程為基礎(chǔ)的納米制造技術(shù)有了長足的發(fā)展,包括分子束外延(MBE)、金屬有機化學氣相淀積(MOCVD)和化學束外延(CBE),使得在晶片表面外延生長方向(直方向)的外延層精度控制到單個原子層,從而獲得了具有量子尺寸效應的半導體材料;另一方面,平面納米加工工藝實現(xiàn)了納米尺度的光刻和橫向刻蝕,使得人工橫向量子限制的量子線與量子點的制作成為可能.同時,光子晶體概念的出現(xiàn),使得納米平面加工工藝廣的地應用到光介質(zhì)材料折射率周期性的改變中。

    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)集成與應用技術(shù),涉及領(lǐng)域廣、多學科交叉融合,其主要的發(fā)展方向是微納器件與系統(tǒng)(MEMS和NEMS)。微納器件與系統(tǒng)是在集成電路制作上發(fā)展的系列技術(shù),研制微型傳感器、微型執(zhí)行器等器件和系統(tǒng),具有微型化、批量化、成本低的鮮明特點,對現(xiàn)活、生產(chǎn)產(chǎn)生了巨大的促進作用,并催生了一批新興產(chǎn)業(yè)。廣東省科學院半導體研究所微納加工平臺,面向半導體光電子器件、功率電子器件、MEMS、生物芯片等前沿領(lǐng)域,致力于打造的公益性、開放性、支撐性樞紐中心。平臺擁有半導體制備工藝所需的整套儀器設(shè)備,建立了一條實驗室研發(fā)線和一條中試線,加工尺寸覆蓋2-6英寸(部分8英寸),同時形成了一支與硬件有機結(jié)合的專業(yè)人才隊伍。平臺當前緊抓技術(shù)創(chuàng)新和公共服務,面向國內(nèi)外高校、科研院所以及企業(yè)提供開放共享,為技術(shù)咨詢、創(chuàng)新研發(fā)、技術(shù)驗證以及產(chǎn)品中試提供技術(shù)支持。 微納加工包括光刻、磁控濺射、電子束蒸鍍、濕法腐蝕、干法腐蝕、表面形貌測量等!

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       當微納加工技術(shù)應用到光電子領(lǐng)域,就形成了新興的納米光電子技術(shù),主要研究納米結(jié)構(gòu)中光與電子相互作用及其能量互換的技術(shù).納米光電子技術(shù)在過去的十多年里,一方面,以低維結(jié)構(gòu)材料生長和能帶工程為基礎(chǔ)的納米制造技術(shù)有了長足的發(fā)展,包括分子束外延(MBE)、金屬有機化學氣相淀積(MOCVD)和化學束外延(CBE),使得在晶片表面外延生長方向(直方向)的外延層精度控制到單個原子層,從而獲得了具有量子尺寸效應的半導體材料;另一方面,平面納米加工工藝實現(xiàn)了納米尺度的光刻和橫向刻蝕,使得人工橫向量子限制的量子線與量子點的制作成為可能.同時,光子晶體概念的出現(xiàn),使得納米平面加工工藝廣地應用到光介質(zhì)材料折射率周期性的改變中。未來幾年微納制造系統(tǒng)和平臺的發(fā)展前景包括的方面:智能的、可升級的和適應性強的微納制造系統(tǒng)。陽泉MENS微納加工

微納加工技術(shù)能突顯一個國家工業(yè)發(fā)展水平!邢臺微納加工

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)外很多學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。邢臺微納加工

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