湖北激光微纳加工

高精度的微细结构可以通过电子束直写或激光直写制作，这类光刻技术，像“写字”一样，通过控制聚焦电子束（光束）移动书写图案进行曝光，具有很高的曝光精度，但这两种方法制作效率极低，尤其在大面积制作方面捉襟见肘，目前直写光刻技术适用于小面积的微纳结构制作。近年来，三维浮雕微纳结构的需求越来越大，如闪耀光栅、菲涅尔透镜、多台阶微光学元件等。据悉，苹果公司新上市的手机产品中人脸识别模块就采用了多台阶微光学元件，以及当下如火如荼的无人驾驶技术中激光雷达光学系统也用到了复杂的微光学元件。这类精密的微纳结构光学元件需采用灰度光刻技术进行制作。直写技术，通过在光束移动过程中进行相应的曝光能量调节，可以实现良好的灰度光刻能力。微纳制造技术研发和应用标志着人类可以在微、纳米尺度认识和改造世界！湖北激光微纳加工

    激光微纳加工技术的实现方式：接触式并行激光加工技术是指利用微球体颗粒进行激光图案化。微球激光纳米加工的机理。微球激光纳米加工技术初源于对激光清洁领域的研究。研究发现，基底上的微小球形颗粒在脉冲激光照射后，基底上球形颗粒的中心位置能够产生亚波长尺寸的微/纳孔。对于金属颗粒而言，这是由于颗粒与基底之间的LSPR产生的强电磁场增强造成的；对于介质颗粒而言，由于其大半部分是透明的，可以将透明颗粒看成为微球透镜，入射光在微球形透镜的底面实现聚焦而引起的电磁场增强。这一过程可以实现入射光强度的60倍增强。通过对微球的直径，折射率，环境以及入射的激光强度进行设计，可以实现在基底上烧蚀出亚波长尺寸的微/纳孔。微球激光纳米加工的实现方式对于微球激光纳米加工技术，根据操纵微球颗粒排列方式的不同，可以分为两类：一是利用光镊技术操纵微球体颗粒以制造任意图案；二是利用自组装技术制造微球体阵列掩模。这种基于微球体的并行激光加工是纳米制造中一种比较经济的方法。 绵阳半导体微纳加工湿法刻蚀较普遍、也是成本较低的刻蚀方法！

     微纳加工技术起源于微电子工业，即使使用玻璃，塑料和许多其他基材，该设备通常还是在硅晶片上制造的。微加工、半导体加工、微电子制造、半导体制造、MEMS制造和集成电路技术是代替微加工的术语，但微加工是广义的术语。传统的加工技术（例如放电加工，火花腐蚀加工和激光钻孔）已从室米尺寸范围扩展到微米范围，但博研小编认为它们并没有共享微电子起源的微纳加工的主要思想：复制和并行制造数百个或多个数百万个相同的结构。这种平行性存在于各种印记，铸造和模塑技术中，这些技术已成功应用于微区域。例如，DVD的注射成型涉及在光盘上制造亚微米尺寸的斑点。

     微纳加工可以满足高精度三维结构制备、多材料微纳结构加工以及器件成型与集成的加工需求，因此，在各类微纳结构化功能部件的研制中展现出了很大的技术优势。目前，飞秒激光已经广泛应用于多个前沿科学领域。利用飞秒激光可以制备各种微光学器件，如微透镜阵列、仿生复眼、光波导和超表面等。吉林大学研究团队利用双光子聚合技术制备了一种基于仿生蛋白质的微透镜，该透镜在外界刺激下可动态调节焦距，同时具有独特的伸缩性、良好的生物相容性和生物可降解性；进一步该团队利用激光加工技术制备了可变焦的仿生复眼，实现了大视场变焦成像的功能，如图1所示。利用其高精度、高分辨率和三维加工能力，飞秒激光加工技术成为制备三维微流控芯片的强大工具。应用于MEMS制作的衬底可以说是各种各样的，如硅晶圆、玻璃晶圆、塑料、还其他的材料。

   广东省科学院半导体研究所致力于推动微纳加工技术的研发与产业化，为欧洲的微纳产品制造商及设备供应商提供技术支撑，帮助他们在关键技术领域建立、维持全球地位。 广东省科学院半导体研究所发布的微纳加工技术前景展望总结了其战略研究议程(SRA)的要点，确定出微纳加工发展的新趋势，为维持和进一步增强欧洲工业在微纳加工技术领域中的地位，提供了未来投资和研发战略指导。从短期来看，微纳加工技术不会对环境和能源成本产生重大的影响。受到当前加工技术的限制，这些技术在早期的发晨阶段往往会有较高的能源成本。与此同时，微纳加工一旦成熟，将会消耗更少的能源与资源，就此而言，微纳加工无凝是一项令人振奋的技术。例如，与去除边角料获得终产品不同的是，微纳加工采用的积层法将会使得废料更少。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。潮州微纳加工工艺

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。湖北激光微纳加工

    微纳加工中蒸镀的物理过程包括：沉积材料蒸发或升华为气态粒子→气态粒子快速从蒸发源向基片表面输送→气态粒子附着在基片表面形核、长大成固体薄膜→薄膜原子重构或产生化学键合。将衬底放入真空室内，以电阻、电子束、激光等方法加热膜料，使膜料蒸发或升华，气化为具有一定能量（～eV）的粒子（原子、分子或原子团）。气态粒子以基本无碰撞的直线运动飞速传送至衬底，到达衬底表面的粒子一部分被反射，另一部分吸附在衬底上并发生表面扩散，沉积原子之间产生二维碰撞，形成簇团，有的可能在表面短时停留后又蒸发。粒子簇团不断地与扩散粒子相碰撞，或吸附单粒子，或放出单粒子。此过程反复进行，当聚集的粒子数超过某一临界值时就变为稳定的核，再继续吸附扩散粒子而逐步长大，终通过相邻稳定核的接触、合并，形成连续薄膜。膜方法简单、薄膜纯度和致密性高、膜结构和性能独特等优点。所谓溅射镀膜是指在真空室中，利用荷能粒子（如正离子）轰击靶材，使靶材表面原子或原子团逸出，逸出的原子在工件的表面形成与靶材成分相同的薄膜，这种制备薄膜的方法称为溅射镀膜。目前，溅射法主要用于形成金属或合金薄膜，特别是用于制作电子元件的电极和玻璃表面红外线反射薄膜。 湖北激光微纳加工

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