云南半导体微纳加工技术

     微纳加工技术是先进制造的重要组成部分，是衡量国家制造业水平的标志之一，具有多学科交叉性和制造要素极端性的特点，在推动科技进步、促进产业发展、拉动科技进步、保障**安全等方面都发挥着关键作用。微纳加工技术的基本手段包括微纳加工方法与材料科学方法两种。很显然，微纳加工技术与微电子工艺技术有密切关系。广东省科学院半导体研究所微纳加工平台面向半导体光电子器件、功率电子器件、MEMS、生物芯片等前沿领域提供技术咨询、器件设计、版图设计、光刻、刻蚀、镀膜等技术服务。微纳加工技术具有高精度、科技含量高、产品附加值高等特点。云南半导体微纳加工技术

在微电子与光电子集成中，薄膜的形成方法主要有两大类，及沉积和外延生长。沉积技术分为物理沉积、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；化学气相沉积是典型的化学方法；等离子体增强化学气相沉积是物理与化学方法相结合的混合方法。薄膜沉积过程，通常生成的是非晶膜和多晶膜，沉积部位和晶态结构都是随机的，而没有固定的晶态结构。外延生长实质上是材料科学的薄膜加工方法，其含义是：在一个单晶的衬底上，定向地生长出与基底晶态结构相同或相似的晶态薄层。其他薄膜成膜方法，如电化学沉积、脉冲激光沉积法、溶胶凝胶法、自组装法等，也都广用于微纳制作工艺中。不同的表面微纳结构可以呈现出相应的功能，随着科技的发展，不同功能的微纳结构及器件将会得到更多的应用。目前表面功能微纳结构及器件，诸如超材料、超表面等充满“神奇”力量的结构或器件，的发展仍受到微纳加工技术的限制。因此，研究功能微纳结构及器件需要从微纳结构的加工技术方面进行广深入的研究，提高微纳加工技术的加工能力和效率是未来微纳结构及器件研究的重点方向。云南半导体微纳加工技术高精度的微细结构通过控制聚焦电子束（光束）移动书写图案进行曝光。

    微纳测试与表征技术是微纳加工技术的基础与前提，它包括在微纳器件的设计、制造和系统集成过程中，对各种参量进行微米/纳米检测的技术。微米测量主要服务于精密制造和微加工技术，目标是获得微米级测量精度，或表征微结构的几何、机械及力学特性；纳米测量则主要服务于材料工程和纳米科学，特别是纳米材料，目标是获得材料的结构、地貌和成分的信息。在半导体领域人们所关心的与尺寸测量有关的参数主要包括：特征尺寸或线宽、重合度、薄膜的厚度和表面的糙度等等。未来，微纳测试与表征技术正朝着从二维到三维、从表面到内部、从静态到动态、从单参量到多参量耦合、从封装前到封装后的方向发展。探索新的测量原理、测试方法和表征技术，发展微纳加工及制造实时在线测试方法和微纳器件质量快速检测系统已成为了微纳测试与表征的主要发展趋势。不同的表面微纳结构可以呈现出相应的功能，随着科技的发展，不同功能的微纳结构及器件将会得到更多的应用。目前表面功能微纳结构及器件，诸如超材料、超表面等充满“神奇”力量的结构或器件，的发展仍受到微纳加工技术的限制。因此，研究功能微纳结构及器件需要从微纳结构的加工技术方面进行广深入的研究。

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。机械微加工是微纳制造中较方便，也较接近传统材料加工方式的微成型技术。

21世纪，人们仍会不断追求条件更好且可负担的医疗保健服务、更高的生活品质和质量更好的日用消费品，并竭力应对由能源成本上涨和资源枯竭所带来的风险等“巨大挑战”。它们也是采用创新体系的商品扩大市场的推动力。微纳制造技术过去和现在一直都被认为在解决上述挑战方面大有用武之地。环境——采用更少的能源与原材料。从短期来看，微纳制造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展阶段往往会有较高的能源成本。与此同时，微纳制造一旦成熟，将会消耗更少的能源与资源，就此而言，微纳制造无疑是一项令人振奋的技术。例如，与去除边角料获得较终产品不同的是，微纳制造采用的积层法将会使得废料更少。随着创新型纳米制造技术的发展，现在对化石燃料的依存度已经开始下降了，二氧化碳的排放也随之降低，大气中氮氧化物和硫氧化物的浓度也减少了。大部份的湿刻蚀液均是各向同性的，换言之，对刻蚀接触点之任何方向腐蚀速度并无明显差异。湖南微纳加工技术

微纳加工技术指尺度为亚毫米、微米和纳米量级元件系统集成与应用技术。云南半导体微纳加工技术

基于掩模板图形传递的光刻工艺可制作宏观尺寸的微细结构，受光学衍射的极限，适用于微米以上尺度的微细结构制作，部分优化的光刻工艺可能具有亚微米的加工能力。例如，接触式光刻的分辨率可能到达0.5μm，采用深紫外曝光光源可能实现0.1μm。但利用这种光刻技术实现宏观面积的纳米/亚微米图形结构的制作是可欲而不可求的。近年来，国内外很多学者相继提出了超衍射极限光刻技术、周期减小光刻技术等，力求通过曝光光刻技术实现大面积的亚微米结构制作，但这类新型的光刻技术尚处于实验室研究阶段。云南半导体微纳加工技术

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