丹东量子微纳加工

在过去的几年中，全球各地的研究机构和大学已开始集中研究微观和纳米尺度现象、器件和系统。虽然这一领域的研究产生了微纳制造方面的先进知识，但比较显然，这些知识的产业应用将是增强这些技术未来增长的关键。虽然在这些领域的大规模生产方面已经取得了进步，但微纳制造技术的主要生产环境仍然是停留在实验室中，在企业的大规模生产环境中难得一见。这就导致企业在是否采用这些技术方面犹豫不决，担心它们可能引入未知因素，影响制造链的性能与质量。就这一点而言，投资于基础设施的发展，如更高的模块化、灵活性和可扩展性可能会有助于生产成本的减少，对于新生产平台成功推广至关重要。这将有助于吸引产业界的积极参与，与率先的研究实验室一起推动微纳产品的不断升级换代。微纳制造技术是微传感器、微执行器、微结构和功能微纳系统制造的基本手段和重要基础。丹东量子微纳加工

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。辽宁超快微纳加工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。

    溅射镀膜有两种方式：一种称为离子束溅射，指真空状态下用离子束轰击靶表面，使溅射出的粒子在基体表面成膜，该工艺较为昂贵，主要用于制取特殊的薄膜；另一种称为阴极溅射，主要利用低压气体放电现象，使处于等离子状态下的离子轰击靶面，溅射出的粒子沉积在基体上。它采用平行板电极结构，膜料物质做成的大面积靶为阴极，支持基体的基板为阳极，安装于钟罩式真空容器内。为减少污染，先将钟罩内的压强抽到小于10-3~10-4Pa，然后充入Ar气，使压强维持在1~10Pa。在两极之间加数千伏的电压进行溅射镀膜。与蒸发镀膜相比，溅射镀膜时靶材（膜料）无相变，化合物成分稳定，合金不易分馏，因此适合制备的膜材非常广。由于溅射沉积到衬底上的粒子能量比蒸发时的能量高50倍，它们对衬底有清洗和升温作用，所以形成的薄膜附着力大。特别是溅射镀膜容易控制膜的成分，通过直接溅射或者反应溅射，可以制备大面积均匀的各种合金膜、化合物膜、多层膜和复合膜。溅射镀膜易实现连续化、自动化作业和规模化生产。但是，由于溅射时要使用高电压和气体，所以装置比较复杂，薄膜易受溅射气氛的影响，薄膜沉积速率也较低。此外，溅射镀膜需要事先制备各种成分的靶，装卸靶不太方便。

    浅谈表面功能微纳结构及其加工方法：目前可以实现表面微纳结构的加工方法主要有以下几种。（1）光刻技术，利用电子束或激光光束可以得到加工尺寸在几十纳米的微纳结构，该方法优势在于精度高，得到的微纳结构形状可以得到很好的控制；（2）飞秒激光加工技术，由于飞秒激光具有不受衍射极限限制的特点，可以加工出远小于光斑直径的尺寸，研究人员通过试验发现，采用飞秒激光加工出10nm宽的纳米线，在微纳加工领域具有独特优势。另外飞秒激光双分子聚合技术可以实现纳米尺寸结构的加工；（3）自组装工艺，光刻与自组装和刻蚀工艺结合，通过自组装工艺，可以得到6nm左右的纳米孔。（4）等离子刻蚀技术，等离子刻蚀技术是应用广的微纳米加工手段，加工精度高，是集成电路制造中关键的工艺之一。（5）沉积法，主要包括物相沉积和化学气相沉积，该方法主要是利用气相发生的物理化学过程，在工件表面形成功能型或装饰性的金属，可以用来实现微纳米结构涂层的制造。（6）微纳增材制造技术，微纳增材制造技术主要指微纳尺度电喷增材制造和微激光增材制造技术，由于微纳增材技术可以不受形状限制，可多材料协同制造，具有较大的发展前景。除以上几种加工技术外。 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。

真空镀膜技术一般分为两大类，即物理的气相沉积技术和化学气相沉积技术。物理的气相沉积技术是指在真空条件下，利用各种物理方法，将镀料气化成原子、分子或使其离化为离子，直接沉积到基体表面上的方法。制备硬质反应膜大多以物理的气相沉积方法制得，它利用某种物理过程，如物质的热蒸发，或受到离子轰击时物质表面原子的溅射等现象，实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移过程。物理的气相沉积技术具有膜/基结合力好、薄膜均匀致密、薄膜厚度可控性好、应用的靶材普遍、溅射范围宽、可沉积厚膜、可制取成分稳定的合金膜和重复性好等优点。同时，物理的气相沉积技术由于其工艺处理温度可控制在500℃以下。化学气相沉积技术是把含有构成薄膜元素的单质气体或化合物供给基体，借助气相作用或基体表面上的化学反应，在基体上制出金属或化合物薄膜的方法，主要包括常压化学气相沉积、低压化学气相沉积和兼有CVD和PVD两者特点的等离子化学气相沉积等。微纳加工平台，主要是两个方面：微纳加工、微纳检测。佛山超快微纳加工

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    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。 丹东量子微纳加工