鄂州MENS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。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。鄂州MENS微纳加工

    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。 攀枝花微纳加工器件封装微机电系统、微光电系统、生物微机电系统等是微纳米技术的重要应用领域。

     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。

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。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！

    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。 微纳加工平台支持基础信息器件与系统等多领域、交叉学科，开展前沿信息科学研究和技术开发。潍坊高精度微纳加工

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皮秒激光精密微孔加工应用作为一种激光精密加工技术，皮秒激光在对高硬度金属微孔加工方面的应用早在20世纪90年代初就有报道。1996年德国学者Chichkov等研究了纳秒、皮秒以及飞秒激光与材料的作用机理，并在真空靶室中对厚度100μm的不锈钢进行了打孔实验，建立了激光微纳加工的理论模型，为后续的激光微纳加工实验研究奠定了坚实的理论基础。1998年Jandeleit等对厚度为250nm的铜膜进行了精密制孔实验，实验指出使用同一脉宽的皮秒激光器对厚度较薄的金属材料制孔时，采用高峰值功率更有可能获得高质量的的制孔效果。然而，优异的加工效果不仅取决于脉冲宽度以及峰值功率，制孔方式也是一个至关重要的因素，针对这一问题，Fohl等采用纳秒激光与飞秒激光对制孔方式进行了深入研究，实验结果显示纳秒激光采用螺旋制孔方式所加工的微孔整洁干净，而飞秒激光采用一般的冲击制孔方式所加工的微孔边缘有明显的再铸层。鄂州MENS微纳加工

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