东莞MEMS微纳加工技术 广东省科学院半导体研究所供应

微纳加工技术指尺度为亚毫米、微米和纳米量级元件以及由这些元件构成的部件或系统的优化设计、加工、组装，东莞MEMS微纳加工技术、系统集成与应用技术，涉及领域广、多学科交叉融合，其较主要的发展方向是微纳器件与系统（MEMS）。微纳器件与系统是在集成电路制作上发展的系列**技术，研制微型传感器、微型执行器等器件和系统，具有微型化、批量化、成本低的鲜明特点，微纳加工技术对现代的生活、生产产生了巨大的促进作用，并催生了一批新兴产业。在Si片上形成具有垂直侧壁的高深宽比沟槽结构是制备先进MEMS器件的关键工艺，其各向异性刻蚀要求非常严格。高深宽比的干法刻蚀技术以其刻蚀速率快、各向异性较强、污染少等优点脱颖而出，成为MEMS器件加工的关键技术之一。微纳加工设备主要有：光刻，东莞MEMS微纳加工技术、刻蚀，东莞MEMS微纳加工技术、成膜、离子注入、晶圆键合等。东莞MEMS微纳加工技术

微流控芯片是在普通毛细管电泳的基本原理和技术的基础上，利用微加工技术在硅、石英、玻璃或高分子聚合物基质材料上加工出各种微细结构，如管道、反应池、电极之类的功能单元，完成生物和化学等领域中所涉及的样品制备、生化反应、处理（混合、过滤、稀释）、分离检测等一系列任务，具有快速、高效、低耗、分析过程自动化和应用范围广等特点的微型分析实验装置。目前已成为微全分析系统（micrototalanalysissystems,μ-TAS）和芯片实验室（labonachip）的发展重点和前沿领域。为常见的聚合物微流控芯片形式。近年来，由于生化分析的复杂性和多样性需求，微流控芯片技术的发展愈发趋于组合化和集成化，在一块芯片基片上集成多种功能单元成为一种常见形式，普遍应用于医学诊断、医学分析、药物筛选、环境监测和燃料电池技术等诸多领域。基于高通量快速分离的需要，多通道阵列并行操作是微流控芯片的发展的趋势，芯片微通道数量已从较初的12通道、96通道，发展到现在的384通道。东莞MEMS微纳加工技术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。

在微纳加工过程中，薄膜的形成方法主要为物理沉积、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，主要用于沉积金属单质薄膜、合金薄膜、化合物等。热蒸发是在高真空下，利用电阻加热至材料的熔化温度，使其蒸发至基底表面形成薄膜，而电子束蒸发为使用电子束加热；磁控溅射在高真空，在电场的作用下，Ar气被电离为Ar离子高能量轰击靶材，使靶材发生溅射并沉积于基底；磁控溅射方法沉积的薄膜纯度高、致密性好，热蒸发主要用于沉积低熔点金属薄膜或者厚膜；化学气相沉积（CVD）是典型的化学方法而等离子体增强化学气相沉积（PECVD）是物理与化学相结合的混合方法，CVD和PECVD主要用于生长氮化硅、氧化硅等介质膜。

微纳制造技术是指尺度为毫米、微米和纳米量级的零件，以及由这些零件构成的部件或系统的设计、加工、组装、集成与应用技术。传统“宏”机械制造技术已不能满足这些“微”机械和“微”系统的高精度制造和装配加工要求，必须研究和应用微纳制造的技术与方法。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。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普遍深入的研究，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。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。

聚合物微纳系统是较具应用前景的微纳机电系统之一，按照微纳制品的空间结构形式可以分为一维、二维和三维微纳制造。一维微纳制造：微流控芯片、导光板、纳米薄膜、微纳过滤材料、微纳复合材料及器件等；二维微纳制造：纳米纤维、纳米中空纤维等；三维微纳制造：微泵、微换热器、微型减速器、微型按插件等。聚合物是许多微纳米系统的基础材料，聚合物微纳系统是较有希望在近期实现实际应用的系统之一，聚合物微纳尺度制造科学与技术在微纳制造技术中占有极其重要的地位。聚合物微加工工艺除了LIGA加工、准LIGA加工、小机械加工、超声波加工、等离子体加工、激光加工、离子束加工、电子束加工和快速成形等工艺外，还包括微注塑成型、微挤出成型以及微压印成型等。微纳制造技术是由零件构成的部件或系统的设计、加工、组装、集成与应用技术。东莞MEMS微纳加工技术

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。东莞MEMS微纳加工技术

微纳加工中，材料湿法腐蚀是一个常用的工艺方法。材料的湿法化学刻蚀，包括刻蚀剂到达材料表面和反应产物离开表面的传输过程，也包括表面本身的反应。半导体技术中的许多刻蚀工艺是在相当缓慢并受速率控制的情况下进行的，这是因为覆盖在表面上有一污染层。污染层厚度常有几微米，如果化学反应有气体逸出，则此层就可能破裂。湿法刻蚀工艺常常有反应物产生，这种产物受溶液的溶解速率的限制。为了使刻蚀速率提高，常常使溶液搅动，因为搅动增强了外扩散效应。多晶和非晶材料的刻蚀是各向异性的。然而，结晶材料的刻蚀可能是各向同性，也可能是各向异性的，它取决于反应动力学的性质。晶体材料的各向同性刻蚀常被称作抛光刻蚀，因为它们产生平滑的表面。各向异性刻蚀通常能显示晶面，或使晶体产生缺陷。因此，可用于化学加工，也可作为结晶刻蚀剂。东莞MEMS微纳加工技术

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