承德超快微纳加工

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。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。承德超快微纳加工

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。宿州微纳加工平台通过光刻技术制作出的微纳结构需进一步通过刻蚀或者镀膜，才可获得所需的结构或元件。

电子束光刻技术是利用电子束在涂有电子抗蚀剂的晶片上直接描画或投影复印图形的技术.电子抗蚀剂是一种对电子敏感的高分子聚合物，经过电子束扫描过的电子抗蚀剂发生分子链重组，使曝光图形部分的抗蚀剂发生化学性质改变。经过显影和定影，获得高分辨率的抗蚀剂曝光图形。电子束光刻技术的主要工艺过程为涂胶、前烘、电子束曝光、显影和坚膜。现代的电子束光刻设备已经能够制作小于10nm的精细线条结构。电子束光刻设备也是制作光学掩膜版的重要工具。影响曝光精度的内部工艺因素主要取决于电子束斑尺寸、扫描步长、电子束流剂量和电子散射引起的邻近效应。

    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。 微纳加工按技术分类，主要分为平面工艺、探针工艺、模型工艺！

     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。在我国，微纳制造技术同样是重点发展方向之一!张家口微纳加工工艺流程

微纳加工涉及领域广、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）。承德超快微纳加工

2012年北京工业大学Duan等使用课题组自行研制的皮秒激光器对金属钼、钛和不锈钢进行了精密制孔研究，并利用旋切制孔方式对厚度为0.3mm的金属钼实现了孔径ϕ小于200μm的微孔加工，利用螺旋制孔方式在厚度为1mm不锈钢上实现了孔径为200μm的制孔效果。实验指出大口径微孔加工应采用旋切制孔方式，而加工较小口径时则更宜选用螺旋制孔方式。皮秒激光精密微孔加工过程中，对于厚度较小的材料(d<1μm)，由于激光与材料作用的时间较短，以采用高峰值功率、窄脉宽的激光为宜，而对于厚度在百微米甚至超过1mm的金属材料的微孔加工，除了要考虑激光峰值功率以及脉冲宽度外，选择合适的制孔方式是必要的。此外，根据材料结构的不同还应该选择是否采用偏振输出等因素。承德超快微纳加工

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