微纳米加工技术ppt课件.ppt

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1、微纳米加工技术,教师：董瑛、张旻助教：连祥威,上课安排,上课安排,答疑与考核,答疑时间：周四下午2:00-5:00地点：J203A联系方式： 26032505, 13926591543考核平时作业80%论述题资料调研文献阅读实验报告课程论文20%,概 论,2014.9.25,Why-为什么学?What-学什么?How-怎么学?,微纳米加工技术的应用,微纳米加工技术的应用,微电子技术：现代高科技产业的主要支柱，3C微处理器、存储器、逻辑器件、模拟器件光电子技术：与微电子技术构成信息产业的两大支柱光电子器件、光子晶体、微光学元件微系统技术MEMS、MOEMS、Microfluidics、Bioch

2、ip / Lab-on-Chip高密度磁存储技术-计算机硬盘产业磁记录介质、磁盘读写头纳米技术纳米材料、纳米器件（纳米电子器件、NEMS）,学习微纳米加工技术的意义,由微纳米加工技术制造的产品已构成现代高科技产业的基础功能结构的微型化，带来材料和能源的节省，实现多功能的高度集成和生产成本的大大降低我国产业发展的需要。微纳米加工技术水平落后，急需培养这方面的人才,Why-为什么学?What-学什么?How-怎么学?,超大规模集成电路,Moores Law: The number of transistors that can be fabricated on a very large-scale

3、 integrated (VLSI) chip doubles every two years摩尔定律：单位芯片的晶体管数目每18个月翻一番,超大规模集成电路,半导体平面工艺制膜：蒸发、溅射、化学气相淀积、分子束外延掺杂：扩散、离子注入光刻：可见光、深紫外、极紫外、非光学曝光刻蚀：湿法化学腐蚀、干法刻蚀封装：单片封装、三维集成,光电子器件,固态激光器发光器件光电转换器件显示器件图像传感器光纤通信器件有源器件无源器件,光电子器件,超大面积平板显示器玻璃衬底，TFT, ITO, Filter集成电路工艺（制膜、光刻、刻蚀）纳米压印喷墨打印柔性显示器塑料衬底喷墨打印模版印刷滚筒印刷模式,光子晶体,一

4、维光子晶体折射率交替变化的多层膜薄膜沉积技术二维光子晶体周期性分布的深孔或立柱光刻+刻蚀干涉曝光、纳米球阵列，表面纳米粒子自组装、聚焦离子束溅射三维光子晶体纳米粒子自组装、嵌段共聚物自组装,微光学元件,浮雕结构连续表面-折射透镜阶梯表面-衍射透镜连续表面-灰度曝光灰度掩模光学曝光、电子束或激光束直接曝光阶梯表面-多次套刻曝光厚胶曝光塑料模压-低成本大量复制,计算机硬盘,磁记录介质（磁盘）连续磁存储单元：磁畴尺寸，热漂移导致的纪录信息损失分立磁存储单元硬盘读写头（磁头）,横向纪录最大密度110Gb/in2垂直纪录最大密度410Gb/in2 (Seagate 2006),计算机硬盘,磁记录介质（磁

5、盘）连续磁存储单元：薄膜沉积分立磁存储单元：平面工艺，纳米压印，纳米粒子自组装硬盘读写头（磁头）磁芯+线圈多层膜沉积光刻整体光学曝光聚焦离子束刻蚀 修整磁感应部分高分辨率高深宽比,微机电系统,MUMPs工艺multi-user MEMS processes,微机电系统MEMS,SUMMiT工艺Sandia Ultraplannar Multilevel MEMS Technology,微机电系统SOI-MUMPS,SOI工艺的优势：1，减少了工艺步骤2，单晶硅具有优良的机械性能3，避免了高温工艺，可实现与CMOS集成电路的集成,生物芯片,分析仪器微型化可同时进行大量实验实验自动化程度提高制剂消

6、耗量大大减少样品微量化使分析或反应时间大大缩短成本大大降低，disposable芯片,生物芯片,微点阵芯片大量规则排列的点阵喷墨打印技术微流体芯片微流体通道硅、玻璃、石英：光刻、刻蚀、键合塑料：压印、浇铸、激光剥蚀,micro total analysis system uTAS全微分析系统：微流体通道+驱动检测（微泵、微阀、加热器、传感器等）,纳米技术,纳米技术纳米材料纳米器件实现途径top-downbottom-up,纳米技术是制作和应用具有纳米量级的功能结构的技术这些功能结构至少在一个方向的几何尺寸小于100nm,微米纳米加工技术的分类,按应用集成电路工艺、磁盘工艺、MEMS工艺、生物芯

7、片工艺按尺度微米加工：大于100nm纳米加工：小于100nm按特点平面加工技术：薄膜沉积、光刻、刻蚀、材料改性探针加工技术：固态探针、高能粒子束探针模型复制技术：纳米压印、模压、模铸,Why-为什么学?What-学什么?How-怎么学?,本课程学习方法,重点学习各种加工技术的原理与实施过程，不深入探讨技术背后的理论，不涉及数学分析着重介绍具体的工艺方法，通过实例说明每种加工技术的特点介绍典型设备与系统珍惜实验机会,作 业,论述微纳米加工与宏观机械加工的区别提示：1，举例说明；2，从材料、工艺技术、应用等方面论述描述 SUMMiT 工艺流程提示：利用网络查找相关资料描述 SOI-MUMPs 工艺流程提示：利用网络查找相关资料,