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MEMS加工过程中会用到哪些技术

2021-10-27
博研小编认为MEMS加工技术是20世纪80年代末90年代初才逐步发展起来的前沿、交叉性新兴学科领域。它的迅猛发展将在21世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化。MEMS产品的广泛应用将会像微电子技术给世界带来的影响那样,引发一场新的技术革命。
 MEMS加工过程中会用到哪些技术
这是一场高技术的挑战和机遇,可能成为我国赶超世界先进水平、向高技术跃进的一个突破口,而纳米技术和激光加工技术又是MEMS加工技术中的核心。
 
MEMS加工指所制造对象的特征尺寸至少有一个维度在1~ 100 nm 之间,包括纳米颗粒、纳米线、纳米管等纳米材料的制备,表面纳米结构的制备,以及三维纳米结构/ 器件的制造等。体积更小、功能更强、效率更高、耗材更少、能耗更低的器件和产品是工业界不断追求的目标。特别是随着制造技术从微米尺度向纳米尺度的发展,对100 nm 以下特征尺寸的加工能力提出了越来越高的要求。
 
MEMS加工技术涉及超精密加工技术、精密测量、传感和控制技术,其中纳米级加工技术是其核心,可分为加工精度和加工尺度两个方面。加工精度由本世纪初的最高精度10Lm,发展到现在的20nm、表面粗糙度2~5nm,而用金刚石车床加工的超精密衍射光栅的精度已达到1nm。
 
目前,加工中心的定位精度约为2μm,坐标磨床的定位精度约为1μm; 对于IC 图形制作设备,它的校准和曝光机定位精度约为50nm。实验室可制作10nm 以下的线、柱和沟槽。MEMS加工的精度或尺度是近原子尺寸量级的,其加工技术包括:超精密机械加工、光刻加工、能量束加工、扫描探针显微镜加工。
 
MEMS加工技术被誉为20 世纪十大关键技术之首。激光纳米制造技术是一个前景广阔但远未成熟的研究领域。目前,由于受到衍射极限的基本限制,常用激光制作小于100 nm 特征尺寸的能力仍显不足。
 
虽然通过近场原理并结合近场扫描光学显微镜以及原子力显微镜等先进工具,可以将特征尺寸降低到所希望的水平,但需要认识到这些先进工具本身也仍处于发展的初期,特别是难以满足对纳米结构和纳米器件的大面积和高效率生产要求。
 
因此,博研小编认为不断突破激光MEMS加工的尺度极限,逐步提高加工的可重复性和效率,实现高精度纳米结构的制造以及大尺寸跨尺度结构或构件的制造,仍是激光纳米制造领域存在的主要挑战。
 

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