微纳加工 | MEMS精细加工(二)

微细加工技术是实现微机电系统的基础,也是微机电系统的核心技术和研究热点。微细加工技术在微电子、微光学、微流控芯片、蛋白及细胞阵列化等领域也有广泛应用。

微细加工技术泛指制作微小尺寸器件或薄膜的方法,加工尺度从亚毫米级到纳米级,而加工单位一般从微米级至原子或者分子线度。微细加工技术种类很多,涉及多种物理、化学方法,这里主要根据加工方式以及加工环境介质进行分类。

根据加工方式可将微细加工技术分为两类:

(1)逐点加工技术如激光束、电子束以及离子束等高能束加工,扫描探针显微镜,包括原子力显微镜和扫描隧道显微镜、扫描电化学显微镜等。其加工方式都是逐点模式。这类技术一般具有较高的加工分辨率,但加工效率低。

(2)批量复制加工技术,如集成电路技术工艺中的光刻技术、技术、微接触印刷技术、电化学加工技术、电化学微制造技术、约束刻蚀剂层技术、等离子体刻蚀、离子溅射刻蚀、反应离子刻蚀、微细电火花技术等。这类技术中,一般可以加工一批或称为阵列微结构。

根据加工环境介质进行分类,也可以分为两类:

(1)湿法刻蚀或沉积技术其加工过程在水溶液或电解质中进行,如常规的湿法光刻技术、技术、约束刻蚀剂层技术、电化学微加工阳极溶解技术、技术等。

根据反应介质的不同,湿法刻蚀可进一步分为:两种化学刻蚀和电化学刻蚀。

(1)干法刻蚀或沉积技术其加工过程是在真空或气相中进行,如前述的三束加工、等离子体刻蚀、离子溅射刻蚀、反应离子刻蚀等,干法沉积技术包括真空溅射、真空蒸发镀、磁控溅射、化学气相沉积以及物理气相沉积等。

 

虽然人们越来越多地使用干法刻蚀技术,同时也带来了巨大的经济效益。但化学和电化学刻蚀在微加工(尤其是MEMS)领域中仍然起着重要的、不可替代的作用,此外电化学微加工方法也是实现三维微加工最具潜力的技术之一。

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