打印有序納米結(jié)構(gòu)和自組裝(已修改)
2025-05-11 07:07 本頁(yè)面
【正文】 有序納米結(jié)構(gòu) 張曉聲 重慶大學(xué) 材料學(xué)院 關(guān)于有序納米結(jié)構(gòu) ?有序納米結(jié)構(gòu)：是指由零維、一維納米材料構(gòu)筑的，在長(zhǎng)程范圍內(nèi)具有一定排布規(guī)律，有序穩(wěn)定的納米結(jié)構(gòu) ?一直以來(lái)，科學(xué)家都?jí)粝雽?duì)納米材料的可控制備，有序納米結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了這個(gè)夢(mèng)想。因?yàn)樗鼜?qiáng)調(diào)按照人們的意愿設(shè)計(jì)、組裝、開(kāi)發(fā)納米材料 ?因此，有序納米結(jié)構(gòu)組裝體系是今后納米材料合成研究的主導(dǎo)領(lǐng)域，是將納米材料走向器件應(yīng)用的關(guān)鍵一步 分類(lèi) 納米尺度的加工技術(shù)有兩類(lèi)： ?“ 自上而下” 方式 (Topdown) 用 光線 或 電子束 等削除大片材料，從而留下所需要的 微細(xì)圖形 結(jié)構(gòu)，主要用于制造存儲(chǔ)器和 CPU等半導(dǎo)體器件， 如納米刻蝕技術(shù)。 ?“ 自下而上” 方式 (Bottomup) 用人工手段把原子或分子一層一層淀積來(lái)，形成新的晶體結(jié)構(gòu)，從而造出新的物質(zhì)或者新的器件， 如自組裝方法 。 主要內(nèi)容 納米刻蝕技術(shù) 1 自組裝技術(shù) 2 自下而上和自上而下相結(jié)合制備有序納米結(jié)構(gòu) 有序納米結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 4 ?納米刻蝕技術(shù)是一種微細(xì)加工技術(shù) ?它的發(fā)展將加工精度從 微米級(jí) 提高到 納米級(jí)。 ?納米級(jí)加工是將待加工器件表面的納米結(jié)構(gòu)單元、甚至是原子或分子作為直接的加工對(duì)象，因此，其物理實(shí)質(zhì)就是實(shí)現(xiàn)原子和分子的去除和增添 ?納米加工的發(fā)展為各種新穎的電子學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)納米功能器件的開(kāi)發(fā)提供了廣闊前景 納米刻蝕技術(shù) 納米刻蝕技術(shù) 極紫外光刻（ EUVL ） X射線光刻（ XRL） 電子束刻蝕（ EBL） 離子束刻蝕（ IBL） 納米壓印技術(shù)（ NIL） 其它納米刻蝕技術(shù) 納米掩膜刻蝕技術(shù) 基于掃描探針顯微鏡的納米刻蝕技術(shù) 蘸筆納米印刷術(shù) 極紫外光刻（ EUVL）和 X射線光刻（ XRL） Extreme Ultravoilet Lithography, EUVL。 XRay Lithography, XRL 傳統(tǒng)光刻工藝中的一些基本概念 ?光刻： 利用光致抗蝕劑的光敏性和抗蝕性，配合光掩膜板對(duì)光透射的選擇性，使用光學(xué)和化學(xué)的方法完成特定區(qū)域刻蝕的過(guò)程 ?光致刻蝕劑： 簡(jiǎn)稱(chēng)光刻膠或抗蝕劑，是一種光照后可改變抗蝕能力的高分子化合物。區(qū)分為正、負(fù)抗蝕劑兩種 ?正抗蝕劑： 紫外光照后，曝光區(qū)域在顯影液中變得可溶 ?負(fù)抗蝕劑： 光照后，曝光區(qū)域在顯影液中變得不可溶 ?光掩膜板： 俗稱(chēng)光掩膜或光刻板，是指在光照時(shí)覆蓋于光刻膠膜上，除特定區(qū)域外均對(duì)光有掩蔽作用的圖樣 光刻技術(shù) 主要包括 圖形復(fù)印 和 定域刻蝕 兩個(gè)方面。 ?圖形復(fù)印 經(jīng)曝光系統(tǒng)將預(yù)制在掩模板上的器件或電路圖形按所要求的位置，精確傳遞到預(yù)涂在晶片表面或介質(zhì)層上的光致抗蝕劑薄層上。光通過(guò)光掩模板透射到光致抗蝕劑上，通過(guò)改變抗蝕劑的化學(xué)性質(zhì)和溶解性，在基片上印上一定圖樣的電路。 即用普通光學(xué)手段將模板上的圖形透射到抗蝕劑層 (曝光工序 ) ，經(jīng)顯影在曝光區(qū)(對(duì)于正抗蝕劑 )或未曝光區(qū) (對(duì)于負(fù)抗蝕劑 )便能留下干凈的半導(dǎo)體表面，流程圖見(jiàn)圖 52。 傳統(tǒng)光刻工藝過(guò)程 —定域刻蝕 ?定域刻蝕：利用化學(xué)或物理方法，將光刻膠薄層未掩蔽的晶片表面或介質(zhì)層除去，從而在晶片表面或介質(zhì)層上獲得與光刻膠薄層圖形完全一致的圖形。 復(fù)印好的圖形 腐蝕 剝離 剝離 傳統(tǒng)光刻工藝中的定域刻蝕過(guò)程示意圖 介質(zhì)層 抗蝕劑 襯底 沉積物 分辨率和焦深 ?在光刻技術(shù)中，對(duì)成像質(zhì)量的評(píng)價(jià)有 2個(gè)重要指標(biāo)： ?分辨率： 即能分辨的最小線寬，線寬越小，分辨率越高。分辨率決定了芯片上單個(gè)器件的最小尺寸 ?焦深： 即能夠刻出最小線寬時(shí)，像面偏離理想腳面的范圍。焦深越大，對(duì)圖形制作越有利 瑞利定律 ?根據(jù)瑞利定律 NAkR ?1? 22 )( NAkD ?? ?減小 波長(zhǎng)、增加 數(shù)值孔徑 、減小 k1和 k2是等都可以 提高 光刻的分辨率，其中 減小波長(zhǎng) 是 提高 光刻分辨率的主要手段 ?曝光系統(tǒng)的極限分辨率為 λ/2，即半波長(zhǎng)。因此，波長(zhǎng)為193nm的光源（ ArF激光器）分辨率可達(dá) 100nm； 157nm的光源（ F2激光器）可達(dá) 80nm ?為制備更小尺寸的微結(jié)構(gòu)，人們對(duì)光源不斷改進(jìn)，即出現(xiàn)了極紫外光刻技術(shù) (EUVL)和 X射線光刻技術(shù)（ XRL） 極紫外光刻技術(shù) (EUVL) ?用波長(zhǎng)范圍為 11~14nm的光，經(jīng)過(guò)周期性多層膜
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1