微纳加工工艺漫谈

技术背景

材料尺寸减小到纳米量级后，由于结构尺寸接近了某些物理量的特征尺寸，材料的电子结构、输运、光学、磁学等性质均会发生明显的变化，展现出与宏观材料不同的奇异特征。而采用该材料制备的器件性能也会展现出新的特点，从而带来新的应用前景。

然而以上特性的出现，对于微观结构非常敏感，轻微的改变就能使性能差异巨大。想要人为的制备纳米材料并通过精确控制来获得所制备纳米器件的特定性能，就需要用到微纳加工工艺。

什么是微纳加工

微纳加工常用的工艺有光学曝光、电子束曝光、激光直写、纳米压印等光刻工艺；湿法腐蚀、离子束刻蚀、反应离子束刻蚀、电感耦合反应等离子刻蚀、原子层刻蚀等刻蚀工艺；物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积、电化学沉积等镀膜工艺。

一般来说，微纳结构的加工是先选择合适的光刻工艺，将所设计的图案通过匀胶-曝光-显影过程制作到光刻胶上。然后通过镀膜或刻蚀工艺将光刻胶上的图案转移到所需的材料层。

比如图案化金属电极的制备，就是通过光刻+镀膜工艺，在样品材料上做“加法”得到微纳结构。如图1所示，为图案化金属电极结构制备的工艺流程示意图。

（图1）

（图2）

微纳加工应用

说起微纳加工工艺的应用，人们应该最先想到的就是集成电路。其实，除了集成电路以外，微纳加工在各领域的科学研究和应用方面都发挥着重要的作用。

在电学领域，利用微纳加工工艺，可以制备微纳电极，纳米线电路，量子特性器件，超导结构等。在光学领域，微纳加工工艺可以制备超表面，超构透镜，周期性光栅，斜齿光栅，闪耀光栅等新型光学元器件。

在磁学领域，微纳加工工艺可以制备磁存储和磁逻辑电路。在生物医学领域，微纳加工方法制备的纳米孔可以用来基因检测，微针阵列可以用来生物传感、基因检测、药物传递等。在微机电系统MEMS和纳机电系统NEMS领域，微纳加工工艺更是不可或缺。

探真纳米科技有限公司技术团队，在微纳加工领域有着多年的技术积累，已服务国内外微纳领域客户上百家。

合作开发了包括但不限于斜齿光栅，闪耀光栅，自支持光栅，超表面，超构透镜，实心微针，空心微针，脑机接口微针，硅光器件，太赫兹器件，纳米柱结构，纳米墙结构，柔性电子器件，大高宽比结构，硅锥结构，定制化探针等诸多微纳结构与器件。