微纳加工工艺流程
简述bosch刻蚀工艺流程
简述bosch刻蚀工艺流程Bosch刻蚀工艺流程概述：Bosch刻蚀工艺是一种常用的微纳加工技术，用于制造微电子器件、MEMS器件、纳米结构等。
该工艺流程可以实现高精度、高选择性的刻蚀效果，广泛应用于半导体工艺和纳米技术领域。
本文将以简述的方式介绍Bosch刻蚀工艺的流程。
工艺流程：1. 基础刻蚀阶段（Bosch I阶段）：Bosch刻蚀工艺的第一个阶段是基础刻蚀阶段，也称为Bosch I阶段。
在这个阶段中，使用一种常见的刻蚀气体（例如SF6）和反应气体（例如C4F8）的混合物进行刻蚀。
刻蚀气体和反应气体通过离子束激发，形成刻蚀反应。
2. 侧壁保护阶段：在基础刻蚀阶段之后，需要进行侧壁保护，以保护已经刻蚀好的表面。
为了实现侧壁保护，引入了一种称为反应物A的气体。
反应物A与刻蚀产物反应，生成沉积物质，并在侧壁形成保护层。
3. 侧壁刻蚀阶段（Bosch II阶段）：在侧壁保护阶段之后，进行侧壁刻蚀，也称为Bosch II阶段。
在这个阶段，刻蚀气体和反应气体的组合被改变，以实现侧壁的刻蚀。
刻蚀气体通过离子束激活，与侧壁上的保护层反应，从而刻蚀侧壁。
4. 重复循环：在完成一次Bosch刻蚀循环后，可以根据需要重复上述步骤，以达到所需的刻蚀深度和形状。
通过多次循环，可以实现更加复杂和精确的结构。
优点与应用：Bosch刻蚀工艺具有以下几个优点：1. 高选择性：Bosch刻蚀工艺可以实现高度选择性的刻蚀，即只刻蚀特定材料而不影响其他材料。
2. 高纵深比：Bosch刻蚀工艺可以实现高纵深比的结构，即刻蚀深度与特征尺寸之比很大。
3. 精度控制：Bosch刻蚀工艺具有高度精确的控制能力，可以实现亚微米级别的结构。
Bosch刻蚀工艺广泛应用于半导体工艺和纳米技术领域。
在半导体工艺中，它被用于制造3D集成电路、纳米线、微孔等结构。
在纳米技术领域，Bosch刻蚀工艺则被用于制造纳米光子学器件、纳米电子器件、纳米机械器件等。
icp刻蚀工艺流程
icp刻蚀工艺流程ICP刻蚀工艺流程一、引言ICP刻蚀工艺是一种常用的微纳加工技术，广泛应用于半导体、光电子、生物医学等领域。
本文将介绍ICP刻蚀工艺的基本流程，以及其中涉及的关键步骤和注意事项。
二、ICP刻蚀工艺流程1. 设计和准备在开始ICP刻蚀工艺之前，首先需要进行器件的设计和准备工作。
这包括选择合适的刻蚀目标材料、确定刻蚀深度和形状等。
同时，还需要设计合适的掩膜图形，以控制刻蚀区域。
2. 清洗和预处理在进行ICP刻蚀之前，需要对刻蚀目标材料进行清洗和预处理，以去除表面的杂质和氧化物。
常用的方法包括超声波清洗、酸洗和溶剂清洗等。
3. 掩膜制备接下来需要制备掩膜，用于保护不需要刻蚀的区域。
常用的掩膜材料包括光刻胶和金属掩膜。
通过光刻技术，将掩膜图形转移到掩膜材料上，并进行曝光和显影等步骤，最终形成掩膜。
4. 刻蚀在刻蚀过程中，需要使用ICP刻蚀机。
ICP刻蚀机利用高频电场和低频电场的耦合效应，在高真空环境中进行刻蚀。
首先将刻蚀目标材料放置在刻蚀室中，并加入刻蚀气体，如氟化物等。
然后，在高频电场的作用下，将刻蚀气体电离生成等离子体。
最后，利用等离子体的化学反应和物理碰撞效应，将刻蚀气体中的物质从刻蚀目标材料表面去除，实现刻蚀效果。
5. 清洗和检验刻蚀完成后，需要对刻蚀样品进行清洗，以去除残留的刻蚀剂和杂质。
常用的清洗方法包括溶剂清洗、超声波清洗和离子清洗等。
清洗完成后，需要对刻蚀样品进行检验，以验证刻蚀效果是否符合要求。
6. 后处理在ICP刻蚀工艺完成后，可能还需要进行后处理步骤，以进一步改善器件性能。
常见的后处理方法包括退火、沉积和离子注入等。
三、注意事项1. 安全操作：ICP刻蚀工艺需要在高真空环境下进行，操作人员需要具备相关安全知识和技能，严格遵守操作规程。
2. 刻蚀参数：刻蚀参数的选择对于刻蚀效果至关重要。
包括刻蚀气体的流量、功率、压力等参数，需要根据刻蚀目标材料的性质和要求进行调整。
微纳加工工艺流程
高通量微流控器件的设计与加工罗春雄掩模的制作掩模的制备是光刻中的关键步骤之一，其作用是在一个平面上有选择性的阻挡紫外光的通过，从而实现光刻胶的局部曝光。
掩模的图形及尺度由计算机设计完成，常用的设计软件有L-edit（目前最新版本为10.0）和AutoCAD等。
带有图形结构的掩模常用介质有透明膜和玻璃板，图形结构一般由透明和不透明的区域组成。
掩模有时也被称作原图或光刻版。
当分辨率要求不高时，掩模可用简单的方法来制备。
最常用的方法是使用高分辨率的激光照排机（3000dpi以上）将图形打印在透明胶片上，这种方法的误差一般为3-7µm，视激光照排机的精度而定。
当图形的尺度为10µm量级时，此法制成的掩模可近似视为精确。
使用激光照排机的优点在于设备易得，一般的出版社就有可以满足要求的机器；并且制作过程很简单，只需要一步打印。
图1采用L-edit设计的模版图。
通过电子束曝光的方法可以得到精度更高的掩模版，精度可达100nm甚至10nm级。
这种掩模版为金属掩模，所以不论是精度、寿命还是使用时的方便程度，均要优于打印方法制成的模版。
但它的缺点也十分明显：成本非常高（一块模版通常要上千元人民币），并且制作周期时间长。
还有其他一些方法可以得到掩模版，如准分子激光刻蚀和光学缩小等方法，这样得到的模版精度较高，但对设备的要求都比较高。
光刻胶光刻胶是由溶解在一种或几种有机溶剂中的光敏聚合物或预聚合物的混合物组成的，它是用光刻技术将掩模上的微结构精确转移到基片的关键媒介。
根据用途不同，有多种黏度、光学性质及物理化学性质不同的品种供选择。
光刻胶有两种基本的类型：一种是负型光刻胶，它们在曝光时发生交联反应形成较曝光前更难溶的聚合物；另一种是正型光刻胶，它们在曝光时聚合物发生链断裂分解而变得更容易溶解。
根据它们的特性，负型光刻胶显影后曝光部分被固定而非曝光部分被洗掉；正型光刻胶则是曝光的部分在显影后被洗掉，非曝光部分被固定。
微纳加工技术培训资料
微纳加工技术的工艺流程
光刻是微纳加工技术中的关键步骤之一，它利用光刻 胶作为掩模，通过曝光和显影等步骤将设计好的图形 转移到衬底上。光刻的分辨率和精度直接决定了加工 出来的微纳结构的尺寸和形状。
高精度、高集成度、高效率、低 成本等。
微纳加工技术的应用领域
半导体制造
微纳加工技术在半导体 制造领域应用广泛，如 集成电路、微电子机械
系统等。
生物医疗
在生物医疗领域，微纳 加工技术可用于制造微 型医疗器械、生物芯片
等。
航空航天
在航空航天领域，微纳 加工技术可用于制造微 型卫星、微型传感器等。
新能源
光电子器件的制造
光电子器件是光通信、光传感 等领域的重要元件，其制造需 要高精度、高稳定性的加工技 术。
微纳加工技术可以用于制造各 种光电子器件，如激光器、光 探测器、光调制器等。
微纳加工技术在光电子器件制 造中的应用，可以提高器件的 性能和稳定性，促进光电子技 术的发展。
纳米机器人的设计与制造
在新能源领域，微纳加 工技术可用于制造微型 太阳能电池、微型燃料
电池等。
微纳加工技术的发展趋势
纳米级制造
3D打印技术
随着科技的发展，微纳加工技术正向着纳 米级别发展，制造更小尺寸的器件和系统 。
3D打印技术与微纳加工技术结合，可以实 现更复杂结构的制造。
智能制造
跨学科应用
智能制造是未来制造业的发展方向，微纳 加工技术将与智能制造技术相结合，实现 高效、高精度的制造。
蚀刻工艺流程
蚀刻工艺流程蚀刻工艺是一种常见的微纳加工技术，广泛应用于集成电路制造、光学器件制造、微机械系统等领域。
蚀刻工艺通过化学溶液或者等离子体对材料表面的刻蚀，实现对微纳结构的加工。
本文将介绍蚀刻工艺的基本流程，以及常见的蚀刻方法和注意事项。
1. 蚀刻工艺流程。
蚀刻工艺的基本流程包括准备工作、蚀刻加工和后处理三个主要环节。
1.1 准备工作。
在进行蚀刻加工之前，首先需要准备好待加工的衬底材料。
通常情况下，衬底材料是硅片、玻璃片或者其他基片材料。
在准备工作中，需要对衬底表面进行清洁处理，以去除表面的杂质和污染物，保证蚀刻加工的质量和精度。
1.2 蚀刻加工。
蚀刻加工是蚀刻工艺的核心环节，通过化学溶液或者等离子体对材料表面进行刻蚀，实现对微纳结构的加工。
蚀刻加工的关键是选择合适的蚀刻溶液或者蚀刻气体，控制加工时间和温度，以及保证加工过程中的稳定性和一致性。
1.3 后处理。
蚀刻加工完成后，需要对加工后的样品进行后处理。
后处理工作包括清洗去除残留的蚀刻溶液或者蚀刻气体，以及对加工表面进行保护处理，防止表面氧化或者其他不良影响。
2. 常见蚀刻方法。
蚀刻工艺根据加工原理和加工方法的不同，可以分为干法蚀刻和湿法蚀刻两种基本方法。
2.1 干法蚀刻。
干法蚀刻是利用等离子体或者化学气相反应进行刻蚀的一种加工方法。
干法蚀刻具有加工速度快、加工精度高、污染少等优点，广泛应用于集成电路制造和光学器件制造等领域。
2.2 湿法蚀刻。
湿法蚀刻是利用化学溶液对材料表面进行刻蚀的一种加工方法。
湿法蚀刻具有操作简单、成本低廉等优点，适用于对材料表面进行精细加工和微纳结构加工。
3. 注意事项。
在进行蚀刻工艺时，需要注意以下几个方面的问题：3.1 安全防护。
蚀刻工艺涉及到化学溶液和气体的使用，操作人员需要做好相应的安全防护工作，避免接触有害物质对人体造成伤害。
3.2 设备维护。
蚀刻设备需要定期进行维护保养，保证设备的稳定性和加工精度。
3.3 加工参数。
微纳加工
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2、应用
侧壁光刻最初的工艺是光刻胶制作支撑结构，用
PECVD技术在光刻胶结构上沉积SiO2薄膜，用RIE （CF4气体）去除顶部的SiO2薄膜，最后用氧等离 子体去除光刻胶支撑结构。后来进行改进免去了 SiO2薄膜沉积环节，而对光刻胶结构进行硅烷基化 处理。
硅烷基化工艺是通过化学反应将硅原子植入光刻
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2 、应用
硅线条在RIE（反应离子刻蚀）过程的演变 RIE方法制作的纳米硅尖阵列
由上可以看出随着时间的增加，一方面刻蚀的深度增加，另一方面图形顶部的横向尺寸 减小。
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2 、应用
这是另一种横向抽减方法是：通过氧化将一部分硅转化为 二氧化硅，然后利用化学湿法腐蚀将二氧化硅部分腐蚀掉， 从而形成尖细的硅结构。常使用的腐蚀材料是氢氟酸，由 于刻蚀深度有限，故需要多次进行“氧化——腐蚀”的循环 过程。反之，也可以将硅腐蚀，保留二氧化硅，形成非常 窄细的沟道。
3
一、侧壁沉积法侧壁光刻
1、定义
2、应用
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1、定义
所谓侧壁沉积法，是通过向侧壁沉积薄膜材料的方法 制作窄细线条结构，通常又称为侧壁光刻或边缘光刻。
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2、应用
侧壁沉积法的加工过程：
(a) 用传统光刻与硅刻蚀方法制作大尺寸的支撑结 构 （b）在支撑结构外表面沉积一层二氧化硅薄膜材料 （c）将支撑结构顶部与底部的二氧化硅薄膜通过刻
（d）通过反应离子刻蚀将顶层的光刻胶剥离， 使其只露出锥尖部分 （e）作为支撑结构的硅全部腐蚀清除，留下 开口的金属锥形结构
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上图为该工艺过程的说明
二、横向抽减法
1、定义 2、应用
3、目的
4、其他方法
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1、定义
mems深槽加工工艺流程
mems深槽加工工艺流程mems（Micro-Electro-Mechanical Systems）深槽加工是一种用于制备微纳加工器件的工艺流程。
本文将详细介绍mems深槽加工的流程，并阐述其重要性和应用领域。
mems深槽加工是一种在硅基底上制备微米级或亚微米级深槽的工艺。
深槽是mems器件中的关键结构，可用于制作微加速度计、微压力传感器、微流体芯片等器件。
深槽加工的目的是为了提供器件所需的结构支撑和通道，以实现其功能。
mems深槽加工的工艺流程主要包括掩膜制备、光刻、腐蚀、清洗等步骤。
首先，需要通过软件设计出mems器件的掩膜图案，然后将该图案转移到掩膜材料上。
接下来，在硅基底上涂覆一层光刻胶，并将掩膜与光刻胶对准，暴光形成光刻图案。
然后，通过化学腐蚀或物理腐蚀的方式，将光刻图案转移到硅基底上。
最后，进行清洗和检验，以确保深槽加工质量。
在mems深槽加工中，掩膜制备是关键步骤之一。
掩膜确定了深槽的形状和位置，直接影响到后续的加工结果。
掩膜制备通常使用光刻技术，通过对光刻胶进行曝光和显影，形成所需的光刻图案。
这需要高精度的光刻设备和优质的光刻胶，以确保掩膜图案的精确性和清晰度。
在mems深槽加工中，腐蚀是制备深槽的关键步骤之一。
腐蚀的方式主要有湿法腐蚀和干法腐蚀两种。
湿法腐蚀是利用酸或碱溶液对硅材料进行腐蚀，通过控制腐蚀液的浓度和腐蚀时间，可以制备出所需的深槽结构。
干法腐蚀则是通过在高温和高真空环境下，利用气相反应对硅材料进行腐蚀。
腐蚀的选择取决于所需的深槽结构和加工精度。
除了制备mems器件的深槽结构，mems深槽加工还需要进行清洗和检验。
清洗可以去除加工过程中产生的污染物和残留物，以确保器件的纯净度和可靠性。
检验则是对加工后的器件进行形貌、尺寸和性能等方面的测试，以确保加工质量符合要求。
mems深槽加工在微纳加工领域具有广泛的应用。
例如，在微加速度计中，深槽可以用于支撑和固定加速度感应结构，提高器件的灵敏度和稳定性。
集成电路制造中的微纳加工工艺研究
集成电路制造中的微纳加工工艺研究集成电路是现代电子技术中最为重要的一环，它将数量庞大的电子器件集成在一起，构成电子系统。
而微纳加工技术则是制造集成电路必不可少的工艺之一。
本文将围绕着微纳加工工艺在集成电路制造过程中的应用进行探讨，包括其基本原理、工艺流程、新技术及其应用前景等方面，以期为读者提供更全面的了解。
一、微纳加工的基本原理微纳加工是以微米(μm)甚至纳米(nm)为尺度，通过加工和制备工艺，将精密的器件结构化。
在集成电路制造中，微纳加工技术主要用于制造器件的元件结构，例如晶体管和电容等。
微纳加工的基本流程主要包括：光刻、蚀刻和薄膜沉积等。
其中，光刻是指通过光过程将图形转移到光刻胶层上，用以制备微米级别的图案。
蚀刻工艺是将图案通过化学或物理腐蚀，加工出想要的结构形状。
薄膜沉积是将各种材料的薄膜在器件表面沉积，并通过控制厚度和材料性质，使其满足器件元件制备的要求。
二、微纳加工的工艺流程在集成电路制造中，微纳加工通常需要进行多次加工流程，每一次都需要保证加工精度，否则将会影响到器件性能。
微纳加工的流程如下：1.洁净度预处理。
在加工器件之前，需要对加工工艺室进行高度洁净的处理，以确保器件的纯度和结构精度。
2.光刻。
在芯片表层涂刷光刻胶，并利用掩模对光胶进行曝光，最终形成特定的图形。
3.显影。
将光胶显影后，利用显影液将光刻胶中未曝光的部分洗掉，从而形成具有特定结构的物质。
4.蚀刻。
对光刻后的物质进行蚀刻，以达到需要的结构形状。
5.清洗。
对蚀刻后的物质进行清洗，去除多余杂质，以确保器件能够正常工作。
三、新技术及其应用前景随着技术的不断进步，微纳加工技术也在不断发展，其中一些新技术正在逐渐成熟并被广泛应用。
1.深紫外光刻技术。
与传统光刻技术相比，深紫外光刻技术具有更高的分辨率和更好的控制性能，可以制备出更小的结构。
2.微纳立体雕刻技术。
该技术可以制造出更加复杂的立体结构，使得器件可以以更多样的方式进行使用。
利用微纳加工工艺制作薄膜晶体管的工艺流程
利用微纳加工工艺制作薄膜晶体管的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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《微纳加工技术》课件
聚焦离子束技术
特点：精度高、可控性好、 可加工复杂结构
原理：利用高能量的离子束 轰击材料表面，形成微纳结 构
应用：微纳电子、微纳光学、 微纳机械等领域
发展趋势：与光刻技术相结 合，提高加工精度和效率
化学气相沉积技术
原理：通过化学反应在气相中形成 薄膜
应用：广泛应用于微电子、光电子 等领域
添加标题
热管理：微纳加工 技术用于制造高性 能的热管理设备， 如热交换器、散热 器等
06
微纳加工技术的挑战与 展望
微纳加工技术的挑战
精度要求高：需要达到纳 米级精度
材料选择困难：需要选择 适合微纳加工的材料
工艺复杂：需要掌握多种 微纳加工工艺
成本高昂：微纳加工设备 的研发和制造成本高
微纳加工技术的发展趋势
2004年，美国科学家查尔斯·利伯发明 纳米碳管，为纳米材料研究提供新方向
2010年，美国科学家乔治·怀特塞兹发 明石墨烯，为纳米电子学研究提供新领 域
03
微纳加工技术的基本原 理
微纳加工技术的物理基础
微纳加工技术的基本原理： 利用物理或化学方法，在微 米或纳米尺度上对材料进行 加工
物理基础：包括光学、电学、 磁学、热学等物理原理
微纳加工技术在生物医学 领域的应用
微纳加工技术在生物医学 领域的优势
微纳加工技术在生物医学 领域的挑战
微纳加工技术在生物医学 领域的未来发展趋势
能源领域的微纳加工技术应用
太阳能电池：微纳 加工技术用于提高 太阳能电池的效率 和稳定性
燃料电池：微纳加 工技术用于制造高 性能的燃料电池电 极
储能设备：微纳加 工技术用于制造高 性能的储能设备， 如超级电容器、锂 离子电池等
icp刻蚀工艺流程
icp刻蚀工艺流程ICP刻蚀工艺流程ICP刻蚀是一种常见的微纳加工技术，广泛应用于半导体、光电子、微纳电子等领域。
本文将介绍ICP刻蚀工艺的流程。
一、工艺准备在进行ICP刻蚀之前，需要进行一系列的工艺准备工作。
首先，需要选择合适的刻蚀气体和刻蚀液。
常用的刻蚀气体有氟化氢、氧气等，而刻蚀液则根据材料的不同而不同。
其次，需要选择合适的刻蚀设备，并对设备进行清洁和检查，确保其正常工作。
最后，需要准备好样品，包括样品的尺寸、形状和材料。
二、装载样品在ICP刻蚀工艺中，样品是放置在刻蚀设备的夹持台上进行刻蚀的。
在装载样品之前，需要对夹持台进行清洁，并确保夹持台与样品表面之间没有杂质或污染物。
然后，将样品放置在夹持台上，并通过真空吸附或机械固定的方式固定样品，以保证刻蚀过程中样品的稳定性。
三、真空抽气在开始ICP刻蚀之前，需要将刻蚀设备中的气体抽取出来，以建立一个较高的真空环境。
通过真空泵将刻蚀室内的气体抽走，直到达到所需的真空度。
真空度的选择要根据刻蚀材料和工艺要求来确定，一般要求真空度在数十帕以下。
四、气体进入当真空度达到要求后，可以开始向刻蚀室内注入刻蚀气体。
刻蚀气体进入刻蚀室后，要经过一系列的处理，如通过气体分配系统进行分配和调节，然后进入反应室与样品发生化学反应。
在进入反应室之前，刻蚀气体还需要通过净化系统去除其中的杂质和污染物。
五、放电激发当刻蚀气体进入反应室后，需要通过高频电场的激发使其变为等离子体。
这一步骤称为放电激发，其目的是提高等离子体的密度和活性。
放电激发可以通过射频电源或微波电源来实现，具体的选择要根据刻蚀材料和工艺要求来确定。
六、刻蚀过程在放电激发后，等离子体将与样品表面发生化学反应，从而实现刻蚀效果。
刻蚀过程中，需要控制刻蚀气体的流量、功率和时间等参数，以实现所需的刻蚀速率和刻蚀深度。
同时，还需要通过监测和调节等离子体的密度和温度等参数，以保证刻蚀过程的稳定性和一致性。
七、刻蚀结束当刻蚀达到预定的深度或时间后，刻蚀过程结束。
芯片微纳制造技术
目录
CONTENTS
• 绪论 • 芯片微纳制造基础技术 • 芯片微纳制造高级技术 • 芯片微纳制造设备与材料 • 芯片微纳制造工艺与流程 • 芯片微纳制造技术应用领域与市
场前景
01
绪论
芯片微纳制造技术的定义与重要性
定义
芯片微纳制造技术是指在微米和纳米尺度上，通过一系列精 密的制造工艺和技术手段，将电子元器件、电路和系统集成 在微型芯片上的技术。
AI芯片
采用微纳制造工艺，设计专用AI芯片，提高人工智能算法的处理 速度和效率。
神经网络芯片
利用微纳制造技术实现模拟神经网络运算的芯片，加速人工智能 应用的发展。
智能传感器芯片
结合人工智能算法，通过微纳制造技术实现智能传感器芯片，提 升感知数据处理能力。
市场前景展望
1 2
市场规模增长
随着5G、物联网、人工智能等技术的快速发展， 芯片微纳制造技术的市场需求将持续增长。
物联网领域应用
嵌入式芯片
01
微纳制造技术可生产出体积更小、功耗更低的嵌入式芯片，广
泛应用于物联网终端设备。
通信芯片
02
利用微纳制造技术实现低功耗、远距离通信的芯片，满足物联
网设备间通信需求。
传感器芯片
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ03
物联网需要大量传感器来感知环境，微纳制造的传感器芯片具
有高灵敏度、低成本等优点。
人工智能领域应用
现状
目前，芯片微纳制造技术已经达到了非常高的水平，实现了在极小空间内集成 数十亿个晶体管和其他电子元器件。主流的制造技术包括CMOS工艺、MEMS 技术、光刻技术等，且不断有新的工艺和技术涌现。
未来发展趋势与挑战
发展趋势
微纳系统的制备及其应用
微纳系统的制备及其应用近年来，随着科技的发展，微纳技术得到了研究和应用的广泛关注。
微纳技术是指在微米和纳米尺度下进行材料加工、器件制备和系统集成等过程的新兴技术。
微纳技术有着广泛的应用领域，例如生物医学、信息通信、能源环保等，成为未来的研究和发展热点。
一、微纳系统的制备微纳系统的制备是微纳技术的核心，并且它涉及到多学科的知识。
微纳系统的制备过程中，需要掌握微纳加工工艺、微纳材料制备技术、微纳器件设计等多种技术，具体流程如下：1. 微纳加工工艺微纳加工工艺是微纳系统的主要制备过程，主要包括光刻、薄膜制备、离子注入、蚀刻、电沉积等多个阶段。
其中，光刻是制备微纳器件的核心工艺，是利用光刻胶对半导体材料进行图案转移的过程。
2. 微纳材料制备技术微纳材料制备技术是微纳系统的重要基础，主要包括化学气相沉积、物理气相沉积、溶液沉积等制备方式。
其中，化学气相沉积是制备纳米材料的主要工艺，可以制备出高质量、高纯度、高稳定性的纳米材料。
3. 微纳器件设计微纳器件设计是微纳系统中非常重要的环节，主要包括电子器件、光学器件、传感器等设计，在设计过程中需要考虑器件的耐受能力、器件的尺寸和结构等多个方面。
二、微纳系统的应用微纳系统的应用非常广泛，涉及到多个领域，下面从生物医学、信息通信和能源环保三个方面来介绍微纳系统的应用。
1. 生物医学领域微纳系统在生物医学领域的应用主要包括微型医疗器械、药物递送、细胞研究等方面。
例如，微纳系统可以制备出具有微型尺寸的医疗器械，比如微型注射器、微型手术刀、微型内窥镜等，这些器械可以达到更精准、更少侵入的治疗效果。
此外，微纳系统还可以用于制备药物递送系统，通过精准的释放机制，将药物递送到目标位置并达到精准治疗的效果。
2. 信息通信领域微纳系统在信息通信领域的应用主要包括微型传感器、微波器件等方面。
例如，微纳系统可以制备出小型传感器，它们可以监测空气、水和土壤中的细微变化，并将数据传输到计算机控制系统中。
微纳机械系统的设计与制造
微纳机械系统的设计与制造随着科技的不断发展，微纳技术在各个领域的应用越来越广泛。
微纳机械系统作为其中的重要组成部分，具有小型化、高精度、多功能等特点，在微流控、生物医学和物联网等领域得到广泛应用。
本文将重点介绍微纳机械系统的设计与制造的相关技术和方法。
一、微纳机械系统概述微纳机械系统（Micro-nano Mechanical Systems, MNMS）是指在微观和纳米尺度上设计和制造的机械结构。
这些系统通常由微型传感器、执行器和微电子元件组成，能够实现微小尺寸、低功耗和高性能的特点。
微纳机械系统的设计与制造需要综合应用微纳加工工艺、MEMS （Micro Electro Mechanical Systems）技术和纳米技术等方面的知识和技术手段。
二、微纳机械系统的设计微纳机械系统的设计是保证其性能和功能的关键环节。
设计过程中需要考虑以下几个方面：1. 功能需求分析：根据系统的使用要求，明确系统的功能需求，包括传感、执行、信号处理、通信等方面需求。
2. 工作环境分析：了解系统将使用的工作环境条件，考虑温度、湿度、振动等因素对系统性能的影响。
3. 结构设计：包括材料选择、结构尺寸确定、力学模型建立等。
根据功能需求和工作环境条件，选用适合的材料，并确定各个部件的尺寸和结构。
4. 电气设计：针对系统的传感器、执行器和电子元件，进行电气设计，包括电路原理图设计和PCB布局设计。
5. 系统模拟与分析：使用CAD软件或有限元分析软件对系统进行模拟和分析，验证设计的可行性和性能参数。
三、微纳机械系统的制造微纳机械系统的制造是将设计好的结构实现为实际器件的过程。
微纳机械系统的制造流程通常包括以下步骤：1. 微纳加工工艺准备：根据设计要求，选择合适的微纳加工工艺，如光刻、电子束曝光、干法刻蚀、湿法刻蚀等。
2. 薄膜沉积与制备：将所需的薄膜材料沉积到基片上，采用物理、化学气相沉积、溅射等方法。
3. 定位和对准：通过显微镜等设备进行对准操作，确保器件的位置和尺寸精度。
干法刻蚀工艺的流程
干法刻蚀工艺的流程干法刻蚀工艺是一种常用的微纳加工方法，广泛应用于半导体器件制造、光学器件制备、微电子学等领域。
该工艺通过利用干法刻蚀剂对材料表面进行物理或化学刻蚀，实现对材料的精确加工和微纳结构的制备。
下面将详细介绍干法刻蚀工艺的流程。
一、工艺准备在进行干法刻蚀之前，需要进行一系列的准备工作。
首先，需要选择合适的刻蚀剂和刻蚀设备。
常用的刻蚀剂包括氧气、氯气、氟化物等，刻蚀设备一般为反应腔室，具备稳定的温度、压力和气体流动条件。
其次，需要准备待刻蚀的衬底材料，通常为硅、石英等。
最后，要确保操作环境的洁净度和安全性，以避免外界因素对刻蚀过程的干扰和危险事故的发生。
二、设备预处理在进行干法刻蚀之前，需要对刻蚀设备进行预处理。
首先，将刻蚀设备的腔室进行清洁，去除杂质和污染物。
然后，进行真空抽气，将腔室内的气体抽除，以确保刻蚀过程的稳定性和纯净度。
接下来，对刻蚀设备进行加热处理，将腔室的温度升高至适宜的刻蚀温度。
最后，进行气体注入，将所需的刻蚀剂气体引入腔室。
三、样品处理在进行干法刻蚀之前，需要对待刻蚀的样品进行处理。
首先，将待刻蚀的样品放置在刻蚀设备的样品台上，并固定好位置。
然后，对样品进行清洁，去除表面的污染物和杂质，以提高刻蚀效果和加工质量。
接下来，对样品进行预处理，如涂覆保护层或光刻胶等，以保护待刻蚀区域或定义刻蚀图案。
最后，将样品放置在刻蚀设备的腔室中，准备进行刻蚀加工。
四、刻蚀过程在进行干法刻蚀之前，需要设置好刻蚀的参数。
首先，设定刻蚀剂的流量和温度，以控制刻蚀剂的供应量和活性。
然后，设定刻蚀时间，以控制刻蚀的深度和速率。
接下来，设定刻蚀设备的压力和功率，以控制刻蚀过程的稳定性和效果。
最后，启动刻蚀设备，开始进行刻蚀加工。
在刻蚀过程中，刻蚀剂会与样品表面发生反应，使其发生物理或化学变化，进而实现材料的刻蚀。
通过控制刻蚀剂的流量、温度和时间等参数，可以控制刻蚀的深度和形貌，实现对材料的精确加工。
刻蚀工艺流程
刻蚀工艺流程刻蚀工艺是一种常用的微纳加工技术，用于制备微细结构、图案或器件。
刻蚀工艺通常包括以下几个步骤：准备衬底、光刻固化、刻蚀加工和清洗处理。
首先是准备衬底。
衬底通常采用硅片或玻璃片，其表面需要进行清洗和去除杂质处理，以确保刻蚀过程的精确度和稳定性。
第二步是光刻固化。
光刻是刻蚀工艺中必不可少的一步，主要用于制备模板图案。
首先，在衬底表面涂上一层感光胶，然后将模板图案通过照相机或激光曝光到感光胶上，形成暴露和未暴露的区域。
暴露过程中，通过模板图案上的透明和不透明区域的遮光作用，使得胶层在暴露区域发生物理或化学变化。
未暴露区域的胶层则保持不变。
接下来是刻蚀加工。
刻蚀加工通过化学反应将暴露区域的胶层或衬底材料去除，从而形成图案或结构。
刻蚀加工可以分为湿刻蚀和干刻蚀两种方式。
湿刻蚀是利用酸、碱或其他溶液对衬底进行腐蚀。
一般情况下，刻蚀液与刻蚀时间会根据所需的刻蚀深度和刻蚀速率进行调整。
湿刻蚀过程中，需要对刻蚀液的温度、浓度和流速进行精确控制，以确保刻蚀过程的准确性。
干刻蚀是通过物理或化学反应将暴露区域的胶层或衬底材料去除。
常用的干刻蚀技术包括物理刻蚀、放电刻蚀和等离子体刻蚀等。
干刻蚀通常需要在低真空或高真空的环境下进行，以保证刻蚀过程的精确和稳定。
最后是清洗处理。
刻蚀加工完毕后，需要对衬底进行清洗处理，以去除残留的感光胶和刻蚀液。
清洗处理可以采用不同的溶剂和清洗工艺，如超声波清洗、旋转式清洗等。
清洗处理的目的是保持衬底表面的干净和平滑，以便进行后续的加工或测试。
总结起来，刻蚀工艺流程主要包括准备衬底、光刻固化、刻蚀加工和清洗处理。
这些步骤的精确性和稳定性对于微纳加工的质量和性能至关重要，因此需要严格控制每个步骤的工艺条件和参数。
同时，刻蚀工艺的发展和突破将进一步推动微纳加工技术的创新和应用。
nmi生产工艺
nmi生产工艺NMI（Negative Metal Ion）生产工艺是一种先进的微纳加工技术，它在半导体、光电子和微纳器件等领域具有广泛的应用。
NMI工艺的核心是利用特殊的化学方法将金属离子还原成金属原子，并将其沉积在特定的衬底上，以形成所需的微纳结构。
一、引言NMI生产工艺是一种高精度、高效率的微纳加工技术，它能够实现纳米级别的金属结构制备。
与传统的物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）技术相比，NMI工艺具有更低的成本、更高的产量和更好的材料利用率。
因此，NMI技术在半导体器件、光电器件、传感器和微纳机械等领域得到了广泛应用。
二、NMI生产工艺流程1．衬底准备：首先，选择适合的衬底作为NMI结构的基础材料。
常见的衬底材料包括硅、玻璃、石英等。
衬底表面需要进行清洁和处理，以确保金属原子的均匀沉积和良好附着。
2．金属离子溶液制备：制备含有目标金属离子的溶液。
通常，金属离子溶液是通过将金属盐溶解在适当的溶剂中获得的。
溶液的浓度、纯度和稳定性对最终产品的质量和性能有重要影响。
3．金属离子还原：将金属离子还原成金属原子是NMI工艺的核心步骤。
这一步骤通常通过化学还原反应实现，其中还原剂将金属离子还原为金属原子。
常用的还原剂包括氢气、硼氢化钠等。
在这一步骤中，需要控制反应条件，如温度、压力和反应时间，以确保金属原子的均匀生成和沉积。
4．金属原子沉积：将还原生成的金属原子沉积在衬底上，形成所需的微纳结构。
沉积过程可以通过控制溶液的浓度、温度和沉积时间等参数来实现。
此外，还可以利用模板或掩膜技术来定义沉积区域的形状和尺寸。
5．后处理：最后，对制备的NMI结构进行必要的后处理，如清洗、退火和表征等。
清洗过程旨在去除残留的化学物质和杂质，提高产品的纯净度。
退火处理可以改善金属结构的结晶性和稳定性。
表征步骤则用于评估产品的性能和质量，常用的表征方法包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）等。
微纳工艺技术
微纳工艺技术微纳工艺技术是一种应用于微纳米器件制备的工艺技术，它的核心思想是通过精确控制和处理微纳米尺度的材料和结构，从而获得优异的性能和特殊功能。
微纳工艺技术已经在电子、光电子、纳米材料等领域取得了重要进展，并广泛应用于传感器、集成电路、MEMS等器件的制造。
微纳工艺技术的基本流程包括三个关键步骤：光刻、薄膜沉积和微纳米加工。
光刻是通过光刻胶和光刻机将需要的图形模式转移到基片表面的过程。
薄膜沉积是指将各种材料的薄膜沉积在基片表面。
微纳米加工是通过一系列的物理、化学和生物学处理，去除或改变薄膜材料，形成所需要的结构和功能。
微纳工艺技术的核心是精确控制和调节材料在微纳米尺度上的物理、化学和形态特征。
其中的关键技术包括：纳米颗粒合成、纳米线的生长、纳米键合和纳米尺寸的测量。
这些技术不仅要求能够控制材料的尺寸和形状，还要能够调节材料的表面性质和结构。
微纳工艺技术在电子器件制造方面的应用非常广泛。
例如，现代集成电路制造中，微纳工艺技术被用来制造纳米级别的晶体管和电容器，从而使得集成电路的性能大幅提升。
此外，微纳工艺技术还可以用来制造光电子器件，如光纤通信中的光纤放大器和光路开关等。
除了电子领域，微纳工艺技术还在生物领域产生了重要的应用。
例如，微纳工艺技术可以用来制造微流控芯片，实现对生物样品的精确操控和检测。
此外，微纳工艺技术还可以用来制造纳米生物传感器，实现对生物分子的高灵敏度检测，从而在医学和生物学研究中发挥重要作用。
微纳工艺技术的发展离不开先进的设备和工艺。
例如，光刻机的精确控制和高分辨率是实现纳米级精度的关键。
此外，薄膜沉积技术的进步、离子束刻蚀技术的发展等也为微纳工艺技术提供了强大的支持。
总之，微纳工艺技术是一种应用于微纳米器件制备的重要技术，它通过精确控制和处理材料和结构，可以获得优异的性能和特殊功能。
随着设备和工艺的不断发展，微纳工艺技术将在电子、生物等领域发挥越来越重要的作用，推动科学研究和技术创新的进一步发展。
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高通量微流控器件的设计与加工罗春雄掩模的制作掩模的制备是光刻中的关键步骤之一，其作用是在一个平面上有选择性的阻挡紫外光的通过，从而实现光刻胶的局部曝光。
掩模的图形及尺度由计算机设计完成，常用的设计软件有L-edit （目前最新版本为10.0 ）和AutoCAD等。
带有图形结构的掩模常用介质有透明膜和玻璃板，图形结构一般由透明和不透明的区域组成。
掩模有时也被称作原图或光刻版。
当分辨率要求不高时，掩模可用简单的方法来制备。
最常用的方法是使用高分辨率的激光照排机（3000dpi以上）将图形打印在透明胶片上，这种方法的误差一般为3-7 口，视激光照排机的精度而定。
当图形的尺度为10pm量级时，此法制成的掩模可近似视为精确。
使用激光照排机的优点在于设备易得，一般的出版社就有可以满足要求的机器；并且制作过程很简单，只需要一步打印。
图1采用L-edit设计的模版图。
通过电子束曝光的方法可以得到精度更高的掩模版，精度可达100nm甚至10nm级。
这种掩模版为金属掩模，所以不论是精度、寿命还是使用时的方便程度，均要优于打印方法制成的模版。
但它的缺点也十分明显：成本非常高（一块模版通常要上千元人民币），并且制作周期时间长。
还有其他一些方法可以得到掩模版，如准分子激光刻蚀和光学缩小等方法，这样得到的模版精度较高，但对设备的要求都比较高。
光刻胶光刻胶是由溶解在一种或几种有机溶剂中的光敏聚合物或预聚合物的混合物组成的，它是用光刻技术将掩模上的微结构精确转移到基片的关键媒介。
根据用途不同，有多种黏度、光学性质及物理化学性质不同的品种供选择。
光刻胶有两种基本的类型：一种是负型光刻胶，它们在曝光时发生交联反应形成较曝光前更难溶的聚合物；另一种是正型光刻胶，它们在曝光时聚合物发生链断裂分解而变得更容易溶解。
根据它们的特性，负型光刻胶显影后曝光部分被固定而非曝光部分被洗掉；正型光刻胶则是曝光的部分在显影后被洗掉，非曝光部分被固定。
下面分别介绍这两种光胶： a.负光胶负光胶曝光中发生的光化学反应比正光胶相对简单。
例如Minsk于1954卖给Eastman Kodak公司的专利，应用的是聚乙烯醇肉桂酸酯中的肉硅酸部分的双键对紫外线敏感，双键之一被打开后形成双游离基，这些双游离基不稳定，很快与其他游离基间相互连接，形成新的碳-碳链，并与其他线形分子交联形成更大的聚合物分子。
与曝光前相比，聚合物变得更不易溶解且抗化学侵蚀性更强，因而未曝光的部分可被显影液溶解而去掉。
此即为KPR（柯达光刻胶）和其他负胶的基本原理。
我们实验室常用的负光胶是国产的BP系列，特点是光胶薄（1-3丽，附着力极好，分辨率高，但缺点是难去除。
另一种具有代表性的光敏聚合物为SU-8。
它是一种环氧型聚合物材料，因为平均一个单体分子中含有8个环氧基，因此名称中有8,其结构如图2所示。
SU-8光学透明性、硬质、光敏的独特性质，在微加工材料中独树一帜。
主要特点如下：高机械强度；高化学惰性；可进行高深宽比、厚膜和多层结构加工。
由于它在近紫外区光透过率高，因而在厚胶上仍有很好的曝光均匀性，即使膜厚达100 所得到的图形边缘仍近乎垂直，深宽比可达50: 1。
图2 SU-8单体的典型结构。
SU-8是机理和材料完全不同的一类负光刻胶。
该胶可溶于GBL （gamma-butyrolactone ）溶液中。
溶剂的量决定了黏度，从而也决定了可能的涂覆厚度，不同的型号可合适做不同的厚度，最常见的是10 E到100小。
弓I发剂三苯基硫盐按SU-8量的10%%比例加入。
SU-8在前烘中有很好的自平整能力。
经100°C以上固化后，交联的SU-8有较强的抗腐蚀性，热稳定性大于200o G高温下可耐pH值13的碱性溶液的侵蚀。
SU-8的光反应机理：光刻胶中的光引发剂吸收光子发生光化学反应，生成一种强酸，其作用是在中烘过程中作为酸性催化剂促进发生交联反应。
只有曝光区域的光胶才含有这样形成的强酸，未曝光区域则不含有。
交联反应链式增长，每一个环氧基都能与同一分子或不同分子中的其他环氧基反应。
交联反应形成了致密的交联网络结构不溶于显影液PGME中。
b.正光胶正光胶的有关技术主要来自含氮染料、印刷和复印工业。
正光胶基于重氮盐和二叠氮化物的两个反应。
在碱性条件下，重氮盐或二叠氮化物很快与酚类偶合剂发生几乎定量的反应，形成各种有色且难溶的染料，其颜色和溶解性取决于二叠氮化物和偶合物的结构。
上述两种成分在偏酸性缓冲液中则不发生反应。
显影液提供的碱性条件则可引发耦合反应。
二叠氮化物经紫外线曝光发生分解反应，释放出氮气，在显影过程中无法再发生耦合反应，而是形成容易被溶解的产物。
很多常用的正光胶含有不同烷基的萘醌二叠氮化物，具有不同的粘性、溶解性和其他特性。
该类叠氮化物在紫外线照射下分解并重排生成乙烯酮，在潮湿气氛下进一步转化成羧基酸茚。
在碱性溶液中显影时，羧基酸茚被溶解，即曝光的光胶部分被溶解，而未被曝光的叠氮化物之间与共存的酚类化合物在碱性显影液中发生耦合反应，形成胶连的难溶物。
通常原理可用图3表示：图3 正光胶的有关化学反应。
我们实验室常用的正光胶有 AZ 公司的一系列产品，如 AZ50、AZ5214、AZ9260等。
它们都有不同的特性，如 AZ50的黏度比较大，可以用于制作厚胶模版（10-60 g 厚）；AZ5214则为薄胶（1-3血，分辨率较高，作掩模的耐腐蚀性也很好。
光刻标定高度曲线图（SU-8 3000系列）Spirt Sp^ed^rpm]Spin speed vs.Thickness for SU-8 5000 resiitifZOC2-J\\AA\\\\naX、1j ----------------- ------------------i4 1■—■____________________^=3 : ----- j-—1010T-$OE 3005Ifl&Orpn lSO^rpm iOOOrpm JSOOrpm 3000 rpn 35OOrpm ^OOOrprn光胶的涂布光胶的均匀涂布是通过甩胶机完成的。
先将基片（通常是硅片衬底）置于甩胶机的转盘上，基片在真空的作用下被吸在盘上。
液体光刻胶被置于基材的中间。
基片在转动盘的带动下快速旋转，一般先用较低速运转数秒使胶散开，然后再以高速运转使胶在离心力的作用下均匀的覆盖在基片上，此过程称旋涂（Spi n-Coati ng ）。
涂敷光胶层的厚度取决于光胶黏度和旋转的速度。
此外，光胶预烘烤的温度和时间、光胶的施加量及环境温度也有一定影响。
甩胶通常要在超净间内进行，否则有两个原因可以导致缺陷：甩胶和曝光时空气中的微尘颗粒和液体光胶中含有沾污的颗粒。
超净间内微尘的数量一般为千级（每立方英尺空气中的直径大于0.5⑴的微粒数低于1000个），局部为百级，可以很好的保证甩胶的质量。
另外，有些光胶与硅片衬底之间的附着力并不是很好，这会影响甩胶的厚度均一性，同时也会增大显影的难度。
解决的方法为在硅片上预先涂上一层物质，使光胶的附着力增强。
对于AZ系列的光胶，常用的物质为HMDS它可以很好的增加其附着力。
光刻及显影光胶涂布后，要进行前烘烤，使液态光胶固化，称为前烘。
前烘时间一般为3-5分钟，具体要依照光刻胶的种类和厚度。
一般曝光设备大多采用紫外光源如汞灯，且具有X-Y方向的对位功能，简易式的可只需一个汞灯光源。
图4北大微流与纳米技术中心的紫外曝光机。
经过光刻，可将掩模上的图形转移到硅片上。
具体过程为，在曝光间内，将前烘好的基片置于曝光台上，再将掩模置于其上。
之后进行紫外曝光,曝光机在曝光的区域内光强的误差一般会小于5%这使得整个基片上的光刻胶可以均匀的进行曝光。
曝光时间一般由光胶厚度决定。
如图曝光后的光胶经过显影就完成了对掩模上图形的转移。
使用正光胶时，显影得到的图形与所用掩模的图像相同；使用负光胶时，显影得到的图形与掩模上的图形相反。
利用掩模图形的灰度变化或在掩模之上加带有光透过率梯度的滤光片还可能在光胶上进行不同程度的曝光，从而形成立体结构。
根据不同的需要，显影后有时要进行定影和后烘烤，以保证图形的平整度和坚固性。
总结：光刻工艺：一、光刻前首先把硅片放在195 C热板上烘烤5分钟，目的是烘干水分。
二、按甩胶，前烘，曝光，后烘，显影，吹干步骤完成由掩模上的图形转移到光刻胶上。
三、使用台阶仪对高度进行进一步测定，以及记录5所示:11PDMS 勺塑模聚二甲基硅氧烷（polydimethylsilicone）简称PDMS 俗称硅橡胶，是当前应用最多的微流芯片材料之一。
PDMSb 于具有独特的弹性，良好的透光 性，高介电性，化学惰性，无毒，容易加工，价格便宜而得到广泛的应用。
PDMS 容易由单体和交联剂的预聚物热交联而得到固体状态。
PDMS 寸300nm 以 上的光有很好的光透性。
图6 PDMS 聚合后的分子式和实物 A 胶（单体）与 B 胶（胶联剂）80o C 的恒温箱内30分钟，PDM 院全固化后，将其从模具上剥离，即可得到有图形的 PDMS 为了使PDM 離够完整的从模具上剥离，通常要在往模具上倒 液态PDMS ＞前，对模具用三甲基氯硅烷在气相中处理几分钟，以防止再塑模过程中 图7 PDMS 勺铸模过程。
通过控制单体和交联剂的比例可以调节 PDMS 勺硬度。
通常，交联剂的比例越高，硬度越大。
将搅匀的液态 PDMS 倒在模具上，等到无气泡时，放至UPDMS 勺粘附。
图7为制作芯片PDMS 部分的示意图:剥离PIME3带有图形的PDMSnrumfirL12b. PDMS 芯片的封合通常需要封合的为 PDMS 与 PDMS 或 PDMS 与玻璃。
PDMS 与 PDMS 之间的封合通常采用热封合的办法。
将需要封合的两块 压力，再放入恒温箱内加热 2-3小时，即可完成封合。
图8北大微流与纳米技术中心空气等离子体处理器。
PDMS 与玻璃（通常为载玻片）之间的封合通常采用等离子辅助键合的方法。
用氧离子轰击玻璃和 PDMS 的表面，可以提高其表面活性，之后通过一 定的压力即可使二者永久键合。
等离子辅助键合的方法由于不需要高温高压等条件，故能够很好的保持芯片上的图形。
同时，等离子体轰击表面还有助 于表面的净化。
由于此方法有很多优点，所以得到了广泛的应用。
总结：PDM S^注膜以及芯片粘合:1. 配置A:B=10: 1的PDMS 勺30克，搅拌均匀后等倒入模具盒子内等气泡消失。
2. 放入75度烘箱30分钟。
3. 取出冷却后按不同区域用刀片切好。
PDMS 放在一起并施以很小的4. 用1.0mm直径的打孔器在对应的位置打孔5. 清洁好表面后，放入等离子处理机内中空气等离子体处理1分钟后取出粘合，放到烘箱内烘烤过夜13。