第二章行微纳米加工原理和过程·典型的微纳米加工流程工艺设备加工图形和最终结构研究成果原材料及工结构加工步骤和器件测(论文、专艺艺设计试利、产品)(1,2,3,M)(1,2,3,P)表征测试(1,2,3,N)加工过程
• 典型的微纳米加工流程 加工过程 原材料及工 艺艺设计 工艺设备 加工步骤 (1,2,3,M) 加工图形和 结构 (1,2,3,P) 表征测试 (1,2,3,N) 最终结构 和器件测 试 研究成果 (论文、专 利、产品) 第二章 微纳米加工原理和过程
第二章微纳米加工原理和过程微纳加工材料材料种类多样化,选择合适的材料常见的材料性质·材料(晶体)结构:单晶、多晶、晶向等机械特性:致密性、表面粗糙度、颗粒度等化学特性:抗刻蚀性,热变形、热分解等电磁学:方阻、电阻率、掺杂浓度、磁滞曲线等光学:反射率、吸收率等力学:硬度、杨氏模量其他
第二章 微纳米加工原理和过程 • 微纳加工材料 – 材料种类多样化,选择合适的材料 – 常见的材料性质 • 材料(晶体)结构:单晶、多晶、晶向等 • 机械特性:致密性、表面粗糙度、颗粒度等 • 化学特性:抗刻蚀性,热变形、热分解等 • 电磁学:方阻、电阻率、掺杂浓度、磁滞曲线等 • 光学:反射率、吸收率等 • 力学:硬度、杨氏模量 • 其他 • 微纳加工材料 – 材料种类多样化,选择合适的材料 – 常见的材料性质 • 材料(晶体)结构:单晶、多晶、晶向等 • 机械特性:致密性、表面粗糙度、颗粒度等 • 化学特性:抗刻蚀性,热变形、热分解等 • 电磁学:方阻、电阻率、掺杂浓度、磁滞曲线等 • 光学:反射率、吸收率等 • 力学:硬度、杨氏模量 • 其他
第二章微纳米加工原理和过程·微纳加工的要素:材料一常见的微纳加工材料Ceramics>10's0.0·导电性分类>i01sramic-金属类(Au,Ti,Ni,Cr,W.)3x10Siwith dopants 100半导体(Si,GaAs,.)Metals and alloyssi02,si3N410:03x10一绝缘体(Quartz,Polymer、CeraComposites1015104·形态Woods and wood products3x1073x10一薄膜材料Pol>10152x10-块体材料Rubber>101S105Polymcrfoams一其他形态(纳米颗粒、纳米线...)10151010-91010ts0.0011000·其他各种可能的分类RESISTIVITY(Q2m)Good InsulatorsGoodConducton
第二章 微纳米加工原理和过程 • 微纳加工的要素:材料 – 常见的微纳加工材料 • 导电性分类 – 金属类(Au, Ti, Ni, Cr, W,.) – 半导体(Si, GaAs, .) – 绝缘体(Quartz, Polymer 、Ceramic.) • 形态 – 薄膜材料 – 块体材料 – 其他形态(纳米颗粒、纳米线.) • 其他各种可能的分类 • 微纳加工的要素:材料 – 常见的微纳加工材料 • 导电性分类 – 金属类(Au, Ti, Ni, Cr, W,.) – 半导体(Si, GaAs, .) – 绝缘体(Quartz, Polymer 、Ceramic.) • 形态 – 薄膜材料 – 块体材料 – 其他形态(纳米颗粒、纳米线.) • 其他各种可能的分类
第二章微纳米加工原理和过程·微纳加工的要素:材料Table 2.1Properties of Selected MaterialsPropertySiSiO,SiN,QuartzSicDiamondGaAs A/N92%PolyimidePMMAALO93.94-83.759.75.7-Relative11.713.18.5-permittivity (e,)5-10100.350.170.35-1025-40-41311.61.5-3Dielectricstrength(V/cm×10°)1,0001,50012,2008,800Electron-一mobility(cm/V-s)40400Hole mobility400-/一1,600----(cm'V-s)1.128-92.3-3.2 5.51.42Bandgap (eV)一一一-1373323450753402752.5Young's1601071,035modulus (GPa)793Yield/fracture8.41421>1.21615.40.230.06strength (GPa)0.220.170.250.140.100.310.310.34Poisson's ratio0.162.21.32.43.12.653.23.55.33.263,621.42Density (g/cm)0.550.5.51.05.920702.62.84.24.06.57Coefficient of.thermalexpansion(10*rC)1.4191.4500360.120.2Thermal1579902,000 0.46160conductivityat 300K(W/m-K)0.71.00.70.7870.80.60.350.710.81.091.5Specific heat(/g-K)1,8003,652h90F1,4151,7001,8001,6101,237 2,470 1,800380°Meltingtemperature ("C)Propertiescanvarywithcrytal directiccrystalstrsxnurr-aoderainsizSublimatesbefore meltingGlasstramaturen
第二章 微纳米加工原理和过程 • 微纳加工的要素:材料
第二章微纳米加工原理和过程,微纳加工的要素:材料-SiliconMoltenUitraPureSilicon99.999999999%
第二章 微纳米加工原理和过程 • 微纳加工的要素:材料-Silicon