北京時間01月07日消息,中國觸摸屏網訊,
1995年,華裔科學家周郁(Stephen Chou)教授首次提出納米壓印概念,從此揭開了納米壓印制造技術的研究序幕。納米壓印技術是當今最具前景的納米制造技術之一,很可能成為未來微納電子與光電子產業的基礎技術。目前,納米壓印技術在國際半導體藍圖(ITRS)中被列為下一代32nm、22nm和16nm節點光刻技術的代表之一。國內外半導體設備制造商、材料商以及工藝商紛紛開始涉足這一領域,短短25年,已經取得很大進展。
本文來自:http://www.zc28898.cn/lcd/news/dynamic/2022/0107/60934.html
納米壓印技術首先通過接觸式壓印完成圖形的轉移,相當于光學曝光技術中的曝光和顯影工藝過程,然后利用刻蝕傳遞工藝將結構轉移到其他任何材料上。納米壓印技術將現代微電子加工工藝融合于印刷技術中,克服了光學曝光技術中光衍射現象造成的分辨率極限問題,展示了超高分辨率、高效率、低成本、適合工業化生產的獨特優勢,從發明至今,一直受到學術界和產業界的高度重視。因此,納米壓印技術被稱為微納加工領域中第三代最有前景的光刻技術之一。
納米壓印技術在電子學如復合塑料電子學、有機光電子設備、紅外納米電子器件,光子學如有機激光設備、共軛光子、非線性光學聚合物納米結構、高分辨率有機發光二極管、衍射光學元件、寬波段偏振器,磁性設備如高密度圖案磁性介質和高容量光盤以及生物學如 DNA 納流控通道、納米尺度蛋白質捕捉、細胞上的納米結構效應等領域都具有廣泛的應用。
納米壓印的優勢
如今,納米壓印光刻(NIL)已經從一種基于實驗室的研究發展到一種強大的高容量制造方法,它能夠滿足當今制作微納器件的需要,特別是半導體技術日益復雜的挑戰。納米壓印相較于光刻技術,這項技術擁有其獨特的優勢:
(1)納米壓印在簡單3D微納米結構圖形的批量加工上有優勢,我們通常所說的光刻技術都是基于二維平面的加工方式,即使是我們可以通過后續的一些輔助工藝手段(如選擇性刻蝕、熱回流)來獲得一些3D或者準確的說是2.5D結構(如金字塔結構、微針結構、微透鏡結構等),但是這些手段的特點是可控性不高(或者說工藝窗口比較小)。當然我們可以使用類似激光或者電子束直寫的的灰度光刻的方式來做一些閃耀光柵、菲涅爾透鏡等結構,但是其難度依然非常高、效率和加工風險也都異常高。
(2)大面積簡單圖形重復結構的加工、成本控制嚴苛,這里我們常見的簡單重復結構如:納米柱陣列、孔陣列、光柵結構、六邊形蜂窩結構等,這些結構的特點是單個圖形加工難度不高,但是面積較大導致加工成本高,這個時候我們就可以通過制做納米壓印板子的方式來獲得,而且納米壓印對成本的控制會非常好。
(3)曲面上的微納米結構加工,我們知道現有的光刻技術幾乎都是基于平面襯底的加工,但是我們在實際使用中往往會遇到需要在球面或者柱面上加工一些微結構,這對于光刻來說,不僅需要花很大的精力去研發工裝夾具,也需要很大的成本去研究工藝問題。但是隨著納米壓印技術的發展,各家都有自己的軟膜技術,軟膜可以在一些曲率半徑較大的襯底上做出微結構,也可以避開襯底上的一些顆粒缺陷等。另外,柔性襯底上的微結構加工也是納米壓印最大的優勢之一。
納米壓印目前的商業應用簡介
一、生物與醫療技術解決方案
隨著現代生物與醫療技術的發展,對微納結構的需求日益增多,例如生物醫學檢測、DNA和RNA剪輯等,我們來看下納米壓印技術為生物與醫療新技術提供的解決方案。
應用案例如:
納米壓印的單細胞培養井,用于對單個細胞進行多參數酶分析等用途
用于制造微針陣列,可以針對特定部位進行“貼膏藥”達到定向治療的目的
除此之外,納米壓印還可以用于石墨烯基納米材料的制備,用來進行COVID-19病毒的檢測;制造等離子芯片對血清進行便攜式腫瘤生物傳感,結合納米印跡和微流體技術;用于免疫分析的光子晶體結構的制備;制造用于醫療即時診斷的微流體設備等。
可以看出納米壓印技術在生物與醫療技術領域大顯身手,扮演著舉足輕重的作用,隨著納米壓印設備的應用,生物與醫療商業化推廣應用已經在路上了。
二、下一代LED器件的制造
人們對顯示的追求是不斷提高的。從黑白顯示到彩色顯示,從模擬顯示到數字顯示,從低分辨率到高分辨率,從平面顯示(2D)到立體顯示(3D),顯示技術呈現的效果逐漸接近于人眼最適合的觀看效果。傳統的LED制造技術已經達到瓶頸,現在納米壓印技術可以提供更小單元結構LED及曲面結構顯示器制造,從而制造下一代LED器件。
納米壓印應用于LED的納米線圖形
三、用于AR眼鏡的衍射光波導鏡片制造
我們知道AR眼鏡的核心顯示技術——光波導,因其輕薄和外界光線的高穿透特性,而被認為是消費級AR眼鏡的必選光學方案。光波導的形成需要借助光柵,光柵的制造過程需要應用納米壓印工藝,先制作光柵的壓印模具,這個模具可以通過納米壓印技術壓印出成千上萬個光柵。納米壓印需要先在玻璃基底(即波導片)上均勻涂上一層有機樹脂,然后拿壓印模具蓋下來,用紫外線照射固化,固化后再把模具提起來,波導上的衍射光柵就形成啦。
納米壓印的波導單元
AR眼鏡的增強現實應用
觸摸屏與OLED網推出微信公共平臺,每日一條微信新聞,涵蓋觸摸屏材料、觸摸屏設備、觸控面板行業主要資訊,第一時間了解觸摸屏行業發展動態。關注辦法:微信公眾號“i51touch” 或微信中掃描下面二維碼關注,或這里查看詳細步驟