纳米压印技术进展及应用

半导体加工几十年里一直采用光学光刻技术实现图形转移,最先进的浸润式光学光刻在45 nm节点已经形成产能,然而,由于光学光刻技术固有的限制,已难以满足半导体产业继续沿着摩尔定律快速发展.在下一代图形转移技术中,电子束直写、X射线曝光和纳米压印技术占有重要地位.其中纳米压印技术具有产量高、成本低和工艺简单的优点,是纳米尺寸电子器件的重要制作技术.介绍了传统纳米压印技术以及纳米压印技术的新进展,如热塑纳米压印技术、紫外固化纳米压印技术、微接触纳米压印技术、气压辅助纳米压印技术、激光辅助压印技术、静电辅助纳米压印技术、超声辅助纳米压印技术和滚轴式纳米压印技术等.     

电磁辅助纳米压印

纳米压印技术是最近十几年提出的新的图形转移技术,此技术有产量高、成本低和工艺简单的优点,因此得到了飞速的发展。传统的纳米技术有热塑纳米压印技术、紫外固化纳米压印技术和微接触纳米压印技术。近几年又出现了纳米压印技术的新方法,如金属薄膜直写技术、滚轴式纳米压印技术、气压辅助纳米压印技术和静电辅助纳米压印技术。主要介绍利用静电辅助压印技术和气压辅助纳米压印技术相结合的一种新型纳米压印方法,并利用仿真软件Ansys进行仿真,通过仿真实验和理论研究,证明此方法是可行的。     

纳米压印技术专利分析

在信息存储、生物传感器、亚波长光学器件等领域,纳米压印技术已成为价格相对较低、性能可靠、具有量产能力的制备技术。通过对纳米压印技术专利文献的定量和定性分析,从技术层面和竞争层面上把握纳米压印的技术发展脉络和竞争格局,研究了纳米压印技术领域的发展概况、技术群聚和各国的技术情况,试图显示出世界纳米压印技术的现状、特点和发展趋势。     

纳米压印用压印胶的研究进展

纳米压印需采用压印胶进行图案转移,作为压印技术的关键材料,压印胶的性能直接影响到纳米压印的质量。根据压印技术的工艺特点对压印胶进行了分类,介绍了纳米压印用热压印胶和紫外压印胶的发展研究现状和性能优缺点,分析了目前压印胶存在的主要问题,并指出压印胶的研究主要是提高压印胶的脱模性能、固化速率以及简化工艺,主要列举了含氟硅类压印胶、双表面能压印胶的性能特点,并展望了未来的发展方向。     

纳米压印技术的最新进展

总结了纳米压印技术的最新进展,其中包括压印工艺、图形赋形方法以及纳米压印技术应用三方面最新的研究成果。在压印工艺的发展方面,大面积滚轴压印的发明最具有产业化意义,它不仅解决了常规平板压印很难大面积压印成型的困难,而且整个过程是一种柔性压印过程,降低了成本,提高了压印效率,但是最小特征尺寸还有待提高;在图形赋形方法的改进中,聚合物探针阵列技术集微米和纳米成型技术于一身,压印效率高,应用前景广阔;在压印技术应用的发展中,光伏电池、电子存储设备以及传感器等为纳米压印技术的应用提供了新的领域。     

纳米压印技术

传统光学光刻技术的高成本促使科学家去开发新的非光学方法,以取代集成电路工厂目前所用的工艺.另外,微机电系统(MEMS)的成功启发科学家借用MEMS中的相关技术,将其使用到纳米科技中去,这是得到纳米结构的一种有效途经.纳米压印在过去的几年里受到了高度重视,因为它成功地证明了它有成本低、分辨率高的潜力.纳米压印技术主要包括热压印、紫外压印(含步进-闪光压印)和微接触印刷等.本文详细讨论纳米压印材料的制备及常用的三种工艺的工艺步骤和它们各自的优缺点.并对这三种工艺进行了比较.最后列举了一些典型应用,如微镜、金属氧化物半导体场效应管、光栅等.     

纳米压印光刻模版制作技术

在下一代光刻技术中,光刻的成本越来越高,这使得工业界开始寻找新的技术。纳米压印作为非光学的下一代光刻技术,具有分辨率高、成本低、产率高等诸多优点,因而可能应用于将来的半导体制造中。同时,纳米压印也可以用于微机电系统(MEMS)和其他纳米结构的图形复制。纳米压印光刻技术主要包括热压印、紫外固化压印和微接触法压印。介绍了在这3种纳米压印光刻技术中,压印模版制作的制作工艺和模版表面的防粘连处理,并且讨论3种压印方法适用的不同领域。     

气囊气缸式真空紫外纳米压印设备研制

本文介绍了紫外纳米压印技术原理,以及工艺中模板与基片的平行度对压印质量的影响.研制了气囊气缸式真空紫外纳米压印设备,其通过气囊气缸使模板与基片平行,从而可在大面积基片上确保压力均匀.研制了相应的光学系统,着重讨论了如何实现紫外纳米压印以及光学系统的设计和调整.制备了石英玻璃模板,实现了在商用紫外固化聚合物OG154上的紫外纳米压印,转移复制了具有100nm特征的5cm×5cm面积的纳米结构图形.     

纳米压印技术的工艺和图形精度研究

纳米压印技术通过压印实现了纳米结构的图形转移,具有分辨率高、效率高、成本低的优点。通过对纳米压印过程中影响图形精度的一些因素进行分析,提出了相应的解决方法。结合研制的NIL-01型压印机进行工艺实验,给出纳米压印工艺实验的结果,并对结果进行了分析。试验表明：考虑到影响压印图形精度的各种因素,采用镀有Cr的SiO2模版和NIL-01型压印机,用热压印技术可以压印出具有100nm特征尺寸的PMMA图形。     

基于光刻版的无留膜紫外纳米压印技术研究

针对纳米压印光刻技术中压印脱模后的留膜去除问题,提出了一种基于光刻版的无留膜紫外纳米压印技术.采用传统的光刻版作为紫外压印模版,由于模版上铬层的遮蔽作用.使得铬层下面的光刻胶不被曝光,从而可以轻易地被去除.实验结果表明,该技术综合了压印与光刻各自的优点,可以获得无留膜厚度的压印图形,省去了压印后的留膜刻蚀工艺.从而避免了由于留膜厚度不均匀所带来的过刻蚀或欠刻蚀的问题.     

用于雷达发射机的140kW高压开关电源

现代电力电子学技术的迅速发展和大功率开关器件的出现使开关稳压电源在中功率雷达发射机中得到了广泛应用。目前,由于ＩＧＢＴ模块的推广应用和新的拓看望 技术的不断涌现,高压大功率开关稳压电源已开妈在现代雷达发射机中使用。本文简单介绍了１４０ＫＷ大在电源在某空间目标测量雷达发射机中的应用和其工程设计考虑。     

空调器高温、高电压启/停试验与分析

分析了空调器在启、停过程中的运行状态,以及对空调器使用可靠性的影响,提出了一种基于准高加速的可靠性试验方法：高温、高电压启／停试验方法。通过描述热激发失效的Arrhenius方程。对使用该方法进行可靠性试验的加速系数进行了计算。     

GaAs高效率高线性大功率晶体管

介绍了一种GaAs高效率高线性大功率晶体管的设计、制作和性能,包括材料结构设计、电路的CAD优化设计、功率合成技术研究等。通过管芯的结构设计、材料优化,进行了GaAs微波大栅宽芯片的研制;通过内匹配技术对HPFET(high performance FET)管芯进行阻抗匹配,实现了器件的大功率输出;通过提高栅-漏击穿电压、降低饱和压降等手段提高器件的功率和附加效率;通过严格控制栅凹槽的宽度,实现了较好的线性特性。测试结果表明,器件在5.3~5.9GHz频段内,P1dB为45W,功率附加效率ηadd为41%,实现了预期的设计目标。     

一种高效率高阻抗全向COCO 天线

一般情况下,蜂窝通信基站、机场导航广播基站等系统中采用的天线要求全向方向,较高增益,较宽带宽等多项指标。针对该应用背景,在传统的COCO天线的基础上,提出了一种结构特殊的高阻抗高效率全向CO-CO天线模型,采用HFSS建立了仿真模型,通过仿真优化,给出了具有高效率、高阻抗、低驻波、较宽带宽的设计结果,进一步设计了该型天线样品,暗室增益测试和驻波测试表明,所设计的改进型COCO天线完全达到了设计目标。     

高强度电缆的设计

介绍了高强度电缆的结构及性能要求，以及高强度电缆所使用的几种高强度材料及它们的性能和特点，并对高强电缆设计中应注意的若干问题进行了讨论。     

高频大功率SiGe/Si HBT的设计

详细地阐述了高频大功率SiGe/Si异质结双极晶体管(HBT)设计中的一些主要问题,主要包括器件的纵向设计中发射区、基区以及收集区中掺杂浓度、形貌分布、层厚的选择以及横向布局设计中的条宽、间隔的选择等.并对这些主要参数的选择给出了一些实用的建议.     

一种高速高精度CMOS电流比较器

针对传统电流比较器速度慢，精度低等问题，提出了一种新型CMOS电流比较器电路。我们采用CMOS工艺HSPICE模型参数对该电流比较器的性能进行了仿真，结果表明当电源电压为3V，输入方波电流幅度为0．3uA时，电流比较器的延时为5．2ns，而其最小分辨率仅约为0．8nA。该比较器结构简单，速度快，精度高，适合应用于高速高精度电流型集成电路中。     

Electron transport in semiconductors under a strong high frequency electric field

We propose an analytical approach to study the electron transport in semiconductors when a strong high frequency (HF) electric field is applied together with a weak direct current (DC) electric field. We derive a set of dynamic equations, from which the amplitude and phase of each harmonic component of the electron drift velocity and the electron temperature can be obtained. Our calculation shows that the DC conductivity in an n-GaAs sample decreases dramatically with increase of the first and second harmonic applied electric fields and definitely becomes negative.     

高压电源的慢启动电路改进

针对经常性造成高压设备打火,影响发射机可靠性的某型号雷达发射机高压电源加高压瞬间电压过冲现象,深刻剖析原因,给出解决此问题的几种方案,对于栅控行波管发射机的高压电源的慢启动有借鉴意义.     

高效高重复率Q－YAG倍频脉冲激光器泵浦钛宝石激光器输出特性的研究

用国产声光调Ｑ－ＹＡＧ倍频脉冲激光器泵浦钛宝石激光器，从理论和实验上研究了该激光器的输出特性，泵浦功率为８．１Ｗ时获得了２．０８Ｗ的钛宝石光脉冲输出，稳定的斜度效率为３０％。