基于SU8和PMMA的毛细管电泳芯片制作

提出了一种简易的基于SU8和PMMA的电泳芯片的制作方法,研究了PMMA基底上SU8胶微管道的光刻和薄膜微电极的lift-off制作工艺,探讨了PMMA材料特性对薄膜微电极和SU8胶光刻的影响,通过热压方法完成芯片的键合封装,实现了一种快速、高质量的电泳芯片制作工艺,同时与电泳芯片的UV-LIGA工艺具有很好的兼容性.     

基于PDMS微结构模板转印技术的研究

基于界面间粘附能理论,结合有限元模拟研究聚二甲基硅氧烷(PDMS)微结构模板实现聚合物SU-8光刻胶的图形转移复制的转印机理,分析了微结构转印过程中基底表面能、压力和SU-8胶溶剂对图形转印的影响.结果表明,氧等离子体轰击基底表面可以有效提高基底表面能,保证大面积图形转印成功率；通过有限元方法分析PDMS模板上微结构在压强载荷下的变形情况,确定了保证转印精确度的最大压强载荷为60 kPa; SU-8胶溶液中环戊酮的挥发会造成转印结构的收缩变形,足够大的SU-8胶浓度是保证转印精确度的前提,SU-8 2025光刻胶与环戊酮的体积比大于2时基本可以保证图形转印精度.     

基于多层SU-8结构的微喷阵列芯片的制作与应用研究

采用光刻胶SU-8的光刻成型技术和"多次光刻、一次显影"工艺制备了基于三层SU-8结构的微喷阵列芯片,重点研究了SU-8胶工艺过程中平整度、温度和曝光剂量对多层微结构的影响,解决了芯片结构有裂纹、发生破裂和喷孔堵塞等问题.利用O2等离子体处理了芯片微管道内表面,使液体样品在进样后能够进行自动传输、分配和贮存.持续10ms的10kPa气压驱动下,该芯片可以在3.4mm×3.4mm的尼龙膜上制成5×5样品微阵列,25个点直径平均值为384μm,变异系数为2.6%.利用该芯片制成的DNA微阵列的信号强度变异系数达到4.5%,直径大小变异系数达到3.2%,符合生物微阵列分析的要求.     

一种有效提升石墨烯晶体管迁移率的加工方法（英文）

传统光刻工艺加工石墨烯沟道的方法中,石墨烯表面的光刻胶残留严重影响其电学特性,导致载流子迁移率大大降低.为了解决光刻胶残留的问题,采用聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate),PMMA)作为缓冲层,将石墨烯与光刻胶隔离,可以有效保护石墨烯表面,使石墨烯保持干净的表面.电学测量结果表明,与传统光刻方法相比该方法制备出的石墨烯场效应管的迁移率提升了5倍.此外,通过采用聚合物辅助的转移方法,可实现大面积石墨烯的转移.拉曼光谱数据表明,这种转移方法对石墨烯造成的沾污和破损非常微弱.该加工工艺不仅与CMOS工艺兼容,而且适用于各种基于石墨烯的微电子器件.     

SU-8光刻胶制作三维光子晶体

针对SU-8光刻胶应用于三维光子晶体的制作研究,本文提出并实现了对SU-8光刻胶的重要成分SU-8环氧树脂采用柱层析和高压液相色谱-尺寸排阻色谱法进行分离,分离结果表明SU-8环氧树脂分子量分布范围很大,从大约100～100000,包括SU-1、SU-2、SU-4、SU-6、SU-8多种组分及其混合物.采用分离后的SU-8和SU-6纯组分配制了性能优化的SU-8光刻胶,并总结了其最佳光刻工艺,结合干涉光刻技术制作了晶格常数为922nm的三维面心立方光子晶体结构.     

一种根据晶圆移动量精确预测光刻胶日用量的方法

在半导体代工厂根据光刻胶的有效期非常短的特征,制定了一种根据晶圆移动量精确预测光刻胶日用量的方法.该文在分析传统的计算方法的特点上,进行了根据各项目的DPML的设置来对Fab里晶圆移动量来进行每日预测方法的研究,同时进一步阐述了根据每个光刻层所需要的光刻胶的量预测出每日光刻胶的实际用量的方法,并提出了误差的修正措施.有效地减少了光刻胶在库呆滞的时间,减少了浪费.     

面向微加工的虚拟光刻系统建模与实现

提出了一种面向微加工的虚拟光刻系统Litho3D.该系统采用傅立叶光学成像模型、光刻胶曝光及显影模型,实现了投影式光学光刻的三维模拟.它拥有标准的GDSII、CIF版图格式接口和支持各种光学参数(包括数值孔径、波长、离焦量,光刻胶厚度、表面折射率等)的模拟设置.模拟结果的显示采用了体绘制与网格相结合的方法,增强了结果的可视性.此外,光刻模拟结果可以直接导入到虚拟工艺系统ZProcess中作为刻蚀工艺的掩膜输入,实现了光刻工艺与其他微机电系统(MEMS)工艺模拟的无缝集成.一系列模拟结果验证了该系统的可行性.     

折叠波导高频结构UV-LIGA技术研究

真空电子器件的频率越来越高,作为核心部件的折叠波导慢波结构由于具有独特的优点,在真空器件中必将得到广泛的应用。由于真空器件的尺寸与波长具有共渡性,频率越高,互作用结构的尺度越小,加工误差的要求越来越严格。传统的加工方法很难实现如此微小尺寸的结构,而UV-LIGA技术对于制造这种微型结构是一种很有前途的方法。本文以220GHz折叠波导为研究对象,在中科院电子所行波管设计、计算和仿真模拟软件IESTWT1.0平台上,进行了设计和仿真,对高频慢波结构的相关参数进行了优化,并开展了基于SU8厚胶采用嵌丝式UV-LIGA工艺制备折叠波导互作用结构的工艺实验,主要包括无氧铜WAFER制备、大厚度SU8胶匀胶工艺、光刻工艺、嵌丝工艺、电铸以及去胶工艺等参数的摸索。结果表明采用基于SU8系列光刻胶的UV-LIGA方法可以实现折叠波导慢波结构的制备。     

几种用于生物样品的拉曼光谱承载基底的光谱分析及基底选择标准

为了比较和选取最适合的生物样品承载基底及承载基底选择标准,选取了载玻片、石英玻璃、氟化钙、氟化钡、聚丙烯培养皿和蓝宝石(三氧化二铝)等六种基底材料,研究了这些基底材料的拉曼光谱与散射光谱,以及处于上述几种基底材料上的癌细胞的拉曼光谱。研究结果表明拉曼生物样品承载基底的选择标准是同时满足1)拉曼信号微弱,2)发光信号微弱这两项要求。在上述六种材料中,氟化钡具有最低的背景干扰,最适合用作拉曼光谱生物样品的承载基底。     

接近式光刻图形失真的部分相干光理论分析

光刻过程中由于光的衍射效应产生的非线性畸变对光刻面形质量具有严重影响,是造成光刻微结构图形失真的主要原因之一,为此,研究了接近式紫外光刻中部分相干光的传播过程,建立了相应的光刻理论模型,对光刻成像中的误差产生机理进行分析．该模型综合考虑光源和照明系统对掩模微结构附近光场相干性的影响,将光刻模拟分为3部分．首先根据VanCittert-Zernike定理确定了光源经扩束准直系统传播到蝇眼透镜入射面时光场上任2点的互强度．然后应用部分相干光的传播理论,由Hopkins公式得到部分相干光经蝇眼透镜传播到掩模平面后其上任一点对的复相干度的分布规律．最后根据互强度传播定律,分析从掩模面到光刻胶表面的衍射效应,得到光刻胶表面的光强分布及变化规律,并且通过误差的仿真分析模拟得到光刻胶图形轮廓．结果表明,理论模拟结果与实验较为吻合．该方法能准确地得到衍射光场的分布,进行光刻误差分析,从而能较好地发现曝光图形缺陷．