电化学微／纳米加工技术

介绍电化学微／纳米加工技术,特别是厦门大学电化学微／纳米加工课题组建立起来的约束刻蚀剂层技术,旨在让广大师生了解这一特种加工技术,共同促进我国电化学微／纳米加工技术的研究及产业化进程。

第2 7卷第 3期21 0 2年 6月

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电化学微/米加工技术纳张杰贾晶春。朱益亮韩联欢袁野时康。

周剑章田昭武田中群’ '(厦门大学化学化工学院化学系 摘要

詹东平福建厦门 3 10 ) 6 0 5

福建厦门 3 10;厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室 60 5

介绍电化学微/纳米加工技术，特别是厦门大学电化学微/纳米加工课题组建立起来的约束刻蚀剂

层技术，旨在让广大师生了解这一特种加工技术，同促进我国电化学微/共纳米加工技术的研究及产业化进程。

关键词微/米加工技术电化学微/米加工约束刻蚀剂层技术 纳纳

随着近年来微电子、纳机电系统、 现代精密光学系统、全分析系统等高科技产业的迅猛发展，微 对微/纳米加工技术的要求也越来越高| l引。一方面，传统的微/纳米加工技术存在着工具磨损、刚性、热

效应等问题；一方面，另电火花、激光束、电子束加工等非传统微/纳米加工技术也难以避免热效应 引。电化学微/纳米加工技术无热效应，而且具有精度可控、除率高、去加工效率高、环境友好等优点。最近，电化学微/纳米加工技术在微/米尺度的三维复杂结构加工，纳以及在超光滑表面加工等领域均引起了

广泛关注]。本文主要介绍电化学微/纳米加工技术，别是厦门大学电化学微/米加工课题组建立特纳起来的约束刻蚀剂层技术。 电化学微/纳米加工技术的方法有：电铸、阳极溶解、电化学诱导化学刻蚀技术。电化学反应发生在电极/电解质溶液界面，由于反应物的液相传质过程，电极的溶液一侧形成一个扩散层。控制电化学在

微/米加工精度的关键就在于控制扩散层的厚度。电化学微/纳纳米加工技术一般可以分为掩模型加工技术和无掩模型加工技术，这些将在下面分别进行介绍。1无掩膜电化学纳米加工技术 无掩膜电化学微/米加工技术是基于纳米电极针尖或针尖阵列的扫描探针显微镜 ( P技纳 S M)

术.包括电化学扫描隧道显微镜 (

CS M)电化学原子力显微镜 ( CA M)超短电压脉冲技术 ( S E—T和 E—F、 U—v )扫描电化学显微镜 ( E M)扫描微电解池 ( ME等，工的精度由针尖电极的尺寸决定。无掩 P、 SC、 S C)加

膜技术的优点在于所加工的三维结构的尺度和精度可以达到微/米级别，点是材料去除率低以及加纳缺工效率低。1 1电化学扫描探针显微镜 ( C S M) . E .P

电化学扫描隧道显微镜由 K l课题组于 19 ob 9 7年提出。与“水笔”蘸技术很类似，先在 S M探针首 T上沾上带有 C的溶液，移到金基片上通过电沉积形成铜纳米团簇。此方法的加工精度非常高， u再团

簇的直径一般在亚纳米级别，高度可以控制在几个纳米【。然而，于很多金属的还原电位低于氢析 7]由出电位，很难在水溶液中通过电沉积的方法得到纳米团簇或微/米结构。最近，门大学毛秉伟教授纳厦

课题组在室温离子液体环境中电沉积得到了活泼金属锌和铁的纳米团簇图案。原子力显微镜与电 8

基金资助：国家自然科学基金 ( o9 03 0 9 0 34 9 0 3 3; N .1 20 6,1 20 7,120 )中央高校基本科研业务费专项资金( o 2 1 1 12 ) 4 N .0 0 20 2}通讯联系人。— ald za@ x u e u c E m i phn m .d .n: