北京時(shí)間01月07日消息，中國(guó)觸摸屏網(wǎng)訊，
1995年，華裔科學(xué)家周郁（Stephen Chou）教授首次提出納米壓印概念，從此揭開(kāi)了納米壓印制造技術(shù)的研究序幕。納米壓印技術(shù)是當(dāng)今最具前景的納米制造技術(shù)之一，很可能成為未來(lái)微納電子與光電子產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)。目前，納米壓印技術(shù)在國(guó)際半導(dǎo)體藍(lán)圖（ITRS）中被列為下一代32nm、22nm和16nm節(jié)點(diǎn)光刻技術(shù)的代表之一。國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)體設(shè)備制造商、材料商以及工藝商紛紛開(kāi)始涉足這一領(lǐng)域，短短25年，已經(jīng)取得很大進(jìn)展。
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納米壓印技術(shù)首先通過(guò)接觸式壓印完成圖形的轉(zhuǎn)移，相當(dāng)于光學(xué)曝光技術(shù)中的曝光和顯影工藝過(guò)程，然后利用刻蝕傳遞工藝將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到其他任何材料上。納米壓印技術(shù)將現(xiàn)代微電子加工工藝融合于印刷技術(shù)中，克服了光學(xué)曝光技術(shù)中光衍射現(xiàn)象造成的分辨率極限問(wèn)題，展示了超高分辨率、高效率、低成本、適合工業(yè)化生產(chǎn)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，從發(fā)明至今，一直受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的高度重視。因此，納米壓印技術(shù)被稱為微納加工領(lǐng)域中第三代最有前景的光刻技術(shù)之一。
納米壓印技術(shù)在電子學(xué)如復(fù)合塑料電子學(xué)、有機(jī)光電子設(shè)備、紅外納米電子器件，光子學(xué)如有機(jī)激光設(shè)備、共軛光子、非線性光學(xué)聚合物納米結(jié)構(gòu)、高分辨率有機(jī)發(fā)光二極管、衍射光學(xué)元件、寬波段偏振器，磁性設(shè)備如高密度圖案磁性介質(zhì)和高容量光盤以及生物學(xué)如 DNA 納流控通道、納米尺度蛋白質(zhì)捕捉、細(xì)胞上的納米結(jié)構(gòu)效應(yīng)等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。
納米壓印的優(yōu)勢(shì)
如今，納米壓印光刻（NIL）已經(jīng)從一種基于實(shí)驗(yàn)室的研究發(fā)展到一種強(qiáng)大的高容量制造方法，它能夠滿足當(dāng)今制作微納器件的需要，特別是半導(dǎo)體技術(shù)日益復(fù)雜的挑戰(zhàn)。納米壓印相較于光刻技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)擁有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：
（1）納米壓印在簡(jiǎn)單3D微納米結(jié)構(gòu)圖形的批量加工上有優(yōu)勢(shì)，我們通常所說(shuō)的光刻技術(shù)都是基于二維平面的加工方式，即使是我們可以通過(guò)后續(xù)的一些輔助工藝手段（如選擇性刻蝕、熱回流）來(lái)獲得一些3D或者準(zhǔn)確的說(shuō)是2.5D結(jié)構(gòu)（如金字塔結(jié)構(gòu)、微針結(jié)構(gòu)、微透鏡結(jié)構(gòu)等），但是這些手段的特點(diǎn)是可控性不高（或者說(shuō)工藝窗口比較�。．�(dāng)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(lái)做一些閃耀光柵、菲涅爾透鏡等結(jié)構(gòu)，但是其難度依然非常高、效率和加工風(fēng)險(xiǎn)也都異常高。
（2）大面積簡(jiǎn)單圖形重復(fù)結(jié)構(gòu)的加工、成本控制嚴(yán)苛，這里我們常見(jiàn)的簡(jiǎn)單重復(fù)結(jié)構(gòu)如：納米柱陣列、孔陣列、光柵結(jié)構(gòu)、六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)等，這些結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是單個(gè)圖形加工難度不高，但是面積較大導(dǎo)致加工成本高，這個(gè)時(shí)候我們就可以通過(guò)制做納米壓印板子的方式來(lái)獲得，而且納米壓印對(duì)成本的控制會(huì)非常好。
（3）曲面上的微納米結(jié)構(gòu)加工，我們知道現(xiàn)有的光刻技術(shù)幾乎都是基于平面襯底的加工，但是我們?cè)趯?shí)際使用中往往會(huì)遇到需要在球面或者柱面上加工一些微結(jié)構(gòu)，這對(duì)于光刻來(lái)說(shuō)，不僅需要花很大的精力去研發(fā)工裝夾具，也需要很大的成本去研究工藝問(wèn)題。但是隨著納米壓印技術(shù)的發(fā)展，各家都有自己的軟膜技術(shù)，軟膜可以在一些曲率半徑較大的襯底上做出微結(jié)構(gòu)，也可以避開(kāi)襯底上的一些顆粒缺陷等。另外，柔性襯底上的微結(jié)構(gòu)加工也是納米壓印最大的優(yōu)勢(shì)之一。
納米壓印目前的商業(yè)應(yīng)用簡(jiǎn)介
一、生物與醫(yī)療技術(shù)解決方案
隨著現(xiàn)代生物與醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，對(duì)微納結(jié)構(gòu)的需求日益增多，例如生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)、DNA和RNA剪輯等，我們來(lái)看下納米壓印技術(shù)為生物與醫(yī)療新技術(shù)提供的解決方案。
應(yīng)用案例如：
納米壓印的單細(xì)胞培養(yǎng)井，用于對(duì)單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行多參數(shù)酶分析等用途
用于制造微針陣列，可以針對(duì)特定部位進(jìn)行“貼膏藥”達(dá)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(lái)進(jìn)行COVID-19病毒的檢測(cè)；制造等離子芯片對(duì)血清進(jìn)行便攜式腫瘤生物傳感，結(jié)合納米印跡和微流體技術(shù)；用于免疫分析的光子晶體結(jié)構(gòu)的制備；制造用于醫(yī)療即時(shí)診斷的微流體設(shè)備等。
可以看出納米壓印技術(shù)在生物與醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域大顯身手，扮演著舉足輕重的作用，隨著納米壓印設(shè)備的應(yīng)用，生物與醫(yī)療商業(yè)化推廣應(yīng)用已經(jīng)在路上了。
二、下一代LED器件的制造
人們對(duì)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(shù)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(shù)呈現(xiàn)的效果逐漸接近于人眼最適合的觀看效果。傳統(tǒng)的LED制造技術(shù)已經(jīng)達(dá)到瓶頸，現(xiàn)在納米壓印技術(shù)可以提供更小單元結(jié)構(gòu)LED及曲面結(jié)構(gòu)顯示器制造，從而制造下一代LED器件。
納米壓印應(yīng)用于LED的納米線圖形
三、用于AR眼鏡的衍射光波導(dǎo)鏡片制造
我們知道AR眼鏡的核心顯示技術(shù)——光波導(dǎo)，因其輕薄和外界光線的高穿透特性，而被認(rèn)為是消費(fèi)級(jí)AR眼鏡的必選光學(xué)方案。光波導(dǎo)的形成需要借助光柵，光柵的制造過(guò)程需要應(yīng)用納米壓印工藝，先制作光柵的壓印模具，這個(gè)模具可以通過(guò)納米壓印技術(shù)壓印出成千上萬(wàn)個(gè)光柵。納米壓印需要先在玻璃基底（即波導(dǎo)片）上均勻涂上一層有機(jī)樹(shù)脂，然后拿壓印模具蓋下來(lái)，用紫外線照射固化，固化后再把模具提起來(lái)，波導(dǎo)上的衍射光柵就形成啦。
納米壓印的波導(dǎo)單元
AR眼鏡的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用
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