现代检测技术概述PPT课件

.,1,力位移速度加速度压力流量温度,电阻式电容式电感式压电式热电式光电式磁电式,电桥放大器滤波器调制器解调器运算器阻抗变换器,笔式记录仪光线示波器磁带记录仪电子示波器半导体存储器显示器磁卡,数据处理器频谱分析仪FFT实时信号分析仪电子计算机,被测对象,传感器,中间变换测量装置,显示及记录装置,实验结果处理装置,激发装置,1.1.1检测系统的基本组成,1.1传统检测技术概述,第一章现代检测技术概述,.,2,号,.,3,1.1.2检测仪表性能指标仪表的性能指标：技术、经济及使用等三方面的指标。衡量仪表检测能力的是技术指标。,量程基本误差与附加误差精度等级灵敏度与分辨力,变差线性度漂移可靠性,.,4,量程：用仪表测出被测参数的最高值和最低值，分别称为仪表测量范围的上限和下限。测量范围的上限值和下限值的代数差即为仪表的量程B。,基本误差与附加误差：基本误差是指仪表在规定的工作条件(参比工作条件)下的误差。附加误差是指仪表未能在规定的工作条件下，使用而产生的另外增加的误差。,最大引用误差,.,5,精度等级：仪表在出厂检验时，其示值的最大引用误差不能超过规定的允许值，此值称为允许引用误差，记为Q。,工业仪表以允许引用误差值大小来划分精度等级，并规定用允许引用误差去掉百分号()后的数字来表示精度等级。,国家规定电工仪表精度等级分0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七级。,表仪表的准确度等级和基本误差,灵敏度与分辨力：灵敏度：指稳态时仪表的单位输入量变化所引起的输出量的变化。灵敏度K可表示为：,.,6,仪表灵敏度高，精度可以提高，但过高的灵敏度会带来读数不稳定的影响。,a)静态特性曲线是直线b)静态特性曲线不是直线图仪表的灵敏度静态特性曲线,分辨率：指测量仪表能够检测出被测信号最小变化量的能力。模拟式仪表的分辨率规定为最小刻度分格值的一半；数字式仪表的分辨率则指末位数字所代表的值。为了保证检测精度，测量仪表的分辨率应小于系统允许误差的l/3或1/5或1/10。,例如，右图所示的数字式温度计分辨力为0.1。,.,7,变差：指当输入量上升和下降时，对于同一输入值的仪表两相应输出示值之间的代数差。,变差又称回差，它表明仪表检验时所得输入量增大的上升曲线和返回的下降曲线出现的不重合现象。这种现象可能是由于仪表内某些元件吸收能量所引起，例如弹性变形的滞后现象，磁性元件的磁滞现象；或者是由于仪表内传动机构的摩擦、间隙等造成的。,线性度：线性度用来说明仪表静态特性对一条指定的直线的吻合程度。,.,8,例如：采用连接特性曲线上、下限值两端点的直线作基准，以特性曲线与端基直线之间的最大偏差值与上限值之比来衡量线性度，称为端基线性度。,作图法求端基直线线性度演示,1拟合曲线（端基直线）2实际特性曲线,.,9,漂移：保持仪表输入量不变时，输出示值随时间或温度的改变而缓慢变化称之为漂移。随时间变化的漂移称为时漂。随环境温度变化的漂移称为温漂。,漂移反映仪表工作的稳定性，对于需要长时间运行的仪表，这个指标更为重要。,可靠性：可靠性指仪表在规定工作条件下和规定工作时间内，保持原有技术性能的能力。,*平均无故障时间MTBF(MeanTimeBetweenFailures)：是仪表连续运行时发生一次故障的时间间隔的平均值。假设某仪表在90000h的运行中发生了12次故障，则该仪表的MTBF为7500h。*仪表的平均故障率：单位时间内仪表发生故障平均次数。,.,10,1.随机误差的正态分布：,设在一定条件下，对一个量（真值为X0）进行N次的等精度重复测量，得到一组测量结果，则各值出现的概率密度分布为：,在正态分布的概率密度函数中包含着随机变量的一些重要信息。一个随机变量具有两个重要的参数：数学期望（被测量真值）x0和方差2。被测量真值x0体现了测量值取值平均的大小，它反映了测量值取值的集中位置，而用方差2来衡量测量值取值在被测量真值x0附近的散布程度。,1.1.3数据处理方法,对测量数据的误差处理：随机误差,.,11,2.随机误差的特点：,(1)集中性,(2)对称性,(3)有限性,(4)抵偿性,大量重复测量时所得到的数值，均集中分布在其平均值附近。当测量的次数足够多时，符号相反、绝对值相等的误差，出现的机会(或称概率)大致相等。绝对值很大的误差，出现的机会极少。因此在有限次的测量中，误差绝对值不超过一定的范围。从对称性中可以推论出，当测量次数趋于无穷多时，随机误差的平均值的极限将趋于零。,.,12,1.被测量真值x0的最佳估计在一定条件下对同一待测量进行多次重复测量，获得个测量值，这个测量值的集合称为样本或测量列。可以证明样本的算术平均值是被测量真值的最佳估计。,服从正态分布的随机变量有两个重要参数：数学期望x0和方差2，即被测量真值x0和标准误差。一般情况下,x0和是未知的并无法知道。,设残余误差,2.标准误差估计,在有限次测量中取:,3.随机误差的处理方法：,.,13,3.平均值的标准偏差的最佳估计前面已经介绍样本平均值是被测量真值的最佳估计，一般情况下重复若干次测量后，可以由样本平均值来表示测量结果。虽然平均值是样本统计量，但是它本身也是一个随机变量。,4.测量结果的表示,对于一组数据进行N次等精度测量，在不考虑系统误差和粗大误差的情况下，所得的数据表示为：,.,14,算术平均值的均方根误差,算术平均值,每次测量所得测量值,z置信系数，一般取1，2，3,测量次数,均方根误差,5.式中各参数含义：,残余误差,.,15,例：,对某量进行多次重复的等精度测量，测量次数为10次，在不考虑系统误差和粗大误差的情况下，测量结果如下，试求标准误差和极限误差，并写出测量结果表达式。123.95,123.45,123.60,123.60,123.87,123.88,123.00,123.85,123.82,123.60,.,16,传感器特性的拟合直线方程式为假定实际校准点有n个，对应的输出值是y，则第i个校准数据与拟合直线上相应值之间的残差为：,最小二乘法拟合直线的拟合原则就是使为最小值。,从以上二式求出k和b为,可得最小二乘法最佳拟合直线方程,传感器特性线性拟合：最小二乘法。,.,17,1.2现代检测技术概述,电子信息科学给人类社会和国民经济带来巨大的、广泛的、深刻的影响!现代检测技术的三大支柱：传感技术信息获取通信技术信息传输计算机技术信息处理,现代检测技术特点及标志：长期连续监测事物状态大量信息分析自动化、智能化,信息处理是核心,1.2.1现代检测技术基础及特点,.,18,现代检测系统的处理能力：系统硬件：大规模集成电路、计算机算法程序：快速变化算法、数字滤波、信号卷积、相关分析、频谱分析、图像处理、信息融合、人工网络、模糊处理、人工智能等检测系统：自动补偿、自动校准、自诊断等,现代检测技术与系统和传统检测方法的主要区别：大范围、多层次的测试设备间进行通讯完成复杂的检测任务,现代信息传输特点即实现方法：特点：快速性、有效性基础：高效标准化通信协议,接口总线：GPIB,VXI,USB工业现场总线,.,19,1.2.2现代检测系统基本构成,现代测控系统不仅包括结构集成，还包括功能集成、信息集成和集成环境。系统充分发挥3C优势集控制(Control)、运算(Computing)、通信(communication)于一体。,.,20,1.基本型：基于DAQ体系的结构模型,.,21,2.标准通用接口型：,各种仪器模块由数据总线通过标准接口卡组成大型测试系统。包括RS232、GPIB(IEEE488通用接口测试系统)、VXI、PXI等总线。以GPIB总线为例说明标准通用接口测试系统框图：,仪器1子系统,仪器n子系统,接口特点：1.在功能上、电气上、机械接插上都按国际标准设计2.内含16条信号线,.,22,标准通用接口型标准化总线：利用总线技术，能够大大简化系统结构，增加系统的兼容性、开放性、可靠性和可维护性，便于实行标准化以及组织规模化的生产，从而显著降低系统成本。接口的机械结构遵循统一规范，包括接插件的结构和几何尺寸、引脚定义和数量、插件板的结构和几何尺寸等。通过标准总线将各个台式仪器模块连接起来，也可将有关插板部件模块插入标准机箱扩展槽，即可方便的构成测试系统。,.,23,所谓总线是指计算机、测量仪器、自动测试系统内部以及相互之间信息传递的公共通路，是计算机和内部测试系统的重要组成部分，是计算机、自动测试系统乃至网络系统的基础。总线的类别很多，分类方式多样，仅按应用的场合可分为芯片总线、板内总线、机箱总线、设备互连总线、现场总线及网络总线等多种类型。,.,24,计算机与测控机箱之间互连总线与计算机相对独立的测控机箱或机柜需要用相应的总线(或标准接口)与计算机连接，以组成计算机控制的自动测试系统或网络。串行总线串行总线是指按位传送数据的通路。其连接线少、接口简单、成本低、传送距离远，被广泛用于PC与外设的连接和计算机网络。常用的串行总线有RS-232C、RS-422A、RS-485、USB及IEEE-1394等。并行总线为提高数据传输速率，在集成式自动测试系统中大多采用并行总线进行连接。并行总线分为标准的和非标准两类。常用的并行标准总线有通用接口总线GPIB(IEEE488)和SCSI总线。,.,25,3.基于网络的测控系统模型：基于现场总线,系统支持各种工业领域的信息处理、监视和控制系统；可用于过程控制传感器、执行器和本地控制器之间的低级通信；可以与工厂自动化的PLC实现互连。,.,26,1.2.3现代检测技术发展趋势,检测技术与计算机技术同步、协调向前发展。VXI、compactPCI、PXI技术在未来10年的测试领域中将扮演重要角色。以现场总线(FieldBus)、IEEE1394(Firewire)、Internet分布、高速、互连体系等为特征的测试系统将得到广泛应用，总线和网络将是热点问题。对综合测试技术的发展，软件比硬件更重要。系统开放化、通信多元化、远程智能化、人机交互形式多样化、测控系统大型化和微型化、数据处理网络化等将成为工业仪器与测控系统新的发展方向。,.,27,测量信号处理发展,信号处理芯片的出现：对简化信号处理系统的结构，提高运算速度，加快信号处理的实时能力等，有很大影响。如：美国Texas公司1986年推出的TMS320(：25芯片，运算速度达1000万次每秒，用其进行1024复数点FFT运算，只需14ms便可完成。信号分析技术的发展目标是：进一步提高在线实时能力；提高分辨力和运算精度；扩大和发展新的专用功能；专用机结构小型化，性能标准化，价格低廉。,开发平台发展趋势,基于网络平台的应用开发环境将成为主流，网络技术、虚拟现实技术、三维成像技术将成为新一代软件应用平台的新特点。,.,28,传感器技术发展,开发新材料半导体敏感材料发展趋势为：从单晶体到多晶体、非晶体，从单一型材料到复合型材料，原子(分子)型材料的人工合成。另外陶瓷材料、智能材料的研究探索也在不断地深入。研制集成化、多功能化传感器集成化：在同一芯片上，单个传感器集成一维、二维或三维阵列性传感器，实现“点一线一面一体”的多维图像化(如CCD)；实现单参数检测到多参数检测；将传感器与测量电路等处理电路集成一体化。实现传感器的数字化和智能化智能化：把传感器与微处理器相结合，使之不仅具有检测、转换和处理功能，同时还具有存储、记忆、自诊断、自补偿等功能。研制开发仿生传感器传感器融合把各个微传感器的单一功能加以融合，得出综合的输出信息会变得越来越重要。,.,29,传感器（Transducer/Sensor）是能够感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器的组成：,1-弹簧管2-电位器,1.3现代传感器功能材料,1.3.1传感器基本组成,例：测量压力的电位器式压力传感器,传感器名称：变送器、变换器、探测器、敏感元件、换能器、一次仪表、探头等,.,30,*敏感元件:在传感器中直接感受被测量，并转换成与被测量有确定关系、更易于转换的非电量。,在图中，弹簧管将压力转换为角位移,.,31,*传感元件：被测量通过敏感元件转换后，再经传感元件转换成电参量。,图中，电位器为传感元件，它将角位移转换为电参量电阻的变化（R）,*测量转换电路：作用是将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电压、电流或频率量。,在图中，当电位器的两端加上电源后，电位器就组成分压比电路，它的输出量是与压力成一定关系的电压Uo。,.,32,按传感器的工作机理，分为物理型、化学型、生物型等,按构成原理，结构型与物性型两大类,根据传感器的能量转换情况，可分为能量控制型传感器和能量转换型传感器,按照传感器的用途分类：位移、压力、振动、温度传感器,根据传感器输出信号：模拟信号和数字信号,根据转换过程可逆与否：单向和双向,根据传感器使用电源与否：有源传感器和无源传感器,1.3.2传感器分类,.,33,1.结构型传感器：依赖结构参数的变化实现信息转换利用物理学中场的定律构成的，包括动力场的运动定律，电磁场的电磁定律等。这类传感器的特点是传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础，而不是以材料特性变化为基础。,按构成原理：,.,34,举例说明结构型传感器和物性型传感器的区别:,（1）电容式传感器结构型传感器,化简得：,输出灵敏度,结构型传感器的特性主要由其结构参数决定，与构成传感器的物质的性质无关。,.,35,2.物性型传感器：依赖敏感元件的物理特性的变化实现信息转换利用物质定律构成的,如虎克定律、欧姆定律等。物性型传感器的性能随材料的不同而异。如，光电管，它利用了物质法则中的外光电效应。所有半导体传感器，以及所有利用各种环境变化而引起的金属、半导体、陶瓷、合金等性能变化的传感器，都属于物性型传感器。,.,36,（2）压敏传感器物性型传感器,物性型传感器主要由构成传感器的物质的性质决定。,.,37,1.能量控制型传感器：在信息变化过程中，传感器将从被测对象获取的信息能量用于调制或控制外部激励源，使外部激励源的部分能量载运信息而形成输出信号，这类传感器必须由外部提供激励源，如电阻、电感、电容等电路参量传感器都属于这一类传感器。基于应变电阻效应、磁阻效应、热阻效应、光电效应、霍尔效应等的传感器也属于此类传感器。,2.能量转换型传感器：又称有源型或发生器型，传感器将从被测对象获取的信息能量直接转换成输出信号能量，主要由能量变换元件构成，它不需要外电源。如基于压电效应、热电效应、光电动势效应等的传感器都属于此类传感器。,根据传感器的能量转换情况,.,38,按照物理原理分类电参量式传感器：电阻式、电感式、电容式等；磁电式传感器：磁电感应式、霍尔式、磁栅式等；压电式传感器：声波传感器、超声波传感器；光电式传感器：一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式、红外式、摄像式等；气电式传感器：电位器式、应变式；热电式传感器：热电偶、热电阻；波式传感器：超声波式、微波式等；射线式传感器：热辐射式、射线式；半导体式传感器：霍耳器件、热敏电阻；其他原理的传感器：差动变压器、振弦式等。有些传感器的工作原理具有两种以上原理的复合形式,如不少半导体式传感器，也可看成电参量式传感器。,.,39,1.3.3现代传感器功能材料,功能材料的特点：在性能上以材料的电、磁、声、光等物理、化学和生物学特性为主，并对最终产品、系统的功能特性起举足轻重的作用；在用途上常制成元、器件，材料与器件一体化；在生产制造上，常常是知识密集、多学科交叉、技术含量高的产品，具有品种多、批量小、更新换代快的特点；在微观结构上，功能材料常有超纯、超低缺陷密度、结构高度精细等特点。,结构材料：人们利用某些材料具有抵抗外力作用而保持自己的形状、结构不变的优良力学性能，制造用具、车辆和修建房屋、桥梁等，这些材料称为结构材料。功能材料：人们利用某些材料优良的物理、化学和生物学性能来制造具有传导信息、存储或记录、转化或变换能量的功能元、器件。具有特定光学、电学、声学、磁学、热学、力学、化学、生物学功能及其相互转化功能，并应用于现代高新技术中材料称为功能材料。,.,40,功能材料分类：,综合材料的化学成分及其物理性质和功能，功能材料大致可按图所示分类：,在现代传感器中，用得较多的是：贵金属材料、半导体材料、功能陶瓷材料和功能高分子材料。,.,41,3.半导体材料在传感器中的应用,半导体传感器不仅灵敏度高、响应速度快、小型、轻量，而且便于实现传感器的集成化和多功能化。如目前较先进的固态传感器，在一块芯片上可同时集成差压、静压、温度三个传感器，这样的传感器具有温度和压力补偿功能。,.,42,功能陶瓷分类：陶瓷大体上可分为压电陶瓷、磁性陶瓷及半导体陶瓷等，它们可以广泛地应用于热敏、气敏、湿敏、光敏等类型的传感器。,压电陶瓷正压电效应是指在某些晶体材料上施加机械应力时，晶体的某些表面会产生电荷；逆压电效应是指在晶体的某些方向施加电场时，晶体会产生几何形状的变化。按晶体结构的特点，压电效应只能存在于没有对称中心(即非各向同性)的晶体中。陶瓷是由许多细小晶粒聚集在一起构成的多晶体，这些多晶体在陶瓷烧结后，通常是无规则地排列的，在实现上表现为各向同性。一般来说，它们是不显示压电效应的。,.,43,单晶电畴的无规则排列,一定温度下对其施加强直流电场,极化电场去除后，趋向电畴基本保持不变，形成很强的剩余极化，从而呈现出压电性。,.,44,功能高分子材料在传感器中的应用由于功能高分子材料成分的可设计性、质轻、加工方便等优点，将其作为传感器的敏感器件材料，已获得多方面的应用。,.,45,四功能材料纳米结构,1.纳米技术纳米科技是90年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域。它是指在1-100nm尺度空内，研究电子、原子和分子运动规律、特性的高新技术学科。,2.纳米材料,纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1100nm（10-9m）间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。它具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。,.,46,3.几种典型纳米材料,纳米颗粒型材料也称纳米粉末，一般指粒度在100nm以下的粉末或颗粒。由于尺寸小，比表面大和量子尺寸效应等原因，它具有不同于常规固体的新特性。用途：单晶硅和精密光学器件抛光材料、微电子封装材料、光电子材料、电池电极材料、太阳能电池材料、高效催化剂、高效助燃剂、敏感元件、高韧性陶瓷材料等。,.,47,纳米固体材料,纳米固体材料通常指由尺寸小于15纳米的超微颗粒在高压力下压制成型，或再经一定热处理工序后所生成的致密型固体材料。,Fe-B纳米棒,.,48,纳米膜材料纳米薄膜是指尺寸在纳米量级的晶粒（或颗粒）构成的薄膜以及每层厚度在纳米量级的单层或多层膜。,纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于：气体催化（如汽车尾气处理）材料；过滤器材料；高密度磁记录材料；光敏材料；平面显示器材料；超导材料等。,.,49,碳纳米管，是1991年由日本电镜学家饭岛教授通过高分辨电镜发现的，属碳材料家族中的新成员，为黑色粉末状，是由类似石墨的碳原子六边形网格所组成的管状物，它一般为多层，直径为几纳米至几十纳米，长度可达数微米甚至数毫米。,碳纳米管,碳纳米管本身有非常完美的结构，意味着它有好的性能。它在一维方向上的强度可以超过钢丝强度，它还有其他材料所不具备的性能：非常好的导电性能、导热性能和电性能。,.,50,碳纳米管尺寸尽管只有头发丝的十万分之一，但它的导电率是铜的1万倍，它的强度是钢的100倍而重量只有钢的七分之一。它像金刚石那样硬，却有柔韧性，可以拉伸。它的熔点是已知材料中最高的。,如果用碳纳米管做绳索，是唯一可以从月球挂到地球表面，而不被自身重量所拉断的绳索。如果用它做成地球-月球乘人的电梯，人们在月球定居就很容易了。纳米碳管的细尖极易发射电子。用于做电子枪，可做成几厘米厚的壁挂式电视屏。,.,51,4.纳米材料的制备技术,利用纳米材料制成传感器的敏感元件，必须严格控制工艺过程中的工艺条件和工艺方法，才能保证材料一直处于纳米量级，纳米材料的优异特性才能发挥出来。纳米材料的制备方法划分为物理方法和化学方法两大类。,真空冷凝法用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等粒子体，然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控，但技术设备要求高。物理粉碎法通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。机械球磨法采用球磨方法，控制适当的条件得到纯元素、合金或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。,.,52,气相沉积法利用金属化合物蒸气的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高，粒度分布窄。沉淀法把沉淀剂加入到盐溶液中反应后，将沉淀热处理得到纳米材料。其特点简单易行，但纯度低，颗粒半径大，适合制备氧化物。水热合成法高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成，再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高，分散性好、粒度易控制。溶胶凝胶法微乳液法,化学方法,.,53,光刻技术基本流程涂胶：在硅等基体材料上涂覆光刻胶；前烘：涂好胶层的样品用烘烤的方式使胶层中的溶剂挥发，使胶层干燥；对位与曝光：一个器件的完整图形，常常是通过多种掩模，按先后次序复印在衬底上。曝光也称感光。决定图形精确形状和尺寸。显影：把已曝光的硅片样品放入到显影液中，使胶层溶解。坚膜：把显影后的样品放在一定温度下烘烤，使其硬化。淀积和去胶：坚膜后的样品分为两种情况：一种是用于蚀刻下面的材料；另一种则是在样品上淀积所需要的材料，然后去除作为保护膜的光刻胶，形成所需要的器件图形。,.,54,光学光刻光学光刻的原理与印像片相同，只是用涂覆了感光胶(抗蚀剂)的硅片取代了相纸，掩模版取代了底片。光学光刻存在着极限分辨率较低和焦深不足两大问题。,.,55,电子束光刻电子束加工是指利用高能电子束流轰击材料，使其产生热效应或辐照化学和物理效应，以达到预定工艺目的。电子束加工根据其所产生的效应可分为电子束热加工和电子束非热加工两类。利用电子束热效应的加工方法，称之为电子束热加工电子束非热加工是基于电子束的非热效应，利用功率密度比较低的电子束和电子胶（又称电子抗蚀剂，由高分子材料组成）相互作用，产生的辐射化学或物理效应,.,56,电子束光刻电子束光刻与传统意义的光刻(区域曝光)加工不同，是用束线刻蚀进行图形的加工。电子束光刻的主要缺点在于产出量，加工过程较慢，不能用于制造大多数集成电路。,.,57,离子束光刻用离子束进行抗蚀剂的曝光始于80年代液态金属离子源的出现。离子束曝光在集成电路工业中主要用于光学掩模的修补和集成电路芯片的修复。离子束加工是在真空条件下，将离子源产生的离子束经过加速聚焦，使之具有高的动能能量，轰击工件表面，利用离子的微观机械撞击实现对材料的加工。离子束加工的物理基础是离子束射到材料表面时所发生的撞击效应、溅射效应和注入效应。,.,58,离子束加工原理图,.,59,离子束加工工艺示意图,.,60,1.4.2蚀刻技术,蚀刻技术就是将不需要的薄膜利用化学溶液或者其他方法去除掉。是实现集成电路图形转移的主要技术手段。蚀刻技术分为两类：一类是湿法蚀刻，包括各向同性湿法腐蚀和各向异性湿法腐蚀；另一类是干法蚀刻，包括以物理作用为主的离子溅射蚀刻、以化学反应为主的等离子体蚀刻，以及兼有物理、化学作用的反应溅射蚀刻。,.,61,干法刻蚀干法刻蚀是利用高能束或某些气体对基体进行去除材料的加工，被刻蚀表面粗糙度较低，刻蚀效果好，但对工艺条件要求较高，加工方式可分为溅射加工和直写加工，加工工艺主要包括离子束刻蚀和激光刻蚀。离子束刻蚀离子刻蚀也称溅射刻蚀或去除加工。离子束刻蚀又分为聚焦离子束刻蚀和反应离子束刻蚀。激光刻蚀利用激光对气相或液相物质的良好的透光性,.,62,湿法刻蚀湿法刻蚀工艺是通过化学刻蚀液和被刻蚀物质之间化学反应，将被刻蚀物质剥离下来，包括各向同性与各向异性刻蚀。各向同性刻蚀是在任何方向上刻蚀速度均等的加工；而各向异性刻蚀则是与被刻蚀晶片的结构方向有关的一种刻蚀方法，它在特定方向上刻蚀速度大，其它方向上几乎不发生刻蚀。,.,63,1扩散扩散是指将一定数量和种类的杂质掺入到硅片或其他晶体中去，以改变其电学性质，并使掺入的杂质数量和分布情况都满足要求。粒子由高浓度区域向低浓度区域的运动，称为扩散运动。浓度差的存在是扩散运动的必要条件，温度的高低、粒子的大小、晶体结