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氮化硅（Si₃N₄）薄膜窗口因其优异的机械强度、化学稳定性和透光性（尤其在紫外至近红外波段），在半导体、电子显微镜、MEMS、光学和新能源等领域广泛应用。根据应用场景、结构设计和功能需求，其产品分类如下：
1. 按基底材料分类
类型 | 特点 | 典型应用 |
硅基氮化硅窗口 | 以硅片为衬底，通过背面刻蚀形成悬空薄膜，工艺成熟，成本较低。 | TEM样品支撑、MEMS压力传感器、X射线掩膜 |
石英/玻璃基氮化硅窗口 | 透光性更好，耐高温，但机械强度略低于硅基。 | 光学器件、紫外传感器、微流控芯片 |
金属框架氮化硅窗口 | 将氮化硅薄膜集成在金属环（如铜、钛）上，便于安装和封装。 | 电镜载网、真空器件窗口 |
2. 按薄膜结构分类
类型 | 特点 | 典型应用 |
单层氮化硅窗口 | 单一Si₃N₄薄膜，厚度通常50–500 nm，工艺简单。 | 常规TEM观察、光学滤光片 |
多层复合窗口 | Si₃N₄与SiO₂、Al₂O₃等材料交替堆叠，优化应力或光学性能。 | 抗反射涂层、高稳定性MEMS器件 |
图形化氮化硅窗口 | 薄膜表面通过光刻刻蚀形成微纳结构（如孔阵、光栅）。 | 光子晶体、衍射光学元件 |
3. 按应用领域分类
(1) 电子显微镜（TEM/SEM）
标准TEM载网：3 mm直径，氮化硅薄膜厚度50–200 nm，用于高分辨率成像。
超薄窗口（<50 nm）：减少电子散射，适用于原子级分辨率观测（如二维材料）。
冷冻电镜专用窗口：低应力薄膜，兼容低温样品制备。
(2) 半导体与MEMS
MEMS压力传感器窗口：耐腐蚀薄膜，用于气压或化学传感。
X射线光刻掩膜：高厚度（~1 μm）Si₃N₄膜，阻挡X射线并定义图形。
(3) 光学与光电
紫外/红外透射窗口：利用Si₃N₄在紫外波段的高透过率（如DUV光学系统）。
激光器保护窗口：抗激光损伤薄膜，用于高功率激光器件。
(4) 新能源与封装
锂电电池观察窗口：耐电解液腐蚀，用于原位观测电池反应。
真空器件密封窗：高气密性Si₃N₄膜，维持真空或惰性环境。
4. 技术发展趋势
超低应力薄膜：通过LPCVD工艺优化减少翘曲。
大尺寸窗口：用于晶圆级封装或大面积光学器件。
智能集成化：结合加热、电极等功能，支持原位实验。
氮化硅薄膜窗口的产品分类高度依赖下游需求，未来在半导体先进封装、量子器件和原位表征等领域潜力显著。
