充气可展开结构中薄膜皱褶的有限元分析

柔性可展开结构作为新型空间结构日益得到广泛的关注和应用.由于薄膜的大量使用,薄膜皱褶已成为高精度空间结构最关心的问题之一.采用基于屈曲理论的有限单元法来研究矩形薄膜结构在剪切载荷作用下的皱褶变形,分析了剪切载荷、薄膜厚度及材料参数对形面精度的影响规律.研究结果表明,薄膜结构的平面度随剪切位移和薄膜厚度的增加而增大,薄膜材料的弹性模量和泊松比对薄膜结构的形面精度影响很小.     

用脉冲激光沉积法在Al2O3上沉积类金刚石薄膜

为了研究沉积时间和衬底温度对类金刚石薄膜的影响,在用脉冲激光沉积法在Al2O3衬底上制备类金刚石薄膜的实验中,保持其他实验参数不变,先取沉积时间分别为15 min和40 min来沉积薄膜;再取衬底温度分别30℃和300℃来沉积薄膜.用显微镜观察薄膜是否有起皱现象,用Raman光谱仪检测薄膜的微观结构,用原子力显微镜检测...     

沉积条件对氢化锂薄膜形貌和沉积速率的影响

为了研究沉积条件对氢化锂薄膜沉积速率和表面形貌的影响,采用脉冲激光沉积方法在Si(100)基片上沉积了氢化锂薄膜.通过改变靶基距和氢压等手段来控制薄膜的沉积速率,得到了氢压与沉积速率和薄膜表面质量的关系.结果表明,随着氢压和靶基距的增加,氢化锂薄膜的沉积速率逐渐下降;适当增加氢压可以降低氢化锂薄膜的表面粗糙度.从薄膜生...     

工艺条件对PZT薄膜界面层电容的影响

采用了一种新的界面层电容计算方法来提取PZT薄膜与电极之间的界面层电容,使用这种方法对不同工艺条件下制备的PZT薄膜界面层电容进行了比较.通过实验发现,不同的Pt溅射温度和PZT薄膜的退火温度都会对PZT薄膜与电极之间的界面层产生影响.高温溅射Pt会破坏Pt衬底中的TiO2结构,并导致PZT薄膜与电极之间的界面层特性变差;PZT薄膜600℃退火得到的薄膜表面均匀致密,界面层电容值最大.通过不同工艺条件下PZT薄膜界面层电容的提取比较,获得了调整PZT薄膜工艺条件的优化参数.     

直流磁过滤电弧沉积氮化铝薄膜的研究

利用直流电弧技术在硅基片上制备氮化铝薄膜,研究了薄膜的折射率、消光系数、透过率和沉积速率.薄膜的光学折射率、消光系数、厚度通过椭偏法测试并拟合得到;薄膜的透过率谱通过傅里叶变换红外光谱仪测试,薄膜的沉积速率通过厚度的相应时间计算得到;利用柯希模型来拟合测试得到可见区光学常数,外推得到薄膜在整个近红外、中远红外的光学常数.结果表明:薄膜的折射率随工艺参数的不同有较大的变化范围,并且薄膜在较宽的光谱范围内消光系数为零;薄膜的沉积速率达到85 nm-min-1,单面镀制氮化铝薄膜的硅样片的峰值透过滤达到了69.2%.     

掺锂非晶硅薄膜的电学性质

用硅烷的辉光放电分解伴随着锂蒸发来制备掺锂的非晶硅薄膜.测量了薄膜的直流电导率与温度以及与所加的测试电压的关系.发现在温度范围为350～500K和高场强(高于10~3V/cm)情况下掺锂薄膜存在离子电导现象.     

非晶碳化硅薄膜的结构及其光学特性研究

采用等离子体增强化学气相沉积系统制备非晶碳化硅薄膜,通过控制反应气体中甲烷和硅烷的流量比R来调节薄膜中的碳/硅比,获得具有不同碳/硅比的薄膜结构.采用Raman、XPS以及FT-IR等技术手段对样品的结构进行表征.通过对样品吸收谱的测量,对样品的光学特性进行了研究.研究结果表明,薄膜中C-H键以及Si-C键含量的增加引...     

BaO Nd2O3 Sm2O3 TiO2薄膜的微波特性

在制作完底电极的LaAlO3(100)衬底上,利用磁控溅射法制备了一层BaO-Nd2O3-Sm2O3-TiO2(BNST)系薄膜,再对薄膜进行退火处理.X线衍射仪(XRD)分析表明,经退火处理的BNST薄膜结晶效果良好.采用薄膜电容结构来实现电容的测量,主要研究了BNST薄膜电容的频率特性.阻抗分析测试和矢量网络分析测试表明,在测试频率为1 MHz时,介电常数为58.3,介电损耗小于2％;在1 GHz的测试频率下,介电常数为57.5,介电损耗小于3％.研究表明,制备的BNST薄膜的频率特性稳定,基本满足微波频率下使用的要求.     

钛酸盐系铁电薄膜和它们的应用(二)

三、铁电薄膜的潜在应用薄膜工艺的发展为制作高质量铁电薄膜建立了技术基础,而优质铁电薄膜将推动和发展铁电材料的多功能效应并开拓新领域中的应用,其潜在意义目前尚难予计,下面仅对铁电薄膜在几种应用方面的探索作一初步介绍.1.铁电-半导体器件通过铁电体和半导体材料的直线接合,利用铁电材料之极化场来调制半导体的电导率等有可能构成有实用价值的铁电场效应器件.     

ITO薄膜电极激光损伤形貌的多重分形研究

液晶光学器件中液晶分子的转动由施加在ITO薄膜电极间的电场来控制,ITO晶体结构中空穴和自由电子与强激光的相互作用,使ITO薄膜电极成为液晶光学器件结构中激光损伤的薄弱环节.为探索ITO薄膜电极的激光损伤机制,使用原子力显微镜(AFM)对厚度约为10nm的ITO薄膜的表面形貌进行了测量.采用多重分形理论,定量分析了薄膜表面粗糙度及微孔洞分布情况,对薄膜在脉冲宽度为10ns,能量分别为50mJ、lOOmJ、200mJ激光辐照下所获得薄膜的表面粗糙度分布情况进行比较分析,结果显示,随着激光功率的增加,多重分形谱的谱宽△a呈增大趋势,且△f为负值,表明ITO.薄膜表面粗糙度增大并形成微孔洞缺陷.     

用X射线衍射法对ZnO薄膜微观结构的分析

用X射线衍射法对直流二极溅射和射频溅射的ZnO薄膜微观结构进行了定量分析.本文采用了薄膜和标准粉末的(002)面衍射强度的比值来表征薄膜的C轴择优取向程度.ZnO薄膜的(002)面回摆曲线给出了C轴的分散度σ和C轴的偏离度m.测试中发现σ和m的空间分布是不对称的,本方法采用了最基本的二维迴摆曲线测量法较全面地描述了C轴的空间分布.ZnO薄膜的平均粒度是用公式D=Kλ/B.cosθ来计算的,对实际测得的ZnO膜(002)面衍射峰的宽化度B进行了仪器宽化度和Kα双线分离的修正.     

利用ISSG退火改善隧穿氧化层的厚度均匀性

利用ISSG低压退火法来取代传统的氧气退火法,对沉积后的隧穿氧化薄膜进行退火处理.由于其独特的可控补偿氧化生长机制,最终在晶圆表面形成了厚度均匀的氧化层,薄膜质量也有了较大改善.这一结果为低压化学汽相沉积得到的隧穿氧化薄膜的平坦化提供了新思路.     

用随机阻抗网络模拟纳米热致变色VO2薄膜的电阻温度特性

用反应离子束溅射法制备了低相变点(45℃)纳米二氧化钒(VO2)薄膜,并利用随机阻抗网络模型来模拟其电阻-温度特性.在模拟过程中,该薄膜被等效为一个由半导体相和金属相微粒随机分布组成的复合系统.氧化钒薄膜电阻温度特性的模拟结果与实验测量值在整个温度变化范围(10～75℃)十分吻合.这一结果表明,氧化钒薄膜在温度变化过程中发生相分离,且半导体相微粒和金属相微粒之间相互竞争导致了氧化钒薄膜电阻的突变.     

磁控溅射制备的氧化钒的椭偏光谱分析

采用直流反应磁控溅射工艺,在不同的沉积时间条件下(5～100min)制备了以单晶硅为衬底的氧化钒薄膜,用扫描电镜分析了薄膜结构的断面形貌.对氧化钒薄膜建立了椭偏色散模型[1],运用经典振子模型在椭偏仪上拟合并计算薄膜的透射光谱得到理想的拟合效果,发现在300～450nm内其折射率随波长的增加而增大,而在450～700nm内逐渐减小,632.8nm波长下磁控溅射制备的氧化钒薄膜折射率在2.2～2.5.初始沉积薄膜折射率较大,而随着沉积时间的增加,不同厚度的薄膜折射率从2.43到2.24呈现略微减小的趋势.用拟合得到的厚度值来计算出沉积速率,发现沉积速率也逐渐变小.     

SiCl_4/SiH_4-NH_3体系的低压化学蒸汽淀积(LPCVD)氮化硅薄膜研究

<正> 氮化硅薄膜在大规模集成电路制造过程中占有一定的地位.目前国内一般是采用硅烧和氨做原料,用高频加热的方法来淀积氮化硅薄膜.这种高频常压法工艺产量低,耗电多,薄膜均匀性也比较差.从1977年以来,国外基本上普遍推广LPCVD新工艺代替了以往的常压工艺.     

用标度理论和蒙特卡洛方法研究微晶硅薄膜的生长机制

使用热丝化学气相沉积技术制备微晶硅薄膜(沉积速度为1.2nm/s),通过原子力显微镜研究了薄膜前期生长的粗糙化过程.按照标度理论获得微晶硅薄膜的生长因子为β≈O.67,粗糙度因子为α≈O.80,动力学因子为1/z=0.40.这些标度指数不能用一般的生长模型来解释.通过蒙特卡罗模拟给出与实验一致的结果.模拟表明,入射流方向、生长基元的类型和浓度、生长基元的粘滞、再发射和影蔽过程都对微晶硅薄膜的表面形貌有比较重要的影响.     

基于局部基底弯曲法的高灵敏度薄膜应力测试技术

针对MEMS(micro-electro-mechanical system)和NEMS(nano-electro-mechanical system)对薄膜应力测试的要求,开发了一种新型高灵敏度薄膜应力测试技术,使用自行搭建的准纳米光学干涉测试系统,利用局部基底弯曲来检测薄膜的内应力.该方法不仅保留了传统基底弯曲法的所有优点,而且消除了其系统误差.使用ANSYS对测试结构进行了模拟和优化,对于30nm厚的薄膜,应力检测的分辨率为1.5MPa,优于目前国际上的相关报道.本测试结构使用各向异性腐蚀和DRIE(deep reactive ion etching)完成,加工工艺简单实用.文中使用该测试技术对常用MEMS薄膜的残余应力进行了测量,结果与其他测试方法得到的结果基本一致,测量重复性优于1%.该技术可以用于测试纳米级薄膜及超低应力薄膜的内应力.     

基于局部基底弯曲法的高灵敏度薄膜应力测试技术

针对MEMS(micro-electro-mechanical system)和NEMS(nano-electro-mechanical system)对薄膜应力测试的要求,开发了一种新型高灵敏度薄膜应力测试技术,使用自行搭建的准纳米光学干涉测试系统,利用局部基底弯曲来检测薄膜的内应力.该方法不仅保留了传统基底弯曲法的所有优点,而且消除了其系统误差.使用ANSYS对测试结构进行了模拟和优化,对于30nm厚的薄膜,应力检测的分辨率为1.5MPa,优于目前国际上的相关报道.本测试结构使用各向异性腐蚀和DRIE(deep reactive ion etching)完成,加工工艺简单实用.文中使用该测试技术对常用MEMS薄膜的残余应力进行了测量,结果与其他测试方法得到的结果基本一致,测量重复性优于1%.该技术可以用于测试纳米级薄膜及超低应力薄膜的内应力.     

用标度理论和蒙特卡洛方法研究微晶硅薄膜的生长机制

使用热丝化学气相沉积技术制备微晶硅薄膜(沉积速度为1.2nm/s),通过原子力显微镜研究了薄膜前期生长的粗糙化过程.按照标度理论获得微晶硅薄膜的生长因子为β≈O.67,粗糙度因子为α≈O.80,动力学因子为1/z=0.40.这些标度指数不能用一般的生长模型来解释.通过蒙特卡罗模拟给出与实验一致的结果.模拟表明,入射流方向、生长基元的类型和浓度、生长基元的粘滞、再发射和影蔽过程都对微晶硅薄膜的表面形貌有比较重要的影响.     

沉积压强对非晶硅薄膜光学性能和微结构的影响

为研究沉积压强对非晶硅薄膜光学性能和结构的影响,通过改变沉积压强并采用射频磁控溅射制备a-Si∶H薄膜.借助椭偏仪、紫外可见分光光度计和拉曼光谱来分析薄膜的光学性能和微结构.研究发现,在较低沉积压强下薄膜的致密度得到提高,光学带隙偏小,折射率和消光系数较大,短程序和中程序得到改善,体内缺陷较少.并且椭偏拟合参数A越大,...