基于微梁谐振原理的相对湿度检测技术

提出了一种基于微梁谐振原理的相对湿度检测方法．建立了微梁谐振频率与环境相对湿度的函数关系,通过检测谐振频率可以测量环境相对湿度．利用压电微梁直接激励法进行实验,得出了30％～80％湿度范围内微梁谐振频率与相对湿度的关系曲线．经实验验证,基于谐振原理的微梁湿度传感器有良好的精度和重复性,分辨率可达0．2％RH,精度优于±2．0％RH．微梁湿度传感器体积小、响应快、精度高,在微机电系统和微全分析系统中有广泛的应用前景,     

脉冲时间对AFM阳极诱导氧化加工的影响

通过改变AFM阳极诱导氧化加工点结构时的偏压和脉冲时间,发现氧化点高度和宽度与所施加偏压呈对数关系,并且发现氧化点高度与宽度与脉冲时间呈指数关系．同时,在环境温度和氧气浓度保持不变的条件下通过改变加工中的相对大气湿度,研究了大气湿度对所加工氧化点结构的高度和宽度的影响,即氧化点的高度和宽度都随着相对湿度的增加而增加。通过实验,发现扫描速率为1μm/s、所施加偏压为7V、脉冲时间为1s、相对湿度为40％左右时所加工结构较为理想．     

采用变速白光扫描干涉术测量大尺度台阶结构

针对传统白光扫描干涉术在对一些垂直尺度较大器件的测试中,存在测量时间长、信号利用率低等问题,本文提出了应用于白光扫描干涉测量的变速扫描策略,并开发了基于预定义模式的变速扫描和基于自动对焦模式的变速扫描两种具体的实现方式。本文方法能够控制测量系统仅在有干涉条纹存在的空间区域采集图像,而在其它区域加速运行,从而提高了测试效率。测量过程中,通过编写的测量软件控制纳米测量机(NMM),并利用NMM的高精度定位能力实现变速扫描。实验测试了一个100μm台阶结构,相对传统固定步长扫描法,变速扫描在保持高精度的基础上提高了测量效率。     

Young’s modulus determination of low-k porous films by improved wide-band LG/LD SAW*

低介电常数介质互连系统是发展高速超大规模集成电路的瓶颈之一。为了更加准确的表征超薄、柔软、易碎的低介电常数多孔介质薄膜的杨氏模量,提出了一种改进的宽带激光激发、激光检测的声表面波(LG/LD SAW)技术。该技术基于光束微偏转敏感检测原理。采用新型的差分共焦检测配置,该技术拓展了常规激光声表面波技术的工作带宽,从而减弱了硬质衬底材料对检测声表面信号的影响,获得了被测超薄多孔低介电常数介质薄膜更为丰富的信息。因此,采用此技术获得的杨氏模量的测量结果更加精确。阐述了该技术的检测原理。并采用该技术测试了Si (100) 上的多孔二氧化硅薄膜。在常规激光声表面波技术的工作频段和该技术获得的高频段对实验获得的色散曲线与理论计算的色散曲线进行了拟合。对比这两个频段内的拟合结果表明,该技术极大提高了薄膜杨氏模量的测量精度,且适用于多孔低介电常数介质薄膜的杨氏模量测量。     

小型自感应原子力显微镜测头及其标定

设计了一种小型轻敲式自感应原子力显微镜(AFM)测头以实现微/纳尺度下的几何量测量.轻敲式测头采用石英音叉式自感应探针,通过自身的电信号输出检测悬臂梁的振幅变化,无需额外的光学传感器.设计了测头的微弱自感应信号放大电路,并补偿音叉寄生电容对测量的干扰.机械结构紧凑便于将测头固定于光学显微镜下观察测量情况,同时屏蔽外界的干扰.利用显微激光多普勒测振系统,标定了测头机电耦合系数为145 nm/V,由此可以计算测头工作频率下悬臂梁的振幅.搭建了以纳米测量机(NMM)为高精度定位平台的测试系统,利用该系统对测头进行进/退针实验,标定测头的灵敏度为0.47 nm/mV,NMM内置的干涉仪保证标定直接溯源至"米"定义.实验表明测头的非线性误差小于1%,测量范围在百纳米级.     

压电扫描器对SPM电场加工的影响

利用扫描探针显微镜(SPM)能够实现纳米级电子器件和机械器件的加工．压电扫描器是SPM电场加工中的重要部件，它实现了针尖的移动，使得SPM可在样品表面生成氧化结构．该文着重探讨了单管式扫描器的结构以及压电陶瓷特性对SPM电场加工的影响，分析了多种误差来源，并给出了相应的解决方法，这有利于进一步改进纳米加工系统，提高电场加工的精度和重复性。     

大气湿度对AFM针尖氧化加工金属Ti膜的影响

AFM针尖诱导氧化加工的Ti纳米氧化线，是基于Ti膜-半导体纳米器件的基础，由大气湿度决定的Ti膜表面水吸附层的厚度，对控制阳极诱导氧化加工的结果起重要作用。通过大量实验研究了大气湿度对Ti氧化线高度、宽度和纵横比的影响，结果表明进行氧化加工Ti膜的较好湿度范围为30％～50％。     

高精度的超声波在线流量测量

针对超声波检测流量过程中的流场分布问题，提出一种高精度在线检测的实用方法及其实现装置。基于混合长度理论对流速进行补偿，建立了测量的数学模型，给出了测量系统的结构框图，并且分析了测量误差的来源以及消除误差的方法。     

光学条纹图有效复原相位的获取

根据混合模板技术进行光学条纹相位复原，并根据复原相位相邻相位差和光学条纹的固有物理间断区切除复原相位中的无效象素，从而获得一幅没有无效象素的复原相位图。实验结果证明了这一方法的可行性     

超高速器件的采样技术

详细论述了电光采样和光导采样两种超快速采样技术的原理和实现方法,分析了两种超快速采样技术的发展方向,对比了两种超快速采样技术的优缺点,提出了利用微加工和纳米加工不断改善两种超快速采样技术的方法.