溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜中溶胶结构的研究

介绍和阐述了以溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜过程中所形成的溶胶结构, 以及凝胶结构的转变情况.实验以钛酸丁酯为先驱体, 无水乙醇为溶剂, 采用不同的络合剂制备出稳定的TiO2络合物溶胶. 对络合剂引入所造成的溶胶结构的影响, 加入水量的不同(Rw=1, 4, 10, 20)对溶胶结构乃至后期凝胶结构的影响作了初步的分析.在不同的络合剂条件下, 生成的溶胶结构有很大的不同, 络合剂为乙酰丙酮时, 生成的TiO2溶胶更为稳定.高水量条件下(Rw≥10)生成的是溶胶颗粒中TiO2分子以空间网络状结构相互结合的TiO2溶胶.     

电偶腐蚀法制备多孔硅的研究EI

用电偶腐蚀法制备多孔硅,主要研究了铂电极的优化制备工艺以及腐蚀条件对多孔硅厚度的影响,并且结合SEM,AFM等测试手段对所制备的多孔硅的表面形貌进行了分析。实验发现,在相同的腐蚀条件下,多孔硅的厚度随铂电极的厚度以及铂电极与腐蚀硅片的面积比的增大而增大。     

多孔硅纵向孔隙率与残余应力分布的研究

利用电化学方法在p型重掺杂单晶硅(100)基体上制备了多孔硅薄膜,通过质量计算法得到多孔硅的孔隙率,并研究了多孔硅孔隙率随腐蚀深度变化的规律。利用显微拉曼光谱技术对多孔硅纵切面上的残余应力进行了测量,结果表明,多孔硅的孔隙率随腐蚀时间/深度的增加有先增加后减少的趋势;多孔硅纵向上存在拉伸残余应力,拉伸应力的分布与纵切面上孔隙率的分布成正比,先增大,再减小;到达多孔硅与基体硅的界面处时,拉伸应力减小为零,靠近硅一侧,转变为压应力;残余应力的最大值出现在临近多孔硅表面以下的区域。这主要与多孔硅制备过程中孔内HF酸浓度的降低和硅/电解液表面的电偶层有关。     

MEMS中多孔硅绝热技术

主要介绍了多孔硅的制备方法(化学法、电化学法及原电池法等)、多孔硅导热系数测试的几种常用手段(温度传感器法、显微拉曼散射法及光声法等)、导热系数的理论模型及影响因素．此外,采用不同方法制备了多孔硅样品,分析了其表面形貌并用显微拉曼光谱法测定了导热系数．结果发现,化学法制备的多孔硅孔径尺寸大于微米量级,而利用大孔硅电化学和原电池法得到的样品孔径尺寸小(约20nm),属于介孔硅．由于腐蚀条件的不同,多孔硅的孔隙率和厚度也不同,多孔硅的导热系数随孔隙率和厚度的增大而迅速减小．     

电化学腐蚀多孔硅表面形貌的结构特性

多孔硅作为微电子机械系统中重要的热绝缘层和牺牲层材料,其表面形貌结构特性是影响多孔硅上薄膜器件性能的重要因素,为此,利用双槽电化学腐蚀方法制备了多孔硅薄膜,并通过原子力显微镜和场发射扫描电子显微镜对制备多孔硅的表面形貌和孔径大小分布进行了观察．结果发现：腐蚀初期,在硅表面会有大量的硅柱形成,硅柱的直径、高度、分布密度与电流密度成正比关系;硅柱在进一步腐蚀过程中会消失,多孔硅的表面粗糙度随着腐蚀的进行,先减小再增大,最后达到稳定值0．52nm;多孔硅孔径大小分布区间随腐蚀时间增加变窄．     

双槽电化学腐蚀法制备多孔硅的孔隙率研究

采用双槽电化学腐蚀法制备多孔硅,主要研究了腐蚀条件及硅基体掺杂浓度对多孔硅孔隙率的影响,并且结合原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)技术对所制备的多孔硅的表面形貌和断面形貌进行了分析表征。研究发现,通过合理的选择工艺参数,可以制备具有特定孔隙率的多孔硅薄膜,可广泛的应用于微电子机械系统(MEMS)技术中。     

TiOx薄膜电阻稳定性及氧敏特性的研究

分别采用无机盐的水解－沉淀法和醇盐的溶胶－凝胶法两种工艺在Ａｌ２Ｏ３基片上制备ＴｉＯｘ（ｘ＝１－２．０）薄膜,研究了薄膜结构及氧敏特性。结果表明：水解－沉淀法的膜层粒子分布均匀,工艺易控制;溶胶－－凝胶法的膜层粒子更细微,相变温度较低,两种工艺制得的超微粒薄膜都具有很好的电阻－温度稳定性。膜层粒子愈起细化,分布愈均匀,氧敏特性愈高;薄膜厚度与气体检测灵敏度有密切关系,具有最佳膜层厚度值,两种工艺获     

显微拉曼光谱法对多孔硅热导率的研究

多孔硅优良的热学性能使其成为MEMS领域新兴的热绝缘材料。文中采用一种简便且无损的多孔硅热导率测量技术——显微拉曼光谱技术对电化学腐蚀法制备的不同孔隙率和厚度的多孔硅试样热导率进行了测量,结果表明在多孔硅的拉曼谱峰位置与其温度间存在线性对应关系。在所有样品中,厚度为110μm空隙率为65%的多孔硅显示出最好的绝热性能,其热导率为0.624W/mK。且随多孔硅孔隙率和厚度的减小,其热导率有迅速增加的趋势(厚度和孔隙率为9μm和40%时,其热导率升至25.32W/mK)。     

纳米粒子陶瓷薄膜结构稳定性的工艺控制

主要基于前期研究工作结果 ,并参考了国内外相关研究成果 ,介绍和阐述了利用溶胶 -凝胶技术制备的氧化钼、氧化钛、钛酸锶陶瓷薄膜过程中 ,控制薄膜稳定性的主要工艺因素。特别对以无机盐为原料的溶胶 -凝胶工艺 (ISG工艺 )溶胶稳定性原理和措施做了较为详细描述和说明不同出发原料、溶剂和络合剂相匹配性很重要。以钼酸铵为原料 ,乙二醇和水为溶剂 ,柠檬酸为络合稳定剂 ,溶胶在室温下可稳定存放 2年以上。干燥控制剂 (DCCA)添加于溶胶中 ,可调整凝胶膜网络质点及其间孔隙的大小与分布 ,减小热处理过程中膜层应力和薄膜开裂     

多孔硅残余应力的研究

利用电化学腐蚀的方法在p型单晶硅(100)衬底上制备了多孔硅薄膜。利用微拉曼光谱法分别测量了处于湿化—干燥—再湿化3个阶段的多孔硅薄膜的拉曼频移,对多孔硅内应变引起的频移改变量和纳米硅晶粒因声子限制效应引起的频移改变量进行分离,找到多孔硅薄膜残余应力与拉曼频移之间的关系式。利用这一关系式,对不同孔隙率的多孔硅薄膜的残余应力进行了计算,获得了和声子模型拟合方法相一致的结果。研究中发现,多孔硅表面残余应力随孔隙率的增加而线性增大,其原因为随着孔隙率的增加,多孔硅晶格常数增大,且干燥过程中残液的蒸发产生的毛细应力使多孔硅薄膜与基体硅间晶格错配程度增大造成的。