射工艺对LaNiO3薄膜结构的影响

采用射频磁控溅射法在Si（100）衬底上制备了LaNiO3薄膜。通过原位加热或后续热处理使薄膜晶化。借助X-ray衍射分析、电感耦合等离子体发射光谱、原子力显微镜等手段研究了溅射工艺对薄膜显微结构的影响。实验结果表明,溅射时是否加热对薄膜的结晶取向影响很大,而氧分压则影响La/Ni比。衬底不加热时,通过后续热处理得到多晶的随机取向薄膜,而当溅射时原位加热300℃,则得到有明显（100）择优取向的薄膜。     

MEMS器件用叠层镍间结合强度的研究

针对MEMS器件用叠层镍间结合强度差这一难题,开展了基于盐酸化学刻蚀提高叠层镍间结合强度的工艺研究.主要考查了不同盐酸浓度、处理温度等对镍层层间结合强度的影响规律.借助SEM、Veeco轮廓分析仪等观察断面,分析结合强度改善的原因.结果表明:在45℃的温度下,经过50%HCl、10 min的化学刻蚀,叠层镍间结合强度达到567.7 MPa,比未经化学刻蚀处理的叠层镍间结合强度提高了6倍.通过SEM、Veeco等分析手段,初步解释了结合强度提高的原因.     

有机玻璃的反应离子深刻蚀

以有机玻璃薄片为原料,进行反应离子深刻蚀,探讨了有机玻璃的刻蚀反应机理,着重研究了工作气压和功率密度对刻蚀速率、图形形貌的影响.结果表明,O2反应离子刻蚀有机玻璃是以化学刻蚀为主,同时离子碰撞作用也很重要.刻蚀速率开始随气压增大而加快,刻蚀速率主要受氧活性粒子浓度控制;气压超过一定值时,刻蚀速率反而减小,气压太高不利于各向异性刻蚀.刻蚀速率随功率增加而增大,适当增大功率有利于各向异性刻蚀.通过优化刻蚀工艺,可以获得侧壁较陡直光滑的有机玻璃微结构,扩展了加工微结构的方法.     

一种金属基聚合物电热微驱动器的设计与仿真

提出了一种用于双稳态MEMS继电器的面外运动金属基聚合物电热微驱动器,下层结构使用了环氧树脂型SU-8胶作为驱动层,中间层为蛇形镍电阻丝发热层,上层结构为金属偏置层,构成的多层膜结构在常温下保持悬空部分平直,通电时产生的焦耳热使微驱动器件发生面外运动.先对设计的微驱动器进行了概念分析,再利用ANSYSTM有限元分析软件的多物理场(电-热-机械耦合)对热驱动器的性能进行了仿真与优化.当SU-8驱动层厚度、热电阻丝厚度、偏置层厚度比分别为12:4:4μm时,所设计器件的驱动性能最佳,即在0.4V驱动电压下,响应时间10ms时微驱动器产生驱动位移28μm,输出力为1mN,功耗为10mW.     

氧分压对磁控溅射BST薄膜及其介电性能的影响

为了应用平板式射频磁控溅射设备制备出良好介电性能的钛酸锶钡(BST)纳米薄膜,研究了溅射过程中不同氧分压(pO2)对沉积薄膜的化学成分、结晶性、表面形貌、电学性能的影响.实验结果表明:纯氩无氧气氛沉积的BST纳米薄膜化学成分符合化学计量比,经750℃、30 min氧气保护热处理后,呈现出BST材料固有的钙钛矿相,有较高的介电常数(rε=700)和较低的漏电流密度(1.9μA/cm2);氧氩混合气氛沉积的BST纳米薄膜,由于氧负离子反溅射作用,使薄膜的化学成分偏离化学计量比,经相同热处理后,不能形成相应的晶体结构,导致薄膜的rε下降、漏电流密度提高,介电性能变坏;pO2的变化对沉积薄膜的化学成分影响不大.     

LaNiO_3缓冲层对Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3薄膜微结构和介电性能的影响

利用射频磁控溅射法,在Pt/Ti/SiO2/Si和LaNiO2/Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜.采用X-ray衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM),研究了两种衬底上BST薄膜样品的结晶性和表面形貌.结果表明:BST薄膜材料均为钙钛矿相,直接生长在硅衬底上的BST薄膜无择优取向,晶粒尺寸为20～30 nm,而LaNiO2缓冲层上生长的BST薄膜则为(100)择优取向,晶粒尺寸约为150～200 nm.室温下测试了薄膜的介电性能.研究结果表明,LNO缓冲层显著提高了BST薄膜的介电常数和介电可调率.