Ⅰ.PMMA反应离子深刻蚀及其侧壁钝化技术研究;Ⅱ.TiNiPd形状记忆合金薄膜制备及其性能研究

摘要

第一部分 PMMA反应离子深刻蚀及其侧壁钝化技术研究;有机玻璃(PMMA)是一种综合性能优良的聚合物材料,在光电子学、集成光学和微机电系统中有广泛的应用.随着微器件和微系统应用研究的发展,人们对高深宽比加工技术极感兴趣.LIGA技术是目前加工高深宽比微结构比较成熟完善的方法,但其成本较高,工艺复杂.反应离子刻蚀具有良好的方向性,可以用来加工高深宽比微结构,研究较多的是硅材料的刻蚀.本项目用反应离子深刻蚀技术直接对模压和商品PMMA薄膜进行深刻蚀,以此获得可作为金属电铸的塑料模具.研究内容主要包括:制备用于反应离子刻蚀的PMMA样品,研究不同掩模材料的刻蚀选择比及图形化技术,分析了PMMA在氧等离子体中的氧化分解机理,探索加入不同比例的CHF3气体,达到钝化侧壁的作用,获得各向异性刻蚀的效果;注重研究了刻蚀工艺参数如气体成分(Ar,O<,2>,CHF<,3>)、气体压力、功率、刻蚀温度等对刻蚀速率、图形形貌的影响,探讨了不同条件下控制刻蚀速率的主要因素,初步摸索出最佳的刻蚀工艺,在优化的工艺条件下获得刻蚀表面平整光滑,侧壁陡直的PMMA微结构(400μm),在刻蚀好的PMMA微结构上初步电镀出金属微结构.第二部分 TiNiPd形状记忆合金薄膜制备及其性能研究;为了提高相变温度,可以用Pd部分取代Ni,本文以Ti<,50>Ni<,1-x>Pd<,x>合金为靶材,磁控溅射沉积SMA薄膜,经过适当热处理使其晶化.借助X-ray衍射分析(XRD)、电子探针(EPMA)、差热分析(DSC)、动态力学分析(DMA)等测试手段研究溅射工艺参数对薄膜成分及性能的影响,着重研究了热处理工艺、薄膜成分对薄膜的相变特性和力学性能,如拉伸、内耗特性等的影响.测量不同热处理条件下薄膜的DSC曲线和力学拉伸性能,研究了模量和内耗随温度的变化.DSC分析、应变—温度曲线以及内耗测量得到SMA薄膜的相变点是一致的.TiNiPd薄膜的相变温度受成分及热处理条件的影响较大,适当条件热处理后,富Ti(Ti＞50atm%)的TiNiPd薄膜相变温度(M<,s>,A<,s>)达到100℃以上,且表现出明显的形状记忆效应;而贫Ti(Ti＜50atm%)的薄膜在室温至300℃之间没有相变.拉伸实验表明薄膜断裂强度随测试温度升高而增大,残余应变随温度升高而减小.随应力增加,相变温度向高温方向移动.结合DSC测试,内耗是研究马氏体相变中软模的有力工具,马氏体相变的软模现象为相变形核机制提供启迪,相变时模量对应内耗峰显著呈现最低值,频率对模量几乎没有影响,而内耗随频率增加略有下降.

目录

博士后研究工作简介

第一部分PMMA的反应离子深刻蚀及其侧壁钝化技术研究

摘要

Abstract

第一章绪论

第二章PMMA样品的制备

第三章刻蚀工艺参数的优化选择

3.1气体成分及流量对刻蚀速率的影响

3.2工作气压对刻蚀的影响

3.3功率和温度对刻蚀的影响

3.4微掩模效应

3.5不同条件下刻蚀模压PMMA和商品有机玻璃的形貌

3.6电铸金属微结构

3.7总结

参考文献

第四章PMMA的氧化分解机理及CHF3钝化机理研究

结论

第二部分TiNiPd形状记忆合金薄膜的制备及性能表征

摘要

Abstract

第一章前言

第二章TiNiPd形状记忆合金薄膜的制备及其性能表征

2.1实验方法

2.2测试结果及分析

参考文献

结论

致谢

博士后期间发表的论文