用于無掩膜刻蝕的微放電器陣列的設(shè)計(jì)加工及表征.pdf

1、傳統(tǒng)的等離子體加工技術(shù)需要通過掩膜板來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)過程不僅周期長，而且加工成本高昂。為了實(shí)現(xiàn)無掩膜等離子體刻蝕加工，課題組之前提出了一種基于掃描探針的微等離子體刻蝕方法，即將微放電器集成在懸臂梁探針的空心針尖上，以實(shí)現(xiàn)對樣品高精度的無掩?？涛g加工。然而，集成微放電器的懸臂梁探針加工工藝復(fù)雜，且探針結(jié)構(gòu)十分脆弱，容易損壞。因此，課題組提出了無懸臂梁結(jié)構(gòu)的微放電器針尖陣列的無掩?？涛g加工方法。和懸臂梁探針結(jié)構(gòu)相比，微放電器針尖陣列結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固

2、，加工工藝更為簡單，且能夠?qū)崿F(xiàn)更高的陣列密度和更大的加工面積，因此，可用于高精度，高效率，大面積的刻蝕加工。本文主要研究了微放電器針尖陣列無掩?？涛g方法中的核心器件微放電器陣列的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，器件加工及微放電器陣列的性能表征。
　　在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，針對針尖陣列微放電器放電過程中微放電器單元之間出現(xiàn)的熱耦合效應(yīng)，我們對微放電器陣列的單元之間的間距做了優(yōu)化。運(yùn)用ComsolMultiphysics進(jìn)行熱效應(yīng)仿真，對陣列單元的排布加以優(yōu)化使

3、得熱耦合效應(yīng)對器件本身的影響達(dá)到最小。
　　在器件制備方面，本文介紹了用于無掩膜刻蝕的針尖陣列微放電器的加工制備過程，并對其中的部分工藝參數(shù)做出優(yōu)化。對用于刻蝕掩膜的氧化硅薄膜工藝進(jìn)行優(yōu)化，使得整個(gè)工藝過程更加簡單實(shí)用。在優(yōu)化工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，制備出質(zhì)量良好的微放電器陣列。
　　對于最終要用于無掩膜刻蝕的針尖陣列微放電器，本文最后對微放電器陣列的放電性能做了詳細(xì)的測試表征，對影響微放電器陣列穩(wěn)定放電的若干因素分別做了實(shí)驗(yàn)測試