SiC薄膜光柵制作及極紫外探測(cè)器光學(xué)元件熱力學(xué)性能研究.pdf

1、碳化硅(SiC)被譽(yù)為下一代半導(dǎo)體材料，因?yàn)槠渚哂斜姸鄡?yōu)異的物理化學(xué)特性，被廣泛應(yīng)用于光電器件、高頻大功率、高溫電子器件。本文著眼其優(yōu)異的機(jī)械力學(xué)特性及良好的光學(xué)特性，將用PECVD方法制備SiC薄膜應(yīng)用在制作極紫外探測(cè)器上的核心色散元件(透射光柵)上。因?yàn)樗哂袩釋?dǎo)率大、抗輻射能力強(qiáng)、熱容高、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)與硅基十分接近等等優(yōu)點(diǎn)，所以成為制作在極端惡劣的近地空間環(huán)境下的極紫外探測(cè)器上核心元件的首選材料。
　　 在

2、本研究工作中，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣象沉積(PECVD)制備方法，針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需要，在單晶Si(100)襯底上，通過工藝參數(shù)的改變，在高溫襯底上沉積得到了的SiC薄膜，然后進(jìn)行表征測(cè)試，并通過表征結(jié)果來進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)和退火參數(shù)，最終成功制作出高質(zhì)量的5mm×5mm的自支撐薄膜和最大面積35mm×35mm的自支撐薄膜。最后討論了其制作的工藝流程以及用它制作極紫外透射光柵的工藝步驟。
　　 由于實(shí)際應(yīng)用的迫切需要，然而SiC自支

3、撐薄膜制作透射光柵的工藝尚不成熟，所以接下來用目前工藝成熟的PI膜代替SiC薄膜制作出來的2000線/毫米極紫外透射光柵，為了實(shí)現(xiàn)極紫外透射光柵光譜儀在近地空間的應(yīng)用，采用有限元方法建立了機(jī)械模型并對(duì)其熱學(xué)性能和耦合特性進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算，通過模擬熱膨脹系數(shù)不同的材料構(gòu)成的薄膜光柵在近地空間受到太陽輻照后的溫度場(chǎng)，得到該光柵表面的熱形變分布。結(jié)果表明，在高真空熱環(huán)境下，該透射光柵表面形變量平均可達(dá)0.56μm，而影響光柵周期的縱向形變平