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MEMS中永磁材料的微细加工技术研究进展 被引量:5
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作者 陶凯 丁桂甫 +4 位作者 杨卓青 王佩红 吴义伯 汪红 王艳 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第5期1-4,7,共5页
概述了永磁材料在微机电系统(MEMS)中集成制造方法的研究进展,总结了当前用于制造永磁薄膜的电沉积、溅射、脉冲激光沉积(PLD)和粘结磁体微图形化等4种主要加工技术的优缺点和研究现状,并对未来的发展方向提出了一些观点。
关键词 微机电系统 永磁材料 永磁薄膜 微细加工
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静电悬浮转子微陀螺及其关键技术 被引量:20
2
作者 崔峰 苏宇锋 +3 位作者 张卫平 吴校生 陈文元 赵小林 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第6期61-67,共7页
静电悬浮转子微陀螺具有比振动式微陀螺精度高的潜在优点,并可同时测量二轴角速度和三轴线加速度。介绍了静电悬浮转子微陀螺的研究现状。对该静电悬浮转子微陀螺/加速度计的工作原理、特点进行了分析,并对实现高精度静电悬浮转子微陀螺... 静电悬浮转子微陀螺具有比振动式微陀螺精度高的潜在优点,并可同时测量二轴角速度和三轴线加速度。介绍了静电悬浮转子微陀螺的研究现状。对该静电悬浮转子微陀螺/加速度计的工作原理、特点进行了分析,并对实现高精度静电悬浮转子微陀螺/加速度计的关键技术如静电稳定悬浮、微位移检测控制、静电恒速旋转驱动、微机械加工和真空封装技术等进行了探讨。指出这一新颖MEMS陀螺是高精度多轴集成微惯性传感器技术发展的一个重要方向,具有广阔的应用前景和较大的发展潜力。 展开更多
关键词 微机电系统 微陀螺 微加速度计 转子 静电悬浮
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LB技术制备FePt纳米粒子单层膜 被引量:8
3
作者 王英 张效岩 +1 位作者 蔡炳初 张亚非 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期2212-2214,共3页
The monolayer film of FePt nanoparticles with the mean size about 4 nm was fabricated on a silicon substrate by the Langmuir-Blodgett(LB) technology. The properties of the monolayer film were characterized by π-A iso... The monolayer film of FePt nanoparticles with the mean size about 4 nm was fabricated on a silicon substrate by the Langmuir-Blodgett(LB) technology. The properties of the monolayer film were characterized by π-A isotherms, atomic force microscope(AFM) and small-angle X-ray diffraction. The results showed that the monolayer of FePt nanoparticles has a smooth surface and a dense structure as shown by the AFM image. Small-angle X-ray diffraction(SXRD) measurement of multilayer structure for the FePt nanoparticles indicated that the superlattices consist of well-defined smooth layers. 展开更多
关键词 FePt纳米粒子 单层粒子膜 LB工艺
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微器件用Ni-W合金薄膜热稳定性的研究 被引量:4
4
作者 刘瑞 汪红 +3 位作者 姚锦元 李雪萍 丁桂甫 赵小林 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期220-223,226,共5页
研究了低应力柠檬酸胺-1-羟基乙烷二膦酸(HEDP)镀液体系中电流密度、pH值、脉冲参数和热处理条件等对Ni-W合金薄膜硬度的影响。结果表明,电镀工艺条件对硬度提高有限,热处理对Ni-W合金薄膜的硬度有明显提高。同时研究对比了沉积态及550... 研究了低应力柠檬酸胺-1-羟基乙烷二膦酸(HEDP)镀液体系中电流密度、pH值、脉冲参数和热处理条件等对Ni-W合金薄膜硬度的影响。结果表明,电镀工艺条件对硬度提高有限,热处理对Ni-W合金薄膜的硬度有明显提高。同时研究对比了沉积态及550℃热处理后Ni和Ni-W硬度、干摩擦条件下耐磨性以及微观结构的变化。实验发现:多晶的Ni薄膜经过热处理后,晶粒尺寸显著长大,硬度、耐磨性约下降2/3;而Ni-W合金薄膜经过热处理后,微观结构由非晶转变成纳米晶,薄膜仍保持良好的耐磨性,硬度提高了1倍。Ni-W合金薄膜优异的热稳定性,有望在特殊环境下取代Ni薄膜在MEMS器件上获得应用。 展开更多
关键词 NI-W合金 电沉积 热稳定性 薄膜结构 热处理
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基于MEMS技术的异平面空心金属微针 被引量:4
5
作者 沈修成 刘景全 +2 位作者 王亚军 郭忠元 芮岳峰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期151-154,共4页
MEMS微针的一个重要应用是透皮给药。文中提出了一种基于MEMS技术的异平面空心金属微针。该微针首先利用硅(100)面刻蚀技术在硅片上刻蚀出深度为330μm的倒四棱锥,然后采用电镀技术电镀出壁厚为50μm的空心金属倒四棱锥。从背面开出微... MEMS微针的一个重要应用是透皮给药。文中提出了一种基于MEMS技术的异平面空心金属微针。该微针首先利用硅(100)面刻蚀技术在硅片上刻蚀出深度为330μm的倒四棱锥,然后采用电镀技术电镀出壁厚为50μm的空心金属倒四棱锥。从背面开出微流道并去除残余硅,就得到了倾斜角度为70.6°的异平面金属空心微针。最后采用ANSYS有限元仿真软件建立微针模型,验证了微针具有足够的强度。 展开更多
关键词 MEMS 微针 电镀 异平面 药物投送
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UV-LIGA镍薄膜材料的力学性能测试与分析 被引量:4
6
作者 毛胜平 汪红 +3 位作者 刘瑞 汤俊 李雪萍 丁桂甫 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期354-357,361,共5页
利用LIGA或UV-LIGA技术制备的镍,特别适合作为微器件的结构材料。材料的力学性能在微器件的仿真设计和实际使用中起到重要作用。主要利用常规的力学试验机和自行搭建的微拉伸平台,通过单轴拉伸方法测试了电流密度为20mA/cm2的UV-LIGA镍... 利用LIGA或UV-LIGA技术制备的镍,特别适合作为微器件的结构材料。材料的力学性能在微器件的仿真设计和实际使用中起到重要作用。主要利用常规的力学试验机和自行搭建的微拉伸平台,通过单轴拉伸方法测试了电流密度为20mA/cm2的UV-LIGA镍薄膜的力学性能。3种测试方法的结果呈现了一致的规律性变化——弹性模量显著降低,强度显著提高,表明UV-LIGA镍具有与块体镍显著不同的力学性能。通过X射线衍射分析(XRD),测量了该电流密度下试样的择优取向和晶粒尺寸,通过场发射扫描电镜(SEM)观察了试样的表面形貌和拉伸断口,并初步地分析了UV-LIGA镍力学性能的变化原因。该测试结果为微器件的仿真设计提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 MEMS UV—LIGA镍 电沉积 力学性能 单轴拉伸
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非接触压电微马达的仿真与实验研究 被引量:3
7
作者 杨斌 刘景全 +2 位作者 陈迪 周广华 蔡炳初 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期165-170,共6页
提出了一种基于四区和八区2种激振方式的新型非接触压电微马达,并进行了振动模态的有限元数值模拟。利用ANSYS有限元软件对定子进行模态分析,并用激光测振仪对四区和八区2 种激振方式下的定子进行位移扫频和振型测试,得出:最优驱动频率... 提出了一种基于四区和八区2种激振方式的新型非接触压电微马达,并进行了振动模态的有限元数值模拟。利用ANSYS有限元软件对定子进行模态分析,并用激光测振仪对四区和八区2 种激振方式下的定子进行位移扫频和振型测试,得出:最优驱动频率分别为34.4 kHz和46.3 kHz,相应的模态分别为B21和B22,二者结果吻合较好。对微马达的输出性能进行了实验研究,结果表明:三叶片和六叶片转子在八区最优模态激振下转子的转速约是四区的2倍。说明了增加定子的分区数不仅改变了定子的最优驱动频率而且能够明显提高转子的转速。而且当A B间相位差从90°调谐到270°时,行波的传播方向发生了改变,从而实现了转子的换向。实验还表明,转子的正反转的转速基本一致。 展开更多
关键词 振动模态 非接触 压电微马达 有限元模拟
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纳米压印技术中模板表面的气相法抗粘连修饰 被引量:5
8
作者 李海华 李小丽 王庆康 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1687-1689,1694,共4页
研究了采用全氟四氢辛基硅烷(F13-TCS)对纳米压印技术中所用SiO2模板进行表面修饰的情况,分析了用气相法在SiO2模板表面形成F13-TCS单分子膜的形成过程及化学机理,并用X射线光电子能谱仪(XPS)和视频光学接触角测试仪对模板修饰表面的元... 研究了采用全氟四氢辛基硅烷(F13-TCS)对纳米压印技术中所用SiO2模板进行表面修饰的情况,分析了用气相法在SiO2模板表面形成F13-TCS单分子膜的形成过程及化学机理,并用X射线光电子能谱仪(XPS)和视频光学接触角测试仪对模板修饰表面的元素成分、价态和表面能进行了测试表征,用原子力显微镜(AFM)对压印过程中的模板结构及模板复制结构进行了对比分析.结果表明,通过F13-TCS对SiO2模板的表面修饰,可以大大降低模板与压印聚合物层之间的相互作用力,在纳米压印过程中实现结构较好的转移、复制. 展开更多
关键词 纳米压印 气相法 表面修饰
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MEMS微器件用CoNiMnP永磁体薄膜的工艺制备和性能研究 被引量:2
9
作者 汪红 丁桂甫 +3 位作者 戴旭涵 苏宇锋 张永华 王志民 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1719-1722,共4页
研究了采用多种氯化物体系电沉积制备CoNiMnP永磁体薄膜及在微继电器、电磁驱动器永磁体阵列器件方面的应用。对薄膜组成、磁性能的对比研究表明:从稀氯化物体系(200mT)中获得的Co_(82.4) Ni_(11.9)Mn_(0.4)P_(5.3)永磁体薄膜具有... 研究了采用多种氯化物体系电沉积制备CoNiMnP永磁体薄膜及在微继电器、电磁驱动器永磁体阵列器件方面的应用。对薄膜组成、磁性能的对比研究表明:从稀氯化物体系(200mT)中获得的Co_(82.4) Ni_(11.9)Mn_(0.4)P_(5.3)永磁体薄膜具有最好的磁性能:H_c= 208790A/m,B_r=0.2T,(BH)_(max)=10.15kJ/m^3,且脆性小、内应力较低。进一步解析发现这可能是因为与易磁化轴相平行的Co(110)面上存在织构所致。在此基础上采用掩膜电沉积技术成功地制备出微继电器原位制造和电磁驱动器永磁体薄膜阵列。 展开更多
关键词 MEMS器件 CoNiMnP永磁体薄膜 磁性能 掩膜电沉积
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MEMS中Ni-W合金薄膜力学性能的研究 被引量:2
10
作者 刘瑞 汪红 +3 位作者 汤俊 毛胜平 陈辉 丁桂甫 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2009年第8期46-48,共3页
研究了柠檬酸胺—1—羟基乙烷二膦酸(HEDP)镀液体系中Ni-W的力学性能。通过紫外曝光的光刻、电铸和注塑(UV-LIGA)技术制备出微拉伸试样和单轴微拉伸测试系统进行拉伸试验。结果表明:在Ni-W薄膜试样尺寸为5μm×50μm×100μm条... 研究了柠檬酸胺—1—羟基乙烷二膦酸(HEDP)镀液体系中Ni-W的力学性能。通过紫外曝光的光刻、电铸和注塑(UV-LIGA)技术制备出微拉伸试样和单轴微拉伸测试系统进行拉伸试验。结果表明:在Ni-W薄膜试样尺寸为5μm×50μm×100μm条件下,其杨氏模量约为100.4 GPa,抗拉强度为1.96 GPa,应变约为3.6%。 展开更多
关键词 微机电系统 Ni—W合金 电沉积 力学性能 拉伸试验
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基于CVD技术的异步多通路电针灸针的研究 被引量:2
11
作者 邱可可 刘景全 +3 位作者 芮岳峰 杨春生 王宇娟 李克勇 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第5期788-790,共3页
针灸治疗是中医治疗疾病的一种有效方法,随着现代针灸的新科技与经络穴位的结合,传统的毫针逐渐发展到了脉冲电针、电热针等。该文提出一种异步多通路刺激的电针灸针。基于传统的毫针,通过微加工工艺在一根毫针针体上加工出若干个刺激电... 针灸治疗是中医治疗疾病的一种有效方法,随着现代针灸的新科技与经络穴位的结合,传统的毫针逐渐发展到了脉冲电针、电热针等。该文提出一种异步多通路刺激的电针灸针。基于传统的毫针,通过微加工工艺在一根毫针针体上加工出若干个刺激电极,微加工工艺包括溅射金属层及化学气相沉积(CVD)绝缘层聚对二甲苯。聚对二甲苯作为电极间的绝缘材料,具有无针孔涂覆、更低的液气渗透率、良好的生物相容性、透明性和柔韧性、以及较好的机械强度。通过连接电针灸仪,在一根针上即可实现异步多条电流通路的刺激。 展开更多
关键词 电针灸 异步 多通路 电针 化学气相沉积(CVD) 聚对二甲苯
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超短激光诱导金属薄膜后向层裂的分子动力学模拟(英文) 被引量:2
12
作者 刘璇 周伟民 +1 位作者 赵丽杰 张亚非 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1908-1912,共5页
采用结合双温模型的分子动力学方法详尽描述了应力约束区域内部金属薄膜后向层裂的动力学过程。与辐照表面在激光加热作用下机械稳定性受到强烈影响而发生的前向喷射不同,后向层裂是冷材料的断裂。分析了层裂机制,得出靶材是在卸载波及... 采用结合双温模型的分子动力学方法详尽描述了应力约束区域内部金属薄膜后向层裂的动力学过程。与辐照表面在激光加热作用下机械稳定性受到强烈影响而发生的前向喷射不同,后向层裂是冷材料的断裂。分析了层裂机制,得出靶材是在卸载波及被反射的压力波的共同作用下发生层裂;探讨了激光诱导压力波的传播规律,预测了不同靶厚下的层裂厚度及其对层裂开始时间的影响。 展开更多
关键词 后向层裂 超短激光 分子动力学 金属薄膜
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利用LB技术采用循环压缩方法在不同基底表面制备FePt纳米粒子单层膜 被引量:3
13
作者 徐斌 王英 张亚非 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1317-1320,共4页
利用LB(Langmuir-Blodgett)技术,采用循环压缩的方法在不同基底表面上制备FePt纳米粒子单层膜,采用TEM和AFM等技术手段对其表面形貌进行表征.研究结果表明,采用循环压缩的方法可以大大提高单层膜的均匀性和致密性,并且在不同的基底表面... 利用LB(Langmuir-Blodgett)技术,采用循环压缩的方法在不同基底表面上制备FePt纳米粒子单层膜,采用TEM和AFM等技术手段对其表面形貌进行表征.研究结果表明,采用循环压缩的方法可以大大提高单层膜的均匀性和致密性,并且在不同的基底表面其成膜性能具有较大的差异. 展开更多
关键词 LB技术 FePt纳米粒子 基底
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一种MEMS薄膜材料的力学性能测试方法 被引量:2
14
作者 李雪萍 丁桂甫 +2 位作者 安藤妙子 式田光宏 佐藤一雄 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2007年第2期85-87,91,共4页
介绍了一种用于MEMS薄膜材料力学特性测试的单轴拉伸试验方法。其特点是微小试件两端固定,且与加载机构集成在基片上,从而可减少操作工作量,提高对准精度。整个机构以微细加工方法制成,硅类试件以干法蚀刻成型,金属类试件以电镀方法成型... 介绍了一种用于MEMS薄膜材料力学特性测试的单轴拉伸试验方法。其特点是微小试件两端固定,且与加载机构集成在基片上,从而可减少操作工作量,提高对准精度。整个机构以微细加工方法制成,硅类试件以干法蚀刻成型,金属类试件以电镀方法成型,其余加载机构以湿法刻蚀制成。试验表明:使用此机构可以简单且高精度地对薄膜试件进行拉伸试验,获得多项力学性能参数,从而为MEMS器件设计和分析提供可靠的理论基础。 展开更多
关键词 微机电系统 力学性能 薄膜 拉伸试验
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磁悬浮转子微陀螺的设计技术 被引量:1
15
作者 张卫平 陈文元 +4 位作者 吴校生 赵小林 崔峰 黄晓刚 刘武 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第z1期1-5,共5页
磁悬浮转子微陀螺利用电磁涡流实现微转子的悬浮支撑和高速旋转,是一种精度可达惯性级的新颖MEMS(Micro Electronic Mechanical System)陀螺.讨论和研究了这种新颖微陀螺的悬浮支撑、高速转动、位置检测及加矩稳定的原理,并给出了相应... 磁悬浮转子微陀螺利用电磁涡流实现微转子的悬浮支撑和高速旋转,是一种精度可达惯性级的新颖MEMS(Micro Electronic Mechanical System)陀螺.讨论和研究了这种新颖微陀螺的悬浮支撑、高速转动、位置检测及加矩稳定的原理,并给出了相应的微转子、定子悬浮线圈、旋转线圈、稳定线圈、传感电极的设计原则和方法.设计了一个转子直径2 200μm、厚度25 μm,定子线圈线宽10μm、厚度5μm,悬浮励磁频率10 MHz、旋转励磁频率2 MHz的微陀螺,解决了三维非硅准LiGA技术加工微陀螺中的引线、绝缘、摩擦柱成型问题,并进行了相关的陀螺悬浮旋转试验,该陀螺在空气环境下能够以1000 r/min旋转,悬浮高度200μm,说明这种陀螺的原理和设计方法是可行的. 展开更多
关键词 磁悬浮转子微陀螺 MEMS 设计 准LiGA技术 试验
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基于金刚石薄膜的微间隙室制备 被引量:2
16
作者 王芸 龙沪强 +4 位作者 侯中宇 徐东 谢宽仲 蔡炳初 卞建江 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第6期692-695,共4页
采用金刚石薄膜作为阴-阳极间绝缘介质层是一种新型的微间隙室(MGC)结构。该文详细介绍和讨论了采用常规的微细加工工艺制备基于金刚石薄膜介质层的MGC的制备技术,其典型结构为阳极微条宽20μm,微条间隔180μm,器件探测区面积为38m... 采用金刚石薄膜作为阴-阳极间绝缘介质层是一种新型的微间隙室(MGC)结构。该文详细介绍和讨论了采用常规的微细加工工艺制备基于金刚石薄膜介质层的MGC的制备技术,其典型结构为阳极微条宽20μm,微条间隔180μm,器件探测区面积为38mm×34mm。采用热丝CVD法制备的金刚石薄膜作为阴-阳极间绝缘介质层,厚7~8μm,具有(100)晶面结构。金刚石的刻蚀采用反应离子刻蚀,Cr作掩膜,O2和SF6为刻蚀气体,刻蚀速率为79nm/min,与Cr的刻蚀比约为20:1。实验结果表明,采用的微加工结合自套准工艺可很好地解决金刚石薄膜的制备、图形化及金属阳极电极与金刚石薄膜的相互套准等金刚石薄膜的可加工性及兼容性问题,并制备出采用金刚石薄膜作为电极间绝缘介质层的新型MGC结构。 展开更多
关键词 微间隙室 金刚石薄膜 反应离子刻蚀 热丝CVD
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基片温度对Cr薄膜微结构和力学性能的影响 被引量:1
17
作者 劳技军 韩增虎 +2 位作者 胡晓萍 李戈扬 杨春生 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期639-640,共2页
关键词 基片温度 Cr薄膜 微结构 力学性能 铬薄膜 生长速率 磁控溅射 电子显微分析
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RF磁控溅射制备钛酸锶钡BST纳米薄膜 被引量:1
18
作者 马骏 冯洁 +1 位作者 杨春生 丁桂甫 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第2期205-208,共4页
钛酸锶钡(BST)薄膜作为一种高K介质材料在微电子和微机电系统等领域具有广阔的应用前景,人们已对BST薄膜的制备工艺技术和介电性能进行了大量的研究。BST纳米薄膜的制备工艺直接影响和决定着薄膜的介电性能(介电常数、漏电流密度、介电... 钛酸锶钡(BST)薄膜作为一种高K介质材料在微电子和微机电系统等领域具有广阔的应用前景,人们已对BST薄膜的制备工艺技术和介电性能进行了大量的研究。BST纳米薄膜的制备工艺直接影响和决定着薄膜的介电性能(介电常数、漏电流密度、介电强度等)。对RF磁控反应溅射制备BST纳米薄膜的工艺技术进行了综述。从溅射靶的制备、溅射工艺参数的优化、热处理、薄膜组分的控制,及制备工艺对介电性能的影响等方面,对现有研究成果进行了较全面的总结。 展开更多
关键词 钛酸锶钡 RF磁控溅射 介电性能 化学计量比 微结构 退火
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纳米粒子单层膜作掩模的纳米刻蚀技术研究 被引量:1
19
作者 王英 杨明来 +3 位作者 张效岩 蔡炳初 徐东 张亚非 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第z1期391-393,共3页
采用LB(langmuir-blodgett)排布技术制备了大面积高密度的FePt纳米粒子单层膜,利用纳米粒子单层膜作为掩模,通过反应离子刻蚀技术进行了纳米刻蚀研究.实验结果表明,采用纳米粒子单层膜作为掩模,通过控制反应离子刻蚀条件可以实现纳米级... 采用LB(langmuir-blodgett)排布技术制备了大面积高密度的FePt纳米粒子单层膜,利用纳米粒子单层膜作为掩模,通过反应离子刻蚀技术进行了纳米刻蚀研究.实验结果表明,采用纳米粒子单层膜作为掩模,通过控制反应离子刻蚀条件可以实现纳米级(小于50nm)的纳米点阵和纳米柱的刻蚀. 展开更多
关键词 LB膜 纳米粒子 掩模 纳米刻蚀
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磁控溅射的TaN薄膜的扩散阻挡性能 被引量:1
20
作者 张丛春 刘兴刚 +1 位作者 石金川 杨春生 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期73-76,共4页
用反应磁控溅射方法在SiO2/Si(100)衬底和Cu薄膜间溅射一层TaN阻挡层,测试不同N气分压及热处理温度下Cu/TaN/SiO2/Si薄膜的显微结构和电阻特性。同时利用微细加工技术加工了镂空的Cu互连叉指测试结构,研究了TaN薄膜在镂空的铜互连结构... 用反应磁控溅射方法在SiO2/Si(100)衬底和Cu薄膜间溅射一层TaN阻挡层,测试不同N气分压及热处理温度下Cu/TaN/SiO2/Si薄膜的显微结构和电阻特性。同时利用微细加工技术加工了镂空的Cu互连叉指测试结构,研究了TaN薄膜在镂空的铜互连结构中的扩散阻挡性能。结果发现,在退火温度不超过400℃时,薄膜电阻率均低于80μΩ.cm,而当溅射N分压超过10%,退火温度超过400℃时,薄膜电阻率很快上升。低N气分压下(≤10%)溅射时,即使退火温度达到600℃,薄膜电阻基本不变。 展开更多
关键词 铜互连 TaN阻挡层 磁控溅射 热稳定性
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