微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）自上個世紀(jì)80年代誕生以來,就不斷的推動著制造技術(shù)向微型化發(fā)展。其中利用電化學(xué)方法進(jìn)行微納米尺度的加工方法,引起了人們的廣泛關(guān)注。相對于傳統(tǒng)的微加工技術(shù),如IC工藝、電子束與離子束加工等,電化學(xué)加工方法具有其獨(dú)特的優(yōu)勢:加工分辨率高、工藝簡單、成本低廉、加工表面無殘余應(yīng)力等,使得越來越多的研究者將目光聚集到這一研究領(lǐng)域。磷化銦作為第二代半導(dǎo)體材料,是一種非常重要的光電材料,對其進(jìn)行微結(jié)構(gòu)加工具有重要意義。本論文圍繞約束刻蝕劑層技術(shù)在半導(dǎo)體材料磷化銦表面上進(jìn)行復(fù)雜三維微納結(jié)構(gòu)的復(fù)制加工進(jìn)行研究,并且成功地加工出了具有高分辨率的陣列微光學(xué)結(jié)構(gòu)。論文主要工作與結(jié)論如下:1、通過元素化學(xué)和同類化合物半導(dǎo)體材料之間化學(xué)性質(zhì)的比較探討,結(jié)合電化學(xué)測試與腐蝕失重測量,選擇了HNO3/HCl及Br2/HCl作為對磷化銦的刻蝕體系。通過循環(huán)伏安特性曲線測量與分析對所選體系進(jìn)行了考察與驗證,確定了對應(yīng)的捕捉劑NaOH與L-胱氨酸。2、利用標(biāo)準(zhǔn)鉑圓柱電極對于兩種所選體系進(jìn)行了微孔刻蝕加工研究,通過對刻蝕結(jié)果的分析,最終選擇Br2/HCl/L-胱氨酸作為磷化銦加工的刻蝕體系;通過系統(tǒng)的刻... 

【文章來源】：南昌航空大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 微機(jī)電系統(tǒng)介紹
    1.2 現(xiàn)代微細(xì)加工技術(shù)
        1.2.1 微細(xì)加工技術(shù)的分類
        1.2.2 LIGA技術(shù)
        1.2.3 硅基MEMS加工技術(shù)
        1.2.4 微接觸印刷技術(shù)
        1.2.5 EFAB技術(shù)（Electrochemical Fabrication的簡稱）
        1.2.6 超短電位脈沖電化學(xué)微加工技術(shù)
        1.2.7 掃描電化學(xué)顯微鏡技術(shù)（SECM）
        1.2.8 掃描探針顯微鏡技術(shù)（SPM）
    1.3 約束刻蝕劑層技術(shù)（CELT）
        1.3.1 當(dāng)前微加工方法的總結(jié)
        1.3.2 約束刻蝕劑層技術(shù)簡介（CELT）
    1.4 本論文的目標(biāo)及設(shè)想
第2章 實驗部分
    2.1 實驗材料以及試劑
        2.1.1 實驗所用到的化學(xué)試劑
        2.1.2 被加工材料
        2.1.3 其它實驗裝置以及實驗材料
    2.2 工作電極的制作
        2.2.1 微圓柱電極的制作方法
        2.2.2 PMMA/Ti/Pt模板電極的制作
        2.2.3 PMMA納米熱壓印復(fù)制過程
        2.2.4 PMMA/Ti/Pt模板電極的制作
    2.3 電解池
    2.4 超精密電化學(xué)微加工系統(tǒng)
        2.4.1 儀器的組成及其性能
        2.4.2 電化學(xué)微加工操作步驟
    2.5 磷化銦表面的電接觸點(diǎn)的化學(xué)鍍鎳
    2.6 微結(jié)構(gòu)表征方法簡介
        2.6.1 金相顯微鏡
        2.6.2 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.6.3 原子力顯微鏡（AFM）
第3章 磷化銦的約束刻蝕機(jī)理研究
    3.1 前言
    3.2 刻蝕體系的篩選
    3.3 HNO3體系對磷化銦刻蝕動力學(xué)研究
        3.3.1 刻蝕速率的腐蝕失重法測定
        3.3.2 塔菲爾曲線的測量以及電化學(xué)腐蝕速率的計算
        3.3.3 捕捉劑的篩選
        3.3.4 HNO3/HCl/H2O刻蝕的原理
    3.4 Br2體系對磷化銦刻蝕動力學(xué)研究
        3.4.1 Br2相關(guān)刻蝕體系的前期篩選
        3.4.2 捕捉劑的篩選
        3.4.3 利用Br2/HCl/L-胱氨酸體系對N型磷化銦進(jìn)行CELT加工的原理
    3.5 本章小結(jié)
第4章 磷化銦刻蝕體系的篩選及優(yōu)化
    4.1 前言
    4.2 Pt微圓柱電極的微孔加工實驗
        4.2.1 HNO3/HCl/NaOH體系的微孔加工實驗
        4.2.2 利用Br2/HCl/L-胱氨酸體系進(jìn)行刻蝕加工
    4.3 本章小結(jié)
第5章 CELT技術(shù)用于磷化銦表面三維微結(jié)構(gòu)的復(fù)制加工
    5.1 前言
    5.2 CELT加工過程中需要注意的問題
        5.2.1 模板電極與磷化銦間的平行度問題
        5.2.2 溶液的補(bǔ)充及更新問題
    5.3 利用約束刻蝕劑層技術(shù)在N型磷化銦上制作微納光學(xué)元件
    5.4 本章小結(jié)
第6章 研究工作總結(jié)與展望
    6.1 本論文工作總結(jié)
    6.2 后續(xù)研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于微接觸印刷法的PbS微圖案的制備[J]. 劉建平,楊小敏,王雪芳,趙永剛.  材料導(dǎo)報. 2010(06)
[2]微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢研究[J]. 劉錦.  機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2008(04)
[3]約束刻蝕劑層技術(shù)對金屬鋁的微結(jié)構(gòu)加工研究[J]. 蔣利民,黃選民,田中群,田昭武.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報. 2006(08)
[4]微機(jī)電系統(tǒng)的微細(xì)加工技術(shù)[J]. 孔祥東,張玉林,宋會英,盧文娟.  微納電子技術(shù). 2004(11)
[5]微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展及其應(yīng)用[J]. 林忠華,胡國清,劉文艷,張慧杰.  納米技術(shù)與精密工程. 2004(02)
[6]微機(jī)電系統(tǒng)科學(xué)與技術(shù)的現(xiàn)狀研究[J]. 黃志奇,杜平安,盧涼.  機(jī)械設(shè)計. 2003(11)
[7]間接電解氧化法合成L-磺基丙氨酸[J]. 趙崇濤,王清萍,林婉珍,陳平.  精細(xì)化工. 2003(04)
[8]微機(jī)電系統(tǒng)的加工技術(shù)及其研究進(jìn)展[J]. 黃良甫,賈付云.  真空與低溫. 2003(01)
[9]微米與納米級加工技術(shù)[J]. 朱荻.  航空制造技術(shù). 2002(06)
[10]LIGA技術(shù)及其在微驅(qū)動器中的應(yīng)用[J]. 陳剛,張立彬,胥芳.  機(jī)電一體化. 2002(03)

博士論文
[1]用于半導(dǎo)體和金屬表面三維微/納結(jié)構(gòu)制備的新型電化學(xué)加工方法及其應(yīng)用[D]. 張力.廈門大學(xué) 2008
[2]約束刻蝕劑層技術(shù)（CELT）用于金屬材料表面復(fù)雜三維微結(jié)構(gòu)的加工研究[D]. 蔣利民.廈門大學(xué) 2007

碩士論文
[1]納米熱壓印設(shè)備與試驗研究[D]. 胡曉峰.華中科技大學(xué) 2005
[2]約束刻蝕劑層技術(shù)用于砷化鎵三維規(guī)整細(xì)微圖形的復(fù)制加工[D]. 黃海茍.廈門大學(xué) 2001



本文編號：3544399