本文關(guān)鍵詞：用于聲表面波器件制備的激光直寫光刻工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：聲表面波(surface acoustic wave,簡稱SAW)是一種沿著壓電材料表面產(chǎn)生和傳播的彈性波,在電子信息傳播、血細(xì)胞分離、化學(xué)試劑驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域的應(yīng)用都非常廣泛。SAW在片上實(shí)驗(yàn)室(lab-on-a-chip)的應(yīng)用,尤其是在生物醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用SAW驅(qū)動(dòng)液滴的研究已然成為未來主流趨勢。鈮酸鋰晶體(LiNbO3,LN)良好的機(jī)電耦合系數(shù)和溫度系數(shù)使它成為制作SAW器件的理想基底材料。叉指換能器(Interdigital Transducer,簡稱IDT)是SAW器件的核心部件,在LN晶體表面制作IDT能夠有效地激勵(lì)聲表面波,聲表面波沿著LN表面進(jìn)行傳播,遇到液體后會(huì)產(chǎn)生漏聲表面波,對液體產(chǎn)生作用力。本論文中詳細(xì)論述了以YZ-LiNbO3為基底材料,利用激光直寫光刻工藝制作聲表面波驅(qū)動(dòng)器的研究。實(shí)驗(yàn)方案是:在Li NbO3表面制作單層正性光刻膠,通過激光直寫光刻工藝在正光刻膠上光刻出IDT形狀的凹槽,然后在具有IDT凹槽圖形的光刻膠表面鍍金屬膜,通過剝離正光刻膠得到叉指換能器,最后實(shí)現(xiàn)IDT的電路匹配連接。首先,設(shè)計(jì)開發(fā)了全自動(dòng)激光直寫光刻實(shí)驗(yàn)平臺(tái),平臺(tái)由激光光路和計(jì)算機(jī)控制電路兩部分組成。405nm激光光束通過快門、直徑1mm的光闌和顯微鏡照射到步進(jìn)電機(jī)原點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了激光的精準(zhǔn)傳播;利用Visual Basic語言編程,設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)模式、路徑和快門的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)程序全自動(dòng)控制IDT圖形光刻。通過實(shí)驗(yàn)探索和優(yōu)化,得到光刻線條寬度5μm—70μm的IDT圖形的最佳參數(shù):雙面拋光YZ-LiNbO3、光刻膠旋涂速度1600—3000r/min、干燥溫度75℃、干燥時(shí)間25min、光刻速度400—800p/s、光強(qiáng)5—40μW、離焦10°—120°、不同光強(qiáng)對應(yīng)的顯影時(shí)間等。其次是電極制作部分,通過真空蒸鍍技術(shù)、磁控濺射技術(shù)和離子濺射技術(shù)在光刻膠-LiNb O3表面鍍金、鋁等金屬薄膜制作IDT電極。實(shí)驗(yàn)首次提出倒置光刻膠-LiNb O3方法進(jìn)行激光直寫光刻,創(chuàng)新地探索出單層光刻膠截面上窄下寬的梯形凹槽結(jié)構(gòu),這種凹槽結(jié)構(gòu)對剝離工藝起著至關(guān)重要的作用,經(jīng)過超聲輔助剝離后得到IDT。通過研究真空離子濺射和真空磁控濺射工藝的真空度、濺射時(shí)間和濺射溫度等參數(shù),制作出良好的IDT。實(shí)驗(yàn)最后進(jìn)行了聲表面波驅(qū)動(dòng)器與外電路的阻抗匹配連接,利用激光直寫光刻工藝實(shí)現(xiàn)了聲表面波器件的制作。
【關(guān)鍵詞】：聲表面波 叉指換能器 激光直寫光刻工藝 梯形凹槽結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN65;TN305.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 引言10-11
• 1.2 聲表面波微驅(qū)動(dòng)器件研究的歷史與現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 聲表面波器件的歷史11
• 1.2.2 國內(nèi)外聲表面波微驅(qū)動(dòng)器的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-16
• 第二章 聲表面波驅(qū)動(dòng)器的理論基礎(chǔ)16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 聲表面波簡介16-17
• 2.3 聲表面波與壓電材料17-23
• 2.3.1 壓電材料的壓電效應(yīng)18-20
• 2.3.2 壓電材料的選擇20-21
• 2.3.3 鈮酸鋰晶體的壓電性質(zhì)21-23
• 2.4 本章總結(jié)23-24
• 第三章 激光直寫光刻工藝研究及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā)24-40
• 3.1 引言24
• 3.2 激光直寫光刻工藝方案研究24-34
• 3.2.1 叉指換能器的參數(shù)設(shè)計(jì)25-26
• 3.2.2 激光直寫光刻工藝方案研究26-34
• 3.3 激光直寫程控光刻平臺(tái)設(shè)計(jì)與開發(fā)34-38
• 3.4 本章總結(jié)38-40
• 第四章 激光和步進(jìn)電機(jī)對光刻參數(shù)的影響40-56
• 4.1 引言40
• 4.2 光刻參數(shù)探索40-54
• 4.2.1 程控光刻路線設(shè)計(jì)40-42
• 4.2.2 激光功率與光刻線寬的關(guān)系42-46
• 4.2.3 晶片離焦與光刻線寬的關(guān)系46-51
• 4.2.4 光刻膠倒梯形邊緣形成51-54
• 4.3 本章總結(jié)54-56
• 第五章 叉指電極制作工藝56-66
• 5.1 引言56-57
• 5.2 真空蒸鍍工藝制作IDT57
• 5.3 真空磁控濺射工藝制作IDT57-60
• 5.4 真空離子濺射工藝制作IDT60-63
• 5.5 叉指換能器電路連接63-64
• 5.6 本章總結(jié)64-66
• 第六章 結(jié)論66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 附錄72-84
• 研究生期間所取得的相關(guān)科研成果84-86
• 致謝86-87

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：254848