MEMS器件中多层金属薄膜溅射工艺研究

溅射工艺是制作微机电系统(MEMS)器件金属薄膜的主要方式,金属薄膜作为MEMS器件中的掩模层和功能层,要求薄膜应力小,粘附性、均匀性和可焊性好。通过对常用金属薄膜材料特性、多层金属薄膜溅射工艺和质量评价方法的研究得出了优化工艺的的方法,提高了多层金属薄膜的质量。

Ti／Al多层金属薄膜AES深度剖析的目标因子分析

目标因子分析法（ＴＦＡ）是一种对多元系统进行统计分析的计算数学方法。结合这种方法对Ｔｉ／Ａｌ多层金属薄膜的俄歇电子谱（ＡＥＳ）深度剖析结果进行了仔细的分析，获得了Ｔｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｓｉ各元素的化合状态的深度分布情况，并与Ｘ射线光电子谱（ＸＰＳ）分析结果相一致．

基于SPR的多层金属膜厚在线纳米测量

通过对于首层金属膜的SPR反射光强曲线的分析利用两峰值点标记角度,同时用柱面光与CCD测量系统建立无机械测角转台的反射光强角度分布测量系统。根据CCD接收的光强与位置对应信息经计算机处理换算为光强角度分布曲线,并通过与库内的曲线数据进行匹配而获得膜厚数值。利用该系统对铬钛银铝等常用金属薄膜进行了在线测控研究,得到了纳米级金属薄膜的膜层蒸镀顺序与相应的膜厚测量范围。

三层金属磁控溅射复合膜的XRD应力分析

用磁控溅射方法沉积制备的Ag/Ti-W/Ni-Cr三层复合电极薄膜上的Ag膜在工艺中容易脱落,而SiO2衬底上的Ag膜则具有良好的粘附性能。X射线衍射方法常用来检测薄膜中的应力,用X射线衍射技术(XRD)衍射峰位置的移动可判断膜中出现的是压应力还是张应力。实验中,用XRD对三层复合薄膜作了薄膜的应力分析,确定在160℃溅射沉积后,Ag膜中存在压应力,该应力使Ag膜(111)晶面间距(d)比SiO2衬底上的Ag膜晶面间距小约0.35%。采用500℃,15 min N2热退火的方法,可使三层复合膜中Ag膜的XRD峰位回复到与SiO2衬底上Ag膜相同的谱峰位置,说明采用热退火的方法可有效消除复合膜的应力,防止Ag膜的脱落。

金属/介质多层膜基太阳能光热转换薄膜结构的设计与优化

理论设计对于高性能太阳能光热转换薄膜的实验制备极为重要。然而,大多数软件通常局限于正入射情况下的太阳光吸收率的优化,而无法直接对太阳能光热转换效率这一重要指标进行优化。鉴于以上问题,使用传输矩阵方法与遗传优化算法,通过改变金属/介质多层膜基太阳能光热转换薄膜中各层薄膜的厚度,直接对其光热转换效率进行优化设计。重点研究了薄膜层数、太阳光照度与工作环境温度对钨/氧化铝基(W/Al2O3)多层膜的影响。研究结果表明,在聚光比为1和100情况下,该膜系的最优膜层数分别为6与8。该研究结果对于高性能太阳能光热转换薄膜的实验制备具有重要的指导意义。