集成高辐射率纳米结构的MEMS红外光源研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第10-11页 |
| 1.2 MEMS及纳米技术 | 第11-12页 |
| 1.2.1 MEMS技术发展现状及趋势 | 第11-12页 |
| 1.2.2 纳米技术发展现状 | 第12页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第12-17页 |
| 1.3.1 MEMS红外光源国外进展 | 第12-15页 |
| 1.3.2 MEMS红外光源国内进展 | 第15-16页 |
| 1.3.3 MEMS红外光源的应用 | 第16-17页 |
| 1.4 本论文主要研究内容 | 第17-18页 |
| 2 MEMS红外光源的结构设计及优化 | 第18-31页 |
| 2.1 红外辐射理论 | 第18-20页 |
| 2.1.1 红外辐射基础 | 第18页 |
| 2.1.2 黑体及实际物体辐射基本定律 | 第18-20页 |
| 2.2 MEMS红外光源设计 | 第20-25页 |
| 2.2.1 光源的稳态和动态分析 | 第20-22页 |
| 2.2.2 光源的各膜层材料选择 | 第22-23页 |
| 2.2.3 光源的结构及尺寸设计 | 第23-25页 |
| 2.3 MEMS红外光源仿真优化 | 第25-30页 |
| 2.3.1 结构及膜层厚度的ANSYS仿真 | 第25-29页 |
| 2.3.2 掺杂及离子注入的TCAD仿真 | 第29-30页 |
| 2.4 本章小结 | 第30-31页 |
| 3 集成于MEMS红外光源的高辐射率纳米结构研究 | 第31-53页 |
| 3.1 高辐射率纳米结构的微观机理分析 | 第31-34页 |
| 3.1.1 纳米结构的微观机理 | 第31-32页 |
| 3.1.2 高辐射率材料机理分析 | 第32-33页 |
| 3.1.3 高辐射率纳米结构机理分析 | 第33-34页 |
| 3.2 高辐射率纳米结构的FDTD仿真设计 | 第34-35页 |
| 3.3 基于不同基底材料的纳米结构制备 | 第35-42页 |
| 3.3.1 基于硅基底的纳米结构制备 | 第35-40页 |
| 3.3.2 基于碳基底的纳米结构制备 | 第40-42页 |
| 3.4 吸收率性能测试及表征 | 第42-46页 |
| 3.5 关键工艺开发 | 第46-52页 |
| 3.5.1 多晶硅离子注入后退火工艺 | 第46页 |
| 3.5.2 背面干法混合释放实验 | 第46-48页 |
| 3.5.3 背面湿法混合释放实验 | 第48-52页 |
| 3.6 本章小结 | 第52-53页 |
| 4 集成纳米结构的MEMS红外光源制备 | 第53-73页 |
| 4.1 制备相关工艺 | 第53-59页 |
| 4.1.1 清洗工艺 | 第53页 |
| 4.1.2 薄膜生长工艺 | 第53-54页 |
| 4.1.3 光刻工艺 | 第54-56页 |
| 4.1.4 刻蚀工艺 | 第56-58页 |
| 4.1.5 金属化工艺 | 第58-59页 |
| 4.2 基于多晶硅热阻的MEMS红外光源制备 | 第59-68页 |
| 4.2.1 相关版图设计 | 第59-62页 |
| 4.2.2 整体工艺流程及流片实验 | 第62-68页 |
| 4.3 基于非晶碳热阻的MEMS红外光源研究 | 第68-69页 |
| 4.4 基于PT热阻的MEMS红外光源研究 | 第69-72页 |
| 4.5 本章小结 | 第72-73页 |
| 5 集成纳米结构的MEMS红外光源性能测试 | 第73-80页 |
| 5.1 MEMS红外光源的封装优化 | 第73-74页 |
| 5.2 MEMS红外光源的静态性能测试 | 第74-77页 |
| 5.2.1 I-V性能测试 | 第74-75页 |
| 5.2.2 辐射区温度场分布 | 第75-76页 |
| 5.2.3 光谱辐射特性分布 | 第76-77页 |
| 5.3 MEMS红外光源的动态性能测试 | 第77-78页 |
| 5.3.1 响应时间标定 | 第77页 |
| 5.3.2 调制特性测试 | 第77-78页 |
| 5.4 本章小结 | 第78-80页 |
| 6 总结与展望 | 第80-82页 |
| 参考文献 | 第82-86页 |
| 攻读硕士学位期间所取得的研究成果 | 第86-87页 |
| 致谢 | 第87-88页 |
