一、Design and Fabrication of Micromechanical Optical Switches Based on the Low Applied Voltage（论文文献综述）
吴宝健[1]（2019）在《透明MEMS三维隧道结构的设计与制备》文中研究表明MEMS即微电子机械系统,一般利用氧化、镀膜、刻蚀、外延生长、键合等工艺来制备微型的传感器。MEMS器件种类繁多,涉及到各行各业,本文介绍的三维隧道结构是一种较为特殊的悬浮微结构,工业上多将其用来制备微流体管道,微通道散热器等器件。随着科学研究的不断深入,在生物研究、化学检测上都需要对微流体进行操作,因此微流体管道是不可或缺的重要器件。而现今大部分MEMS技术都采用深刻蚀和键合的方式来制备微型隧道或者微流体管道结构。由于硅片本身不透光,所以必须外接电压电路才能检测微流体的流速和成分性质,而且深刻蚀和键合的工艺操作复杂,对硅基底质量要求较高,受掩膜影响大,这种方法难以满足工业上对微通道多样化的要求。本实验设计了一种利用钻蚀现象来制备微隧道、微流体管道的新方法。其创新之处在于材料上选择二氧化硅作为结构层的新材料,由于二氧化硅制备简单,结构坚固,同时它本身是透明材料,有很好的透光性,作为隧道管壁时,可以让检测光直接照射到内部的微流体上,方便利用光学的方法完成检测,不再需要外接电压电流,提高了微器件的集成度,降低了作为微流体管道时的功耗;在工艺上舍弃复杂繁琐的键合工艺,选用了相对廉价的湿法腐蚀方式。在腐蚀液的选择上实验对25%的四甲基氢氧化铵水溶液和34%的氢氧化钾水溶液进行了选择对比,研究添加剂对腐蚀液的影响和分析标准清洗液对腐蚀结果的改良效果。通过金相显微镜观测使用氢氧化钾腐蚀的硅基底时发现,虽然在氢氧化钾溶液中腐蚀速度快钻蚀现象明显,但是对作为结构层的二氧化硅有不可忽视的腐蚀现象,而且腐蚀过程中会带入钾离子杂质,和集成电路工艺难以兼容。使用四甲基氢氧化铵水溶液时,对二氧化硅蚕食影响小,腐蚀出来的结构层光滑平整,同时腐蚀液不会产生多余的金属杂质,有利于和集成电路工艺相结合,使这个结构也能应用在LCD和OLED的前置TFT驱动中,可以有效改良工艺步骤,降低成本和生产周期。实验最后成功制备了一组上边长15.5?m,下边长40?m,高16.5?m,长度为20?m的梯形透明三维隧道结构阵列。
李平[2]（2019）在《基于复合薄膜新型压电驱动RF MEMS开关》文中研究说明RF MEMS开关作为MEMS器件中最为重要的元件之一,是构成MEMS滤波器、谐振器、可变电容和移相器的基础器件,在雷达系统、卫星通信系统、无线电通信和仪器仪表中具有巨大的应用价值。针对现有RF MEMS开关存在的驱动电压高、响应速度慢和高频段射频性能差等问题,本文提出了一种基于复合薄膜新型压电驱动RF MEMS开关。本论文主要工作可以总结如下:1.依据新兴材料石墨烯、钛酸铋钠和形状记忆聚合物的优良特性和压电驱动原理,提出了一种基于复合薄膜新型路压电驱动RF MEMS开关,并详细描述了该RF MEMS开关的基本结构和工作原理。利用薄板弯曲小挠度理论分析计算了复合薄膜单位面积上的所承受的压电驱动力,选取了RF MEMS开关各个结构的材料类型,并计算了开关复合薄膜的力学性能参数。通过仿真分析表明:该RF MEMS开关可以实现10.5V的低驱动电压;1.8μs的闭合时间和1.75μs的释放时间;在0.160GHz范围内,开关的插入损耗小于0.6dB;隔离度在谐振频率50GHz处高达-47dB;开关的电容比为116。2.对RF MEMS开关的驱动电压和响应时间（闭合时间和释放时间）进行了优化分析,并得到以下结论:1)随压电驱动电极厚度的增加,RF MEMS开关的驱动电压和释放时间均增加;2)随压电驱动电极长度的增加,开关的释放时间增加,当长度为50μm时,释放时间仅有1.2μs,而驱动电压先迅速降低,后基本保持不变;3)随压电驱动电极宽度的增加,开关的驱动电压变化和释放时间变化均表现为非线性,当压电驱动电极宽度为120μm时,开关达到最小驱动电压8.3V;4)由于钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的多次压电效应现象,随压电驱动电极尺寸的变化,RF MEMS开关闭合时间的变化表现为非线性。当压电驱动电极宽度为100μm,开关具有最短闭合时间1.53μs。3.对RF MEMS开关的射频性能进行了优化分析,并得到以下结论:1)压电驱动电极的尺寸参数对开关的射频性能几乎没有影响;2)复合薄膜宽度对RF MEMS开关射频性能影响较明显,随复合薄膜宽度的增加,开关的插入损耗也增加,当宽度为50μm时,开关在0.160GHz范围内的插入损耗小于-0.37dB。当宽度为90μm时,开关在谐振频率52GHz处具有约-56.54dB的最大隔离度;3)介质层的介电常数对开关的插入损耗影响较小,而介电常数对开关的隔离度影响较为明显,随介电常数的增加,开关的隔离度增加,谐振频率降低。4.利用Paris定律对RF MEMS开关的疲劳寿命进行了估算,估算出该新型压电驱动RF MEMS开关在周期性工作约7.95?108次后,复合薄膜会出现疲劳断裂,使得开关失效,不能进行正常工作。
罗文博[3]（2010）在《介电氧化物薄膜在GaN半导体上的外延生长与性能研究》文中认为近年来,电子信息系统为了缩小体积、增强功能,正快速向微型化以及单片集成化方向发展,对电子薄膜与器件提出了尺寸小型化和功能集成化的要求。将以极化为特征、具有丰富功能特性的介电氧化物材料通过外延薄膜的方式,与GaN半导体生长在一起形成介电氧化物/GaN集成薄膜,为高性能电子器件的研制提供了新的思路,将推动电子系统单片集成化的进一步发展。然而,在介电氧化物/GaN集成薄膜的研制中,两类材料物理、化学性质的巨大差异导致了严重的相容性生长问题。由于理论研究和实验条件的限制,与之相关的很多物理现象和机理尚未深入研究,尤其是介电氧化物/GaN异质外延机理以及薄膜微结构控制等方面研究不足,阻碍了介电氧化物/GaN集成薄膜与器件的发展。本论文采用激光分子束外延技术（LMBE）,以典型的SrTiO3（STO）介电氧化物薄膜为对象,研究氧化物/GaN异质外延的生长机制和界面控制方法。通过特殊设计的纳米厚度缓冲层材料,对界面加以控制,优化STO薄膜的外延质量。在此基础上,研究了GaN基半导体上生长的STO、BaTiO3等多种介电氧化物薄膜的性能,为GaN基介电氧化物集成薄膜的实用化提供了一定的基础。1.采用反射式高能电子衍射（RHEED）等方法,系统研究了STO在GaN上的生长行为及界面微结构特性。发现在界面化学能的作用下,STO薄膜在GaN衬底上偏离晶格失配度小的方向30°,按STO（111）[110]//GaN（0002）[1120]的外延关系生长,晶格失配度为-13.3%。大的晶格失配度使得STO薄膜以岛状模式生长,产生大量缺陷,取向一致性较差。STO（111）面与GaN（0002）对称性的差异导致STO薄膜面内具有特殊的双畴结构。研究还发现STO中SrO与Ga面GaN之间的不稳定性导致STO/GaN界面发生扩散反应,产生界面层。因此,介电氧化物/GaN界面存在大晶格失配和界面扩散,影响STO薄膜的外延质量,难以实现高质量集成薄膜的可控生长。2.研究了TiO2模板层对STO薄膜外延质量和界面微结构的影响。在GaN上制备了以层状模式外延生长的TiO2模板层。TiO2薄膜表面平整（表面均方根粗糙度RMS<0.5nm）,具有明显的台阶状结构;与GaN形成清晰、无明显扩散的界面。研究发现,利用TiO2模板层降低了STO薄膜外延温度,提高了薄膜面内、面外取向的一致性。结果表明,TiO2模板层可以有效诱导STO（111）薄膜的取向外延生长。通过近重位点阵理论和界面原子构型分析发现,TiO2与STO的结构类似性以及晶格失配的降低（从直接生长时的-13.3%降低到1.3%）是TiO2模板层对STO薄膜取向诱导作用的主要原因。通过控制TiO2模板层厚度可以进一步提高STO薄膜外延质量。当TiO2厚度为2nm时,STO薄膜以层状模式在TiO2模板层上外延生长,其面外、面内半高宽分别为0.569°和1.65°。HRTEM和XPS分析表明,STO/TiO2/GaN集成薄膜具有清晰的界面,界面扩散反应得到了显着抑制。这些结果说明,TiO2纳米模板层能有效地优化氧化物/GaN的界面特性,提高了STO薄膜的外延质量。3.开展了STO/TiO2缓冲层对GaN基集成铁电薄膜取向诱导和性能影响的研究。直接在GaN上生长的铁电薄膜为多晶结构;而STO/TiO2缓冲层能够诱导BaTiO3、Hf掺杂Bi4Ti3O12（BTH）以及BiFeO3等不同晶体结构的铁电薄膜外延生长。与多晶的铁电薄膜相比,外延的铁电薄膜具有更好的电学性能,如更大的剩余极化、更小的漏电流密度和更好的抗疲劳特性等。STO/TiO2缓冲层显着提升了GaN基集成铁电薄膜的性能。4.研究了MgO薄膜的低温外延生长特性及其对界面扩散的阻挡作用,初步探索了MgO势垒层在AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）器件中的作用。发现MgO的强离子性是其能在室温条件下外延生长的主要原因。界面特性分析表明,室温生长的MgO能够阻挡STO与GaN界面的扩散反应。MgO势垒层提高了STO与GaN界面的势垒高度,使得STO/TiO2/MgO叠层结构漏电流小于STO/TiO2结构,为STO等介电氧化物薄膜在GaN基场效应器件中实际应用提供了一种可能的方法。
罗元[4]（2003）在《光通信MEMS光开关关键技术的研究》文中认为基于光纤的全光网络，是新一代高速宽带综合业务网的首选方案，全光光开关是全光网络的基石，MEMS光开关则是众多光开关方案中竞争力最强的技术之一，因此，开展MEMS光开关关键结构及其性能的研究，有着重要的理论意义和潜在应用价值。本文对2D MEMS光开关的关键技术进行了探讨，采用体微加工和表面微加工技术和新型MEMS结构材料，研制出2D MEMS光开关的微镜及其驱动结构，主要研究工作如下：系统地对MEMS技术，尤其是MEMS微加工技术进行了研究，为MEMS器件设计奠定理论基础。系统地研究了MEMS光开关的核心技术－微镜结构与驱动技术，选定了静电直接驱动水平扭力式微镜光开关单元为研究重点。对以多晶硅为结构材料的静电直接驱动水平扭力式微镜光开关进行尺寸设计和工艺设计，并对其制作进行工艺实验研究，尤其是DRIE的替代工艺－TMAH湿法深槽刻蚀技术，提出了TMAH湿法深槽的工艺参数，实现了与集成电路工艺兼容的MEMS体微加工工艺。对多晶硅微镜进行应力实验，认为减小和消除多晶硅薄膜的残余应力成为多晶硅微镜技术的关键。对非硅结构材料的静电直接驱动水平扭力式微镜光开关进行研究，提出了镍铬金微结构方案，并进行了理论分析和实验研究，成功地制作出基于硅基的镍铬金光开关单元，并对其进行了测试，包括微镜表面粗糙度、微镜的反射率光谱曲线、微镜的静电驱动扭转及循环实验等，测试结果表明，该光开关微镜单元光学性能良好，在15V电压驱动下可实现15度的扭转，性能稳定，可实现光开关功能。对电极进行改进，对采用倾斜电极结构的光开关单元进行了理论分析，计算结果表明，改进后的结构将有助于进一步降低驱动电压，对提高光开关工作的稳定性与可靠性也是有利的。本文的主要创新点包括：1、提出TMAH湿法刻蚀代替DRIE的工艺技术，并得到了TMAH刻蚀光滑表面的一组重要工艺流程参数。2、提出了采用镍铬金材料的金属微镜光开关结构方案，得到镍铬金光开关微镜单元，通过测试表明该微镜单元光学性能良好，机械性能稳定，能够实现光开关功能。<WP=6>通过本文的研究，采用镍铬金材料制作的金属微镜单元具有良好的光学性能和机械性能，能够实现光开关功能，对2D MEMS的研究及其实用化，具有重要意义。
二、Design and Fabrication of Micromechanical Optical Switches Based on the Low Applied Voltage（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Design and Fabrication of Micromechanical Optical Switches Based on the Low Applied Voltage（论文提纲范文）
（1）透明MEMS三维隧道结构的设计与制备（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 MEMS简介 |
| 1.2 MEMS的研究与应用 |
| 1.2.1 MEMS的理论研究与工艺研究 |
| 1.2.2 MEMS器件在生活中的应用 |
| 1.3 MEMS国内外研究 |
| 1.3.1 MEMS国内的发展趋势 |
| 1.3.2 MEMS技术的国际地位 |
| 1.4 微流体管道的制备方法 |
| 1.5 课题研究的目的和意义 |
| 2 材料分析和实验原理介绍 |
| 2.1 硅材料性能介绍 |
| 2.2 硅的各向同性腐蚀和各向异性腐蚀 |
| 2.2.1 硅的各向同性腐蚀 |
| 2.2.2 硅片的各项异性腐蚀 |
| 2.3 MEMS加工工艺 |
| 2.3.1 MEMS基于表面的微加工技术。 |
| 2.3.2 MEMS体微加工技术 |
| 2.3.3 台状结构加工和悬浮结构加工 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 实验方案设计及二氧化硅材料的制备方案选择 |
| 3.1 结构模型建立和方案设计 |
| 3.2 二氧化硅制备方案设计 |
| 3.2.1 干氧氧化方案 |
| 3.2.2 湿氧氧化方案 |
| 4 隧道结构图形转移方案设计 |
| 4.1 实验设备及相关材料 |
| 4.2 硅片的预处理 |
| 4.3 掩膜版设计及硅片图形转移 |
| 4.3.1 掩膜版设计 |
| 4.3.2 图形转移概述及分析 |
| 5 硅片腐蚀方案对比分析 |
| 5.1 实验仪器选择 |
| 5.2 氢氧化钾腐蚀液和TMAH腐蚀液分析对比 |
| 5.2.1 表面活性添加剂对腐蚀效果的影响 |
| 5.2.2 KOH和TMAH对比表现 |
| 5.2.3 标准清洗对实验结果的改良分析 |
| 5.3 隧道结构成型方案设计 |
| 5.3.1 腐蚀时间对比 |
| 5.3.2 成型步骤和关键点分析 |
| 5.4 腐蚀时间对隧道结构的影响 |
| 5.4.1 第二次腐蚀2小时隧道结构数据测量分析 |
| 5.4.2 第二次腐蚀3小时隧道结构测量分析 |
| 5.5 实验结论 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（2）基于复合薄膜新型压电驱动RF MEMS开关（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 RF MEMS开关概述 |
| 1.2.1 RF MEMS开关分类 |
| 1.2.2 RF MEMS开关的驱动方式 |
| 1.3 RF MEMS开关研究现状 |
| 1.3.1 国外RF MEMS研究现状 |
| 1.3.2 国内RF MEMS研究现状 |
| 1.4 研究目的与意义 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 RF MEMS开关的建模及分析 |
| 2.1 压电驱动 |
| 2.1.1 压电效应 |
| 2.1.2 压电陶瓷 |
| 2.1.3 多次压电效应 |
| 2.1.4 压电驱动原理 |
| 2.2 新兴材料 |
| 2.2.1 石墨烯 |
| 2.2.2 形状记忆聚合物 |
| 2.2.3 钛酸铋钠 |
| 2.3 RF MEMS开关的建模及分析 |
| 2.3.1 RF MEMS开关的模型结构设计 |
| 2.3.2 RF MEMS开关的工作原理 |
| 2.3.3 RF MEMS开关的性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 RF MEMS开关的动力学仿真分析 |
| 3.1 RF MEMS开关的动力学分析 |
| 3.2 RF MEMS开关的驱动电压和闭合时间仿真分析 |
| 3.2.1 RF MEMS开关的材料选取和结构参数 |
| 3.2.2 RF MEMS开关下拉过程的仿真分析 |
| 3.2.3 压电驱动电极尺寸对驱动电压和闭合时间的影响分析 |
| 3.3 RF MEMS开关的释放时间仿真分析 |
| 3.3.1 RF MEMS开关释放过程的仿真分析 |
| 3.3.2 压电驱动电极尺寸对释放时间的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 RF MEMS开关的射频性能仿真分析 |
| 4.1 RF MEMS开关的射频性能参数 |
| 4.1.1 RF MEMS开关插入损耗 |
| 4.1.2 RF MEMS开关隔离度 |
| 4.1.3 RF MESMS开关电容比 |
| 4.2 RF MEMS开关的电磁场分析流程 |
| 4.3 RF MEMS开关的射频性能仿真分析 |
| 4.4 RF MEMS开关的射频性能优化分析。 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 RF MEMS开关的寿命预测 |
| 5.1 RF MEMS开关的主要失效模式及机理 |
| 5.2 Paris定理概述 |
| 5.3 RF MEMS开关的疲劳命估算 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）介电氧化物薄膜在GaN半导体上的外延生长与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 概述 |
| 1.1 半导体材料的发展与GaN 的兴起 |
| 1.1.1 半导体材料的发展历程 |
| 1.1.2 GaN 材料的结构与性能 |
| 1.2 介电氧化物材料简介 |
| 1.2.1 钙钛矿氧化物材料的结构与性能 |
| 1.2.2 介电氧化物薄膜的外延生长 |
| 1.3 介电氧化物/GaN 半导体集成薄膜研究概况 |
| 1.4 论文选题及研究方案 |
| 第二章 介电氧化物薄膜的制备及分析方法 |
| 2.1 介电氧化物薄膜制备方法 |
| 2.2 介电氧化物薄膜实时原位监测方法 |
| 2.2.1 反射式高能电子衍射(RHEED)原理 |
| 2.2.2 RHEED 图像的主要信息 |
| 2.2.3 RHEED 分析与薄膜生长模式 |
| 2.3 氧化物薄膜后位结构分析手段 |
| 2.3.1 X 射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 原子力显微镜(AFM) |
| 2.3.3 X 光电子能谱(XPS) |
| 2.3.4 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.4 介电氧化物薄膜电学性能测试 |
| 2.4.1 薄膜铁电性能测试 |
| 2.4.2 薄膜绝缘性能测试 |
| 第三章 SrTiO_3介电薄膜在GaN上的外延生长研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 GaN 衬底上SrTiO_3 薄膜的生长 |
| 3.2.1 GaN 基片的表面处理 |
| 3.2.2 温度对STO 薄膜生长的影响 |
| 3.3 SrTiO_3/GaN 外延关系分析 |
| 3.3.1 SrTiO_3/GaN 外延关系的标定 |
| 3.3.2 SrTiO_3/GaN 外延关系机理分析 |
| 3.4 SrTiO_3/GaN 界面特性研究 |
| 3.4.1 SrTiO_3/GaN 界面结构与成分分布分析 |
| 3.4.2 SrTiO_3/GaN 界面扩散机理 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 GaN 上TiO_2模板层的生长及其对SrTiO_3薄膜生长的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TiO_2 模板层的制备 |
| 4.2.1 温度对TiO_2 模板层生长的影响 |
| 4.2.2 TiO_2 模板层的微结构分析 |
| 4.2.3 TiO_2 模板层晶格弛豫过程 |
| 4.3 SrTiO_3 薄膜在TiO_2 模板层上的生长规律 |
| 4.3.1 TiO_2 模板层对SrTiO_3 外延生长的诱导作用 |
| 4.3.2 TiO_2 模板层厚度对SrTiO_3 薄膜生长的影响 |
| 4.3.3 TiO_2 模板层上生长温度对SrTiO_3 薄膜的影响 |
| 4.3.4 TiO_2 模板层上沉积速率对SrTiO_3 薄膜的影响 |
| 4.3.5 TiO_2 模板层上SrTiO_3 薄膜生长模式控制 |
| 4.4 SrTiO_3/TiO_2/GaN 界面特性分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 SrTiO_3/TiO_2缓冲层对GaN基集成铁电薄膜取向及性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 GaN 基片上BaTiO_3 薄膜的制备与表征 |
| 5.2.1 GaN 基片上BaTiO_3 薄膜的结构分析 |
| 5.2.2 GaN 基片上BaTiO_3 薄膜的电学性能测试 |
| 5.3 GaN 基片上Hf 掺杂Bi_4Ti_3O_(12) 薄膜的结构与性能 |
| 5.3.1 GaN 基片上BTH 薄膜的结构 |
| 5.3.2 GaN 基片上BTH 薄膜的铁电性能 |
| 5.4 BiFeO_3 薄膜的制备与性能研究 |
| 5.4.1 化学成分偏移对BiFeO_3 薄膜电学性能的影响 |
| 5.4.2 BiFeO_3 薄膜铁电性能的各向异性 |
| 5.4.3 GaN 基片上BiFeO_3 的结构分析 |
| 5.4.4 GaN 基片上BiFeO_3 的性能测试 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 GaN衬底上MgO势垒层的外延生长及其效应初探 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 MgO 势垒层的低温外延生长研究 |
| 6.2.1 温度对MgO 薄膜外延生长的影响 |
| 6.2.2 MgO 薄膜低温外延生长特性分析 |
| 6.3 MgO 诱导SrTiO_3 在GaN 上的集成生长研究 |
| 6.4 TiO_2/MgO 复合缓冲层诱导SrTiO_3 外延生长 |
| 6.5 SrTiO_3/TiO_2/MgO 叠层栅介质在GaN 基HEMT 器件中的应用 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间取得的成果 |
| 作者简介 |
（4）光通信MEMS光开关关键技术的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.1.1 光开关是全光网络的基石 |
| 1.1.2 研究光通信用MEMS光开关关键结构意义重大 |
| 1.1.3 静电驱动水平微镜结构实现光开关 |
| 1.2 光开关及其关键结构的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题来源及本文的主要工作与创新 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 本文的主要工作与创新 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 MEMS技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 MEMS技术的概念及特点 |
| 2.3 MEMS的设计、加工技术 |
| 2.3.1 MEMS的设计 |
| 2.3.2 MEMS微加工技术 |
| 2.3.3 MEMS标准加工线（Foundry） |
| 2.4 MEMS封装技术 |
| 2.5 MEMS测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 MEMS光开关微镜及其执行器方案的选择 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 2D数字微镜及其静电执行结构研究 |
| 3.2.1 静电直接驱动水平扭力式微镜 |
| 3.2.2 静电驱动应力变形梁电极垂直微镜 |
| 3.2.3 静电驱动悬臂梁电极垂直微镜 |
| 3.2.4 静电叉指驱动水平铰链式微镜 |
| 3.2.5 静电叉指驱动垂直微镜 |
| 3.2.6 SDA驱动水平推杆铰链式微镜 |
| 3.2.7 SDA驱动垂直微镜 |
| 3.3 微镜及其驱动方案的比较与选定 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 MEMS静电驱动水平微镜设计及其仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微镜单元的结构设计 |
| 4.2.1 1×2光开关单元工作原理 |
| 4.2.2 光开关微镜单元结构 |
| 4.3 微镜及微梁尺寸与电压关系研究 |
| 4.3.1 驱动电压和扭转角度间的关系 |
| 4.3.2 阈值电压和微结构尺寸间的关系 |
| 4.4 微镜尺寸和振动频率的关系 |
| 4.4.1 理论分析 |
| 4.4.2 多晶硅微镜微梁结构的模态分析 |
| 4.5 金层对多晶硅微镜的影响 |
| 4.5.1 金层反射效率与表面粗糙度之间的关系 |
| 4.5.2 金层厚度对微结构自然频率的影响 |
| 4.5.3 穿透深度 |
| 4.6 微镜单元扩展性的研究 |
| 4.6.1 轴向分离产生的损耗 |
| 4.6.2 径向偏移产生的损耗 |
| 4.6.3 角度失配 |
| 4.7 微镜止动行为的分析 |
| 4.8 残余应力造成微镜变形 |
| 4.9 结构设计方案 |
| 4.9.1 微镜微梁尺寸设计 |
| 4.9.2 光纤耦合及其用于光纤耦合的V形槽 |
| 4.9.3 封装结构 |
| 4.9.4 临时支撑梁 |
| 4.10 本章小结 |
| 5 多晶硅微镜单元的制造工艺研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微镜单元的工艺流程设计 |
| 5.3 TMAH湿法深槽刻蚀的工艺 |
| 5.3.1 湿法各向异性刻蚀 |
| 5.3.2 TMAH直接刻蚀硅 |
| 5.3.3 TMAH＋硅酸＋过硫酸铵刻蚀实验 |
| 5.3.4 TMAH对铝的刻蚀 |
| 5.4 多晶硅镜面的残余应力实验研究 |
| 5.5 TMAH深槽刻蚀微镜加厚结构 |
| 5.6 多晶硅表面溅射金的实验研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 基于硅基的非硅MEMS光开关微镜 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 铝微镜结构 |
| 6.2.1 铝的材料特性 |
| 6.2.2 铝微镜驱动电压与微镜、微梁尺寸关系 |
| 6.2.3 振动频率 |
| 6.2.4 工艺流程 |
| 6.2.5 实验结果 |
| 6.3 NiCrAu微镜结构 |
| 6.3.1 金的材料特性 |
| 6.3.2 金微镜驱动电压与微镜、微梁尺寸关系 |
| 6.3.3 振动频率 |
| 6.3.4 工艺流程 |
| 6.3.5 实验结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 光开关微镜单元性能测试及讨论 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 微镜结构参数的测量 |
| 7.2.1 读数显微镜测试微镜微梁尺寸 |
| 7.2.2 台阶仪测试微镜微梁尺寸 |
| 7.3 微镜的光学性能 |
| 7.3.1 微镜的反射率光谱曲线 |
| 7.3.2 微镜的表面粗糙度测试 |
| 7.4 微镜的机械性能 |
| 7.4.1 微镜扭转角度测试 |
| 7.4.2 微镜扭转稳定性测试 |
| 7.5 测试结论及对微镜结构的改进 |
| 7.5.1 测试结论 |
| 7.5.2 微镜结构改进 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 全文总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| 附录B论文收录证明 |
| 附录C专利受理证明 |
四、Design and Fabrication of Micromechanical Optical Switches Based on the Low Applied Voltage（论文参考文献）
- [1]透明MEMS三维隧道结构的设计与制备[D]. 吴宝健. 中国计量大学, 2019(02)
- [2]基于复合薄膜新型压电驱动RF MEMS开关[D]. 李平. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [3]介电氧化物薄膜在GaN半导体上的外延生长与性能研究[D]. 罗文博. 电子科技大学, 2010(12)
- [4]光通信MEMS光开关关键技术的研究[D]. 罗元. 重庆大学, 2003(04)