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题名: 激光薄膜应力的测量与控制
作者: 申雁鸣
导师: 邵建达
答辩日期: 2008
授予单位: 中国科学院研究生院
关键词: 残余应力 ; 薄膜 ; 形成机理 ; 有限元分析 ; 在线测量
学位专业: 博士 ; 材料学
中文摘要: 薄膜应力会导致薄膜剥落、破裂或者起皱,从而影响薄膜-基底系统的可靠性和功能,因此必须严格控制薄膜中的应力。 首先研究了HfO2、SiO2、ZrO2、Al2O3、TiO2等常用光学薄膜应力随工艺条件的变化规律,并从微观结构的角度对应力的产生机理进行了分析。结果发现工艺条件对薄膜应力有很大影响,这主要是工艺条件决定了薄膜结构,而薄膜应力和结构相互联系。堆积密度、氧化、晶相转变、晶粒生长、基底性质等多种因素决定了最终的薄膜应力值。 在单层膜实验研究的基础上,通过调节HfO2和SiO2两种材料的厚度组合比和SiO2沉积氧分压有效地调节了HfO2/SiO2多层膜应力值,这表明选择合适的膜系结构或者改变多层膜材料的沉积参数可以获得低应力的多层膜。退火也能有效地改变薄膜应力,应力值随着退火温度的升高向张应力增大的方向发展,退火引起的结构变化是应力改变的的主要原因。 利用ANSYS有限元分析软件,分析了基底自重变形、温度非均匀性导致的热变形、薄膜应力导致的变形及薄膜-基底系统的热变形。分析结果为优化工艺提供了科学的理论指导。 采用光杠杆原理搭建了薄膜应力在线测量装置,并对一些薄膜在沉积过程中的应力演变作了初步研究。
内容类型: 学位论文
URI标识: http://202.127.2.71:8080/handle/181331/11324
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作者单位: 中国科学院上海光学精密机械研究所

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申雁鸣. 激光薄膜应力的测量与控制[D]. 中国科学院研究生院. 2008.
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