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柔性电子作为一项新兴技术,有望突破传统电子产品的瓶颈,它以硬薄膜/软基底的经典结构,让电子产品具有完整功能的同时又兼具柔性、可延展性。为提高这些特性,经典结构得到一些改进,硬薄膜屈曲结构就是改进结构之一,此结构是将硬薄膜(如金属、硅薄膜)与预拉伸的柔性基底键合后释放预应力形成的波纹形貌可控的屈曲结构。硬薄膜的制备、薄膜与柔性基底的键合问题,都关系到硬薄膜屈曲结构能否形成。本文以硅薄膜为硬薄膜、PDMS为柔性基底,对CVD法制备硅薄膜、硅薄膜与PDMS基底键合等相关问题进行探究。首先,采用CFD方式,对CVD设备的管式炉内部进行仿真分析,研究了布气参数、沉积参数不同对反应腔内气流场、薄膜沉积率的影响。其次,利用CVD设备进行薄膜沉积试验,以XRD、SEM、AFM方式表征薄膜,研究不同沉积参数对薄膜表面形貌、晶粒大小的影响。最后,将等离子机的不同工艺参数(射频功率、空气流量、改性时间)根据正交试验表进行组合,对所制备的硅薄膜和PDMS基底进行表面处理,然后进行不可逆键合试验,探究键合效果最佳时的等离子机工艺参数组合。主要结论如下:1.以均匀开孔的方式对管式炉石英管内原始实心炉塞作改进,气流在经过反应腔中心时速度无突变,不会在衬底表面沉积薄膜时产生冲击,进气口与炉塞的距离为380mm时,气流在反应腔内无回流、涡旋等现象,能够极大改善CVD设备反应腔内气流均匀性;单因素仿真解释了沉积温度、硅烷与氮气比两种参数对沉积率的影响,以温度为变量时,衬底表面沉积率随温度升高增加,且虽然950℃时沉积率比850℃时有一定增加,但750℃升高至850℃时沉积率的增加幅度最高;以混合气体比值为变量时,SiH4:N2从1:4升高至2:3时,沉积率升高,再增加SiH4占比至4:1,沉积率的变化极其细微。2.沉积温度为650℃时,薄膜的XRD图谱中未出现明显特征峰,为非晶态薄膜,随着温度逐渐升高,衬底表面的硅晶粒尺寸逐渐生长变大,850℃时表面硅晶粒分布致密、大小均匀;沉积时间为60min时,硅薄膜特征峰半高宽小、峰形尖锐,继续提高沉积时间,硅薄膜的单位厚度晶相含量无显著增加,沉积时间为90min时,薄膜的晶粒分布均匀,薄膜表面较为光滑;随着混合气体中SiH4占比增大,薄膜中的硅晶粒生长、硅晶化率增大,当SiH4占比为2:3时,硅薄膜表面粗糙度Sq值最小为15.3nm;衬底材料不同时,在相同条件下紫铜箔与石英玻璃上沉积的硅薄膜的粗糙度值分别为15.12nm、14.04nm,验证了在紫铜箔上沉积硅薄膜的可行性。3.在硅薄膜与PDMS基底键合试验中,以键合面积不小于90%作为键合效果的评判标准,为保证键合质量,表面处理完毕后,10min内应完成键合。从试验结果分析得影响键合面积大小的因素由主到次为空气流量>射频功率>清洗时间,最佳试验方案(键合面积百分比最大)的工艺参数组合为350W、1.5L/min、2min,但通过调整合适工艺参数,各射频段都有一组参数组合使PDMS基底-硅薄膜键合面积符合试验要求。通过本课题的研究工作,对试验设备作出一些改进,并解决了硅薄膜的制备、与PDMS基底的键合问题,为课题后续研究奠定了较为牢固的试验研究和模拟分析的基础。