跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.192.48.196) 您好!臺灣時間:2024/06/14 17:38
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:莊友杭
研究生(外文):Juang, Yu-Hang
論文名稱:以電漿輔助化學氣相沈積法於矽懸臂沈積之氮化矽薄膜應力對機械損耗之影響暨機械損耗量測系統改善
論文名稱(外文):Stress effect on mechanical loss of the SiNx film deposited with PECVD method on silicon cantilever and setup for the loss measurement improvement
指導教授:趙煦
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:光電工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:機械損耗矽懸臂氮化矽電漿輔助化學氣相沈積法重力波
外文關鍵詞:mechanical losscantileversilicon nitridePECVDgravitational wave
相關次數:
  • 被引用被引用:4
  • 點閱點閱:242
  • 評分評分:
  • 下載下載:57
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
美國雷射干涉重力波組織 (Laser Interferometer Gravitational Wave
Observatory ;LIGO)以偵測重力波為主要研究項目,短期目標是以實際偵測到的重力波證明愛因斯坦的廣義相對論,長期目標則是希望能將重力波運用於各種天文現象的觀察及建立重力波天文網,例如中子星(neutron star)、黑(black hole)、超新星(supernovae)…等大質量星體的訊號。由於重力波的訊號相當微弱,因此需盡可能地排除外在雜訊的干擾,而在其總體雜訊最低的100Hz處,雜訊主要來自於光學反射鏡自身材料所產生的熱擾動,因此本實驗室的研究目標即是找尋光學損耗、機械損耗皆低的光學薄膜材料。
本論文的研究重點係以電漿輔助化學氣相沉積系統於矽懸臂上鍍製各種不同成分的氮化矽薄膜,並檢視各成分薄膜的光學特性(折射率、消散係數)、機械特性(薄膜應力、楊氏係數)及機械損耗特性,其中薄膜應力與機械損號間的關係為本論文將深入探討之重點。此外,本論文的另一重點為本實驗室室溫機械損耗量測系統的抽氣速率改善,以及低溫機械損耗量測系統之架設。

摘要
致謝
圖目錄
表目錄
第一章 導論
1-1引言
1-2研究動機
第二章 單晶矽懸臂與氮化矽薄膜製程
2-1.矽懸臂結構與製程
2-2.氮化矽薄膜製程
第三章 氮化矽薄膜特性分析
3-1.氮化矽薄膜成分
3-2.折射率與消光係數
3-3.薄膜厚度
3-4.薄膜應力
3-5.楊氏係數
第四章 機械損耗量測
4-1.矽懸臂基板損耗量測
4-1.1.室溫機械損耗量測原理與系統介紹
4-1.2.矽懸臂基板機械損耗統計與分析
4-1.3.矽懸臂機械損耗各模態分析
4-1.4.矽懸臂於夾持時是否清潔對量測之影響
4-2.氮化矽薄膜機械損耗
4-2.1.薄膜機械損耗量測與分析
4-2.2.薄膜機械損耗與薄膜成份之關係
4-2.3.薄膜損耗高頻特性分析
4-2.4鍍膜前後矽懸臂損耗與Thermoelastic理論值之關係
4-3.新架設之損耗量測系統
4-3.1. 新系統與原系統之架構比較
4-3.2新系統操作流程
4-3.3 新系統之抽氣效率改善
4-4.電極板距離對Free damping之影響
第五章 低溫機械損耗量測系統
5-1.機械損耗於低溫之特性
5-2.低溫量測系統架構與操作
5-3低溫系統振動測試
5-3.1震動量測原理
5-3.2測試結果與討論
第六章 結論與未來展望
6-1結論
6-2未來展望
參考文獻

[1] A.Eistein, “Die Grundlage der allgemeinen Relativitatstheorie ”,Annalen der   
Physik 49.769(1916)
[2] R.A.Hulse et al.,“Discovery of a pulsar in a binary system”,The Astrophysical journal 195.L51(1975)
[3] J.Weber,“Detection and generation of gravitational waves”,Physical Review 11.7306-313(1960)
[4] A. M. Sintes,“Towards gravitational wave astronomy”,LIGO document: G1300750-v1
[5] H.B.Callen et al.,“Irreversibility and generalized noise”,Physical Review 83.34(1951)
[6] R.F.Greene et al.,“On the formalism of thermodynamic fluctuation theory”,Physical Review 83.1231(1951)
[7] H.B.Callen et al.,“On a theorem of irreversible thermodynamic”,Physical Review 86. 702(1952)
[8] Krzysztof Hejduk et al.,“Dielectric coatings for infrared detectors”,Optical Applicata Vol.XXXV,No.3(2005)
[9] Scott S. Verbridge at al.,“High quality factor resonance at room temperature with nanostrings under high tensile stress”,Applied physics 99.124304(2006)
[10] Scott S. Verbridge at al., “Macroscopic Tuning of Nanomechanics: Substrate Bending for Reversible Control of Frequency and Quality Factor of Nanostring Resonators”,Nano Letters Vol.7,No.6.1728(2007)
[11] D.R.Southworth at al.,“Stress and Silicon Nitride: A Crack in the Universal Dissipation Glasses”,Physical Review 102.225503(2009)
[12] Jiansheng Wu and Clare C.Yu ,“How stress can reduce dissipation in glasses”,Physical Review B 84.174109(2011)
[13] K.D.Mackenize at al.,“Stress Control of Si-based PECVD Dielectrics”, Unaxis USA,Inc.,10050 16th Street North,St.Peterburg,FL33716
[14] I.W.Martin,“Studies of materials for use in future interferometric gravitational wave detectors”,Ph.D thesis,University of Glasgow(2009)
[15] 王薇雅“應用於雷射干涉重力波偵測器開發工作之單晶矽懸臂樑之機械震動性質研究”,國立清華大學,碩士論文(2013)
[16] 李家暐,“探討應用於雷射干涉重力波偵測器之以電漿輔助化學氣相沉積
法製備於矽懸臂之氮化矽薄膜之材料特性與機械損耗”國立清華大學,碩士論文(2013)
[17] H.Xiao,“半導體製程技術導論”歐亞書局(2011)
[18] Donald L. Smith at al.,“Mechanism of SiNxHy Deposition from NH -SiH4 Plasma”, J. Electrochem. Soc., Vol. 137, No. 2(1990)
[19] J.N. Chiang et al.,“Mechanistic Considerations in the Plasma Deposition of silicon nitride film” J. Electrochem. Soc., Vol. 137, No. 7(1990)
[20] David Necas et al.,“Optical characterization of non-stoichiometric silicon nitride
films”phys.state.(c),No.5(2008)
[21] H.Huang et al.,“Characteristic of low temperature PECVD silicon nitride for MEMS structural materials”J.Modern Physics B,Vol. 20, 3799-3804 (2006)
[22] 陳俊龍,“AES/ESCA 表面分析技術於工業材料上的應用”,工業材料106期(1995)
[23] John F.Watts,John Wolstenholme,“An Introduction to Surface Analysis by XPS and AES”Wiley(2003)
[24] J. H. Scofield,“Hartree-slater subshell photoionization cross-sections at 1254 and
1487 eV”, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 8.129- l 37(1976)
[25] 陳宏彬“橢圓偏光儀之原理與應用” 儀科中心簡訊80期(2007)
[26] “CompleteEASETM Data Analysis Manual”, J. A. Woollam Co.,Inc(2009)
[27] G. E. Jellison et al.,“Parameterization of the optical functions of amorphous materials in the interband region”, Applied Physics Letters, Vol. 69, Issue 3,371(1996)
[28] G.E. Jellison et al.,“Spectroscopic ellipsometry characterization of thin-film silicon nitride”,Thin Solid Films,Vol. 313-314,193-197(1998)
[29] Abbe, E. “Beiträge zur Theorie des Mikroskops undder mikroskopischen Wahrnehmung”. Arch. Mikr. Anat. 9:413–420. (1873)
[30] “半導體材料分析技術與見習“,國家奈米元件實驗室(2012)
[31] 李正中, “薄膜光學與鍍膜技術”,第七版,藝軒圖書出版社(2012)
[32] G.Gerald Stoney, “The Tension of Metallic Films Deposited by Electrolysis”, Proceedings The Royal of Society A,82.172-175(1909)
[33] “FLX-2320 Thin Film Stress Measurement User Manual”,Tencor(1995)
[34] Oliver W.C. et al., “Improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments”, Journal of Materials Research,7.1564-1580(1992)
[35] “Operational manual of Nano Indenter XP System”,MTS company,USA
[36] S.T.Thornton et al.,“Classical dynamics of particles and systems”,Brooks Cole, fifth edition, pp.109-121(2003)
[37] B.S.Berry et al.,“Vibrating reed internal friction apparatus for films and foils”, IBM journal of research and development,19.334(1975)
[38] R.M.Jones ,“Mechanics of composite materials”,ch3.2,Philadelphia : Taylor &; Francis(1999)
[39] 歐政勳,“室溫下量測機械損耗之系統設置與量測熔融石英玻璃懸臂及單晶矽懸臂之初步量測分析”,國立清華大學,碩士論文(2012)
[40] A.S.Nowick et al.,“Anelastic relaxation in crystalline solid”,New York:Academic Press(1972)
[41] Matthew A.Hopcroft et al.,“What is the Young´modulus of silicon?”,Journal of Microelectromechanical system19.229(2010)
[42] S.Reid et al.,“Mechanical dissipation in silicon flexures”,Physics Letter A351
.205(2006)
[43] 呂登復,“實用真空技術”,國興出版社(2007)
[44] Johannes Eichholz,UF LIGO Group, “Investigation of Coating Thermal Noise at
Cryogenic Temperatures for Third-Generation Interferometric Gravitational-Wave Detectors”,LIGO document: LIGO-G1400024 (2014)
[45] “Operating Instructions for The Janis Research Model SHI-4XG-15 Refrigeration System”,Janis Research Company,LLC
[46]王順錦, “應用於雷射干涉重力波偵測器之以離子束濺鍍法製作之奈米膜層結構高反射鏡及其結晶條件之探討”,國立清華大學,碩士論文(2013)
[47] R Flaminio,et al “A study of coating mechanical and optical losses in view of reducing mirror thermal noise in graviational wave detectors.” Class. Quantum Grav. 27.084030 (2010)

連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
1. 利用電漿輔助化學氣相沉積法沉積之非晶矽與二氧化矽薄膜其光學與機械性質之研究
2. 奈米多層薄膜在熱退火後的晶粒尺寸研究
3. 探討應用於雷射干涉重力波偵測器之以電漿輔助化學氣相沈積法製備於矽懸臂之氮化矽薄膜之材料特性與機械損耗
4. 應用於改善雷射干涉重力波偵測器靈敏度之以氫氧化鉀蝕刻製程製作之Cat-flap共振腔
5. 應用在雷射直寫微影的光學頭之研究
6. 應用於雷射干涉重力波偵測器之以離子束濺鍍法製作之奈米膜層結構高反射鏡及其結晶條件之探討
7. 以電漿輔助化學氣相沉積法沉積氮化矽薄膜及其與二氧化矽之堆疊膜之低溫機械損耗
8. 以電漿輔助化學氣相沉積法鍍製於矽懸臂之氮化矽其熱退火後對於室溫機械損耗之影響
9. 光熱共光路干涉儀系統之設置與電漿輔助化學氣象沉積法沉積之氮化矽薄膜光學吸收研究
10. 利用電漿輔助化學氣相沉積法鍍製四分之一波長厚度SiN0.40/SiO2堆疊之室溫機械損耗
11. 以氫氧化鉀蝕刻製程製作之Cat-flap共振腔
12. 應用於雷射干涉重力波偵測器開發工作之單晶矽懸臂樑之機械震動性質研究
13. 熱退火對離子束濺鍍之奈米多層膜室溫與低溫機械損耗研究
14. 低溫機械損耗量測系統之設置與熱退火對奈米多層膜機械損耗之研究
15. 以電漿輔助化學氣相沉積法鍍製之低氮氮化矽薄膜經熱退火後光學特性及室溫機械損耗之研究