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MEMS器件真空封装用非蒸散型吸气剂薄膜研究概述 被引量：11
1
作者 周超 李得天 +2 位作者 周晖 张凯锋 曹生珠 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期438-443,共6页
MEMS器件是机械电子系统未来的发展趋势。许多MEMS器件需要进行真空封装,从最大程度地减少残余气体,且真空封装水平的高低决定了器件的性能优劣甚至决定器件能否正常工作。常规的MEMS器件封装是在真空腔内放置块体吸气剂,占空间且容易... MEMS器件是机械电子系统未来的发展趋势。许多MEMS器件需要进行真空封装,从最大程度地减少残余气体,且真空封装水平的高低决定了器件的性能优劣甚至决定器件能否正常工作。常规的MEMS器件封装是在真空腔内放置块体吸气剂,占空间且容易产生微小颗粒污染。在器件的真空腔室内镀上吸气剂薄膜,吸气剂薄膜在器件高温键合的同时被激活,就可在后期维持真空腔内的真空度。非蒸散型吸气剂薄膜激活后在室温下即具有优异的吸气性能,应用于MEMS器件真空封装可以提高器件的寿命和可靠性。目前,提高非蒸散型吸气剂薄膜的吸气性能,降低其激活温度是国内外研究的焦点。本文简要介绍了非蒸散型吸气剂薄膜的吸气原理,从膜系材料和制备技术两方面分析了国内外研究现状。在膜材料方面,目前采用ⅣB族+ⅤB族组合的三元合金作为非蒸散型吸气剂薄膜的膜系材料。另外,在材料中掺入Fe、稀土元素等进行薄膜结构的修饰也是较常用的手段。值得指出的是,TiZrV合金薄膜是兼具较好的吸气性能和最低激活温度的非蒸散型吸气剂(NEG)薄膜。在制备技术方面,MEMS器件用非蒸散型吸气剂薄膜一般采用磁控溅射镀膜,磁控溅射镀膜工艺的关键是制备出柱状的纳米晶结构,该结构存在大量的晶界,可促进原子的扩散,降低激活温度。磁控溅射镀膜工艺的研究围绕靶材选择、基片温度、溅射电压、溅射气氛等。探索综合性能更优的新型材料体系和增大薄膜的比表面积仍然是目前非蒸散型吸气剂薄膜研究的关键。本文最后对非蒸散型吸气剂薄膜的研究趋势进行了展望,指出加入调节层的双层膜的激活性能和吸气性能优于单层膜,但调控机理有待明确,今后可以在TiZrV薄膜研究的基础上进一步进行双层薄膜的研究,也可横向拓展进行新型薄膜体系,如ZrCoRE等新型合金薄膜的研 展开更多
关键词 MEMS真空封装 非蒸散型吸气剂薄膜 吸气机理 TiZrV薄膜 磁控溅射
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基于多孔硅支架的钛锆钒非蒸散型吸气剂薄膜的制备及表征
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作者 李宇龙 李伟 +1 位作者 王贤艺 曹青 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期570-576,共7页
非蒸散型吸气剂薄膜近年以来在真空领域受到广泛的研究与应用,但有限的吸气速率和吸气容量阻碍了其进一步的发展。文章使用双槽电化学腐蚀法制备了多孔硅支架,再经过直流磁控溅射沉积了非蒸散型钛锆钒吸气剂薄膜,获得三维结构薄膜吸气... 非蒸散型吸气剂薄膜近年以来在真空领域受到广泛的研究与应用,但有限的吸气速率和吸气容量阻碍了其进一步的发展。文章使用双槽电化学腐蚀法制备了多孔硅支架,再经过直流磁控溅射沉积了非蒸散型钛锆钒吸气剂薄膜,获得三维结构薄膜吸气剂。通过高分辨场发射扫描电子显微镜、热重分析、真空吸氢测试分别对薄膜的形貌和吸气性能进行了研究。吸氢性能测试结果表明,沉积在硅片与多孔硅支架上的400 nm厚度的薄膜,最大吸气速率分别为0.035 L·s^(-1)·cm^(2)和0.100 L·s^(-1)·cm^(-2),提升了185.71%;吸气容量分别为0.143 Pa·L·cm^(-2)和0.353 Pa·L·cm^(-2),提升了146.85%。将薄膜沉积在多孔硅支架上,提高了吸气剂的比表面积和孔隙率,增大了气体分子与吸气剂表面的接触面积,促进了吸气剂对气体分子的表面吸附和扩散作用,有效的增强了非蒸散型吸气剂薄膜的吸气性能。 展开更多
关键词 非蒸散型吸气剂薄膜 多孔硅支架 钛锆钒 吸气性能
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非蒸散型薄膜吸气剂的研究现状及应用进展 被引量：6
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作者 单睿 齐通通 +2 位作者 黎秉哲 郭杰 袁俊 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期5049-5055,共7页
非蒸散型吸气剂薄膜是超高或极超高真空系统获得和维持真空条件的重要材料,近年来吸气剂广泛应用于MEMS真空封装领域。综述了非蒸散型吸气剂的材料体系、研究现状和工程应用,介绍国内外吸气剂薄膜的研究现状、存在的主要问题及发展趋势... 非蒸散型吸气剂薄膜是超高或极超高真空系统获得和维持真空条件的重要材料,近年来吸气剂广泛应用于MEMS真空封装领域。综述了非蒸散型吸气剂的材料体系、研究现状和工程应用,介绍国内外吸气剂薄膜的研究现状、存在的主要问题及发展趋势。讨论了吸气剂在MEMS真空封装系统的工作原理,传统吸气剂在封装领域的挑战,薄膜吸气剂在封装系统遇到的问题和发展趋势。 展开更多
关键词 非蒸散型吸气剂薄膜 Zr-Co系 研究现状 应用进展 发展趋势
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Ti-Zr-V吸气剂薄膜在管道的制备与真空性能研究
4
作者 朱邦乐 范乐 +5 位作者 洪远志 王思慧 尉伟 王一刚 方键威 王勇 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期78-83,共6页
利用直流磁控溅射方法在单晶硅片和内径为22 mm、长度分别为500 mm和1500 mm的银铜管道内壁镀制了Ti-Zr-V非蒸散型吸气剂薄膜,并对镀膜管道的极限真空进行了测量。结果显示:在180℃下激活24 h后,镀制了Ti-Zr-V薄膜真空管道的极限真空度... 利用直流磁控溅射方法在单晶硅片和内径为22 mm、长度分别为500 mm和1500 mm的银铜管道内壁镀制了Ti-Zr-V非蒸散型吸气剂薄膜,并对镀膜管道的极限真空进行了测量。结果显示:在180℃下激活24 h后,镀制了Ti-Zr-V薄膜真空管道的极限真空度可以达到9.2×10^(−10) Pa。在关闭测试系统和离子泵的阀门后,系统仅依靠Ti-Zr-V薄膜的吸气依然能够维持在9×10^(−9) Pa很长时间。利用测试粒子蒙特卡罗法对薄膜的抽速和容量进行了分析和测量,结果显示,Ti-Zr-V薄膜对CO的初始粘附系数最大可以达到0.3,容量可以达到1.2个分子层。 展开更多
关键词 Ti-Zr-V薄膜 极限真空 磁控溅射 非蒸散型吸气剂薄膜 抽速测量
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