SiC薄膜光柵制作及極紫外探測器光學元件熱力學性能研究.pdf

1、碳化硅(SiC)被譽為下一代半導體材料，因為其具有眾多優(yōu)異的物理化學特性，被廣泛應用于光電器件、高頻大功率、高溫電子器件。本文著眼其優(yōu)異的機械力學特性及良好的光學特性，將用PECVD方法制備SiC薄膜應用在制作極紫外探測器上的核心色散元件(透射光柵)上。因為它具有熱導率大、抗輻射能力強、熱容高、良好的化學穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)與硅基十分接近等等優(yōu)點，所以成為制作在極端惡劣的近地空間環(huán)境下的極紫外探測器上核心元件的首選材料。
　　 在

2、本研究工作中，采用等離子體增強化學氣象沉積(PECVD)制備方法，針對實際應用需要，在單晶Si(100)襯底上，通過工藝參數(shù)的改變，在高溫襯底上沉積得到了的SiC薄膜，然后進行表征測試，并通過表征結果來進一步優(yōu)化工藝參數(shù)和退火參數(shù)，最終成功制作出高質量的5mm×5mm的自支撐薄膜和最大面積35mm×35mm的自支撐薄膜。最后討論了其制作的工藝流程以及用它制作極紫外透射光柵的工藝步驟。
　　 由于實際應用的迫切需要，然而SiC自支

3、撐薄膜制作透射光柵的工藝尚不成熟，所以接下來用目前工藝成熟的PI膜代替SiC薄膜制作出來的2000線/毫米極紫外透射光柵，為了實現(xiàn)極紫外透射光柵光譜儀在近地空間的應用，采用有限元方法建立了機械模型并對其熱學性能和耦合特性進行計算機模擬計算，通過模擬熱膨脹系數(shù)不同的材料構成的薄膜光柵在近地空間受到太陽輻照后的溫度場，得到該光柵表面的熱形變分布。結果表明，在高真空熱環(huán)境下，該透射光柵表面形變量平均可達0.56μm，而影響光柵周期的縱向形變平