CD-AFM在45 nm节点半导体芯片检测过程中的应用

本文介绍了关键尺寸原子力显微镜（CD-AFM）在半导体芯片制造中的应用。通过对比现有的半导体检测仪器与原子力显微镜的工作原理和检测方法,详细探讨了原子力显微镜在目前的半导体芯片45nm节点工艺关键尺寸检测中的优势地位。根据芯片在线关键尺寸检测的具体要求,提出了原子力显微镜急待解决的相关研究内容。     

基于超平表面的原子力显微镜探针磨损研究

原子力显微镜的图像质量受到探针磨损情况的直接影响,本文主要对基于超平表面的原子力显微镜(AFM)探针磨损问题进行了试验研究,针对探针磨损效率以材料表面的粗糙度(Rq)作为评估指标,测试样品选用了Rq小于0.5nm的超平表面。探针在10%的反馈回路设定值比例和悬臂目标振幅比例的测试条件下,采用1Hz的扫描速度及1.7的I-gain值可使磨损最小,进而有效提升探针使用寿命。     

基于多层膜光栅的AFM探针结构表征研究

原子力显微镜是微纳米测量领域主要测量工具之一。由于原子力显微镜探针不可能无限尖锐,使得测量图像包含了一部分探针信息,这是其图像失真的一大影响因素。通过获取探针形状和尺寸,可以有效去除测量图像的"探针效应"从而提升准确度。文中以研制良好样品内一致性的探针校准器为目标,应用Si/SiO2多层膜光栅技术,初步研制了20 nm标称值的线宽结构用于原子力显微镜探针校准。表征结果显示,RFESP型(Rectangular Front Etched Silicon Probe)探针稳定扫描时探针前角由15°增加至36°左右,探针后角由25°增加至45°左右,呈现钝化趋势。由此表明,基于Si/SiO2多层膜光栅技术研制的线宽型探针表征器可以快速表征出探针侧壁角度信息,是原子力显微镜探针扫描过程中探针形貌快速监测和估计的有效手段,对于促进探针表征与图像准确度提升均具有重要意义。     

SiO2胶体探针的制备及其在表面力测定中的应用

采用一种新方法——双向三维移动平台法制备胶体探针,该方法使用两个三雏移动平台,同时将CCD与长工作距离显微镜集成,组成视频监视系统来监控探针的整个制备过程,方便了操作。利用此自组装装置制备的二氧化硅胶体探针在原子力显微镜上进行力曲线测量,将分析数据与Ducker的经典论文进行对照,得到较为理想的结果。     

双功能弯曲光纤探针的制作

探针是所有扫描探针显微镜的关键部件。本文提出了一种采用普通单模光纤制作在原子力和光子扫描隧道组合显微镜(AF/PSTM)上使用的弯曲光纤探针的方法。通过合理的选择实验参数,经过热拉伸与化学腐蚀两个过程,得到弯曲部分的角度为110°~120°、锥角约60°~80°的弯曲光纤探针。经扫描电镜观察,光纤探针的尖端直径小于100nm。此种方法加工光纤探针的成品率约70%左右。     

扫描探针显微镜的最新技术进展及应用

本文在讨论SPM基本原理和应用的基础上,详细介绍了近期SPM的最新技术进展和成像模式以及拓展的应用领域,使我们能对SPM有一个全新的认识和了解,以便把它们更好地应用到研究领域中。     

一种适用于扫描探针显微镜的符合扫描模式

扫描模式问题是长期困扰包括扫描隧道显微镜（ Ｓ Ｔ Ｍ） ,原子力显微镜（ Ａ Ｆ Ｍ） 在内的扫描探针显微镜（ Ｓ Ｐ Ｍ） 测量精度和速度的关键问题。理论与实验均表明：“符合扫描”消除了原有扫描模式带来的测量误差。这种模式还使测量速度提高了约７０ ％ ,不仅可以使现在的观察型 Ｓ Ｔ Ｍ 的性能得到提高,而更重要的是对 Ｓ Ｐ Ｍ 从观察型向计量型的转变在扫描模式方面提供了保障,对原子量级信息读取速度和精度的提高也具有重要意义     

扫描探针制备技术的研究现状及发展

探讨了近几年来探针制备技术的发展和趋势,分别就探针检测性能的改进、探针结构、探针检测功能拓展及多通道信息采集组合探针等几方面,对相关制备技术的方法、特点以及相应检测条件、适用环境展开讨论,这些方面反映探针制备技术正朝着尖锐化、多样化、功能化和组合方向发展。     

一种基于正负半周联合成像的AFM成像方法

本文针对原子力显微镜(AFM)的扫描成像,提出了一种扫描过程中基于正负半周联合成像的AFM成像方法,该方法分析了AFM扫描过程中探针空降现象对扫描成像精度的影响,通过正负半周获得的扫描数据进行融合补偿,有效地降低了探针空降的影响,提高了扫描精度.最后通过对人肝癌细胞SMMC7721细胞的扫描实验对该方法进行了验证.     

纳米材料的几种扫描探针显微表征方法

扫描探针显微镜（SPM）作为一种广泛应用的表面表征工具,不仅可以表征三维形貌,还能定量地研究表面的粗糙度、孔径大小和分布及颗粒尺寸,在许多学科均可发挥作用.以纳米材料为主要研究对象,综述了国外最新的几种扫描探针显微表征技术,包括扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）和近场扫描光学显微镜（SNOM）等方法,展示了这几种技术在纳米材料的结构和性能方面的应用.     

激光非接触探头的结构设计和制做

在论述光学三角测量原理的基础上，重点讨论了可适用的激光非接触探头的结构设计和制做。研制了分辨率小于2μm的激光非接触探头，给出了实测结果。     

基于双光纤光栅的加速度传感探头结构的设计

分布式光纤光栅加速度传感技术对微弱振动测量分析及其故障诊断具有重要的实用价值。采用副载波调频、波分复用技术提出了一种分布式光纤布喇格光栅加速度测量系统,并进行了基于双光纤布喇格光栅的加速度传感探头结构的设计。该传感探头具有尺寸小,质量轻,不受电磁干扰等优点,有较高的测量灵敏度和分辨率,而且能自动消除温度噪声和相位噪声的影响。     

基于APD的光电探测器电路研究与设计

提出将APD与前置放大器电路配合使用的最佳方法.利用光电转换信噪比数学模型,确定选择与APD匹配的电路器件,给出了前置放大器采用低噪声的分体器件与集成运算放大器相组合的设计方法.通过对前置放大器重要参数信噪比进行测量和分析.结果表明,该探测器电路信噪比优于直接与集成运算放大器匹配的探测器电路,且可靠性高,宜扩展,具有广泛的应用前景.     

Design of Readout Circuit Based on Probe Neural Biosensor

According to the characteristics of neural signal,a low-voltage and high-speed operational transconductance amplifier has been realized as a direct readout circuit. To reduce the size and cost of this chip, the amplifier uses feedforward compensation technique without Miller capacitor. Using capacitors as a closed-loop feedback not only amplifies the neural signal, but also reduces chip power consumption by replacing the feedback resistor. Simulations were carried out with 0.18m CMOS technology, and the simulation results satisfied the requirements of neural signal.     

基于有限元分析的底座结构分析及优化设计

借助有限元分析软件Pro/MECHANICA,对创建的底座模型进行静力学分析和动力学的模态分析.通过将模型中4个关键尺寸设成变量,分析当它们变化时相关模型参数--模型总质量、最大位移和第一模态固有频率的变化敏感性,并对其进行优化分析,计算模型的最佳结构尺寸.     

W 波段矩形波导-SIW 探针过渡结构设计

基片集成波导（SIW）技术正广泛应用于微波毫米波集成电路中。在W 波段,为了对SIW 元器件进行测试,必须对矩形波导-基片集成波导过渡结构进行研究。采用HFSS 软件仿真和优化设计了一种耦合探针结构的矩形波导-SIW 过渡。测试结果表明,一对过渡转换器与一段SIW 所组成的背靠背结构在整个W 波段的反射系数都小于-10 dB,而总插损在75~106 GHz 的频率范围内都小于2 dB。     

基于声传感器的新型MEMS听诊探头结构设计初探

针对传统听诊器主要依靠医生听诊,根据个人经验判断病情的问题,结合MEMS技术和声传感器,设计了一种基于声传感器的新型MEMS听诊探头微结构。该MEMS听诊系统由MEMS听诊探头中的敏感微结构接收人体心音信号,经过运算放大和滤波,转换为电信号进行后续分析。建立了听诊头敏感微结构的数学模型,利用ANSYS软件仿真得到该结构的动态特性。利用MEMS工艺加工出听诊头敏感微结构并进行初步测试,测试结果表明提出的基于声传感器的新型MEMS听诊器可以实时显示听诊对象的心音波形。将MEMS声传感器应用于临床听诊为心音采集提出了一种新的思路,具有广泛应用前景。     

基于单一产品数据源的复杂产品设计制造协同技术研究

针对复杂产品设计制造协同过程中存在数据源不唯一的问题,提出了基于单一产品数据源的复杂产品设计制造协同技术及其层次体系结构,通过构建逻辑上统一的单一产品数据源,保证了设计制造协同数据的唯一性,并给出了分布式单一产品数据源的建立方法、单一产品数据源信息模型的构建原理及其技术实现方法,以航空发动机为验证对象,实现了基于单一产品数据源的设计制造异地协同,证明了此方法是正确和有效的.     

压电谐振式矿用甲烷传感器探头设计与研制

设计一种用于甲烷浓度监测的基于压电陶瓷谐振的传感器探头。利用有限元分析软件辅助设计2种具有较大吸附面积的谐振体;分别以5A型沸石分子筛和活性炭修饰谐振体,构成4种传感器敏感探头;利用自行搭建的测试平台在甲烷体积分数为0⁷.6%间对不同敏感探头阻抗谱谐振峰偏移量灵敏度与线性度的对比分析,结果表明,以5A型沸石分子筛与板状谐振体组合得到的探头在爆炸浓度下限谐振峰偏移162Hz,具有较好的灵敏性;由活性炭与环状谐振体组合得到的探头在爆炸浓度下限以下具有良好的线性。