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金剛石薄膜應用潛力及關鍵技術研究

金剛石薄膜應用潛力及關鍵技術研究: 問提問者：網友 | 2018-08-13

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1引言　　微型機電系統(tǒng)(MEMS)技術興起于20世紀80年代，在過去的十幾年中取得了長足進展，已經成為當今有廣泛應用前景的重要高新技術之一，正逐漸實現(xiàn)從以實驗室研究為主向工業(yè)應用開發(fā)的轉移。伴隨著新工藝、新材料的開發(fā)和應用，各種新型MEMS器件層出不窮。出于對最終產業(yè)化的長遠考慮，人們對器件壽命和可靠性的要求日益提高，促使研究者重新審視微機械結構的材料選擇問題?！　∑駷橹?，MEMS器件所采用的電子材料可以分為兩類：硅(基)和非硅材料。由于繼承了半導體工業(yè)的長期技術積累，針對微機電系統(tǒng)制造需求的體硅和表面硅微機械加工技術很早便形成了較為完整的微加工技術體系，因此，硅基MEMS器件成為主流，從而造成了硅(基)材料在MEMS材料體系中占據壓倒性優(yōu)勢地位。特別是作為微結構材料的單晶硅、多晶硅薄膜和氮化硅等硅基化合物薄膜，他們在半導體工業(yè)中都有較長期的開發(fā)使用歷史，相應的加工技術也有豐富積累。雖然適合微機械結構的加工技術有其自身特點，但是仍然有很大部分可以利用或借鑒，所以，多數(shù)MEMS器件是基于硅材料設計的。此外，硅基MEMS材料與電路部分的材料兼容，便于實現(xiàn)整體集成制造，這進一步強化了它的優(yōu)勢地位?！　〉牵琈EMS器件對材料的要求畢竟有別于傳統(tǒng)的半導體器件，硅材料的缺點隨著應用范圍的擴大而日益顯現(xiàn)，比如硅的抗彎折強度低和斷裂韌性差，抗磨損能力不強，還特別容易發(fā)生結構粘附現(xiàn)象，所以，目前的MEMS器件中運動部件主要選擇往復形變，很少采取轉動、接觸滑移等宏觀機械中常見的運動方式。因此，開拓硅之外的其他材料來源將會促進MEMS技術的發(fā)展。除此之外，基于電磁、壓電、形狀記憶效應等原理實現(xiàn)的微驅動結構也必須采用非硅材料構造，否則無法實現(xiàn)MEMS器件的整體功能。事實上，隨著非硅材料三維微加工技術的不斷進步，鎳、銅、鐵鎳、鎳鈦、金、氧化鋁甚至金剛石薄膜等日益受到重視，已經有越來越多的非硅材料被應用于構造MEMS器件，并在提升器件和系統(tǒng)工作能力方面發(fā)揮獨特的作用，其中金剛石薄膜是最具潛力的微機械結構功能材料之一?！　VD金剛石薄膜的優(yōu)越物理化學特性早已廣泛為人所知，建立在其多方面優(yōu)良特性基礎上，已經實現(xiàn)的應用領域包括切削工具的超硬涂層，揚聲器振膜涂層，激光器和集成電路散熱片，X射線窗口材料，X射線掩膜版支撐材料，光學元件涂層等。被廣泛認可具有潛在應用前景而正在積極拓展的應用領域包括高溫高功率半導體器件材料，冷陰極發(fā)射和顯示器件材料: 回答者：網友

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