懸浮結構之模擬與製作

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戴嘉信(Chia-Hsin Tai) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

懸浮結構之模擬與製作
(Simulation and Fabrication of a Overhanging Microstructure)

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摘要(中)

隨著市場對大尺寸顯示器的需求越來越大，投影顯示的技術進步神速，其中以德州儀器所研發出來的數位光源處理系統有著體積小、重量輕、反應快、影像品質細膩等優勢，迅速在各種顯示技術中脫穎而出。
而數位光源處理器的核心裝置是一組由微鏡面所組成之陣列，稱為數位微鏡面陣列，其驅動方式是藉由靜電力造成微機電致動器進行轉動，進而帶動微鏡面形成傾斜角度藉以反射光源進行投影。
本論文選擇摻雜氮之矽化鈷薄膜此一複合材料，當作微致動器之鉸鏈材料，藉由微機電模擬軟體Intellisiute進行在不同幾何結構與懸浮高度下驅動電壓與旋轉角度之模擬。可以得到當懸浮高度2μm、鉸鏈寬度2μm時有較佳的結果，並且得知薄膜內應力大小對驅動電壓與轉動角度的關係沒有影響。另外發現ㄒ型的支撐柱結構可以用來改變驅動電壓與轉動角度的關係而不需要改變鉸鏈結構。
模擬完成後，根據結果去設計光罩，然後進行實際元件製作。最後對製作過程所遇到之困難進行討論，並成功製作出以多晶矽為鉸鏈材料之懸浮結構。

關鍵字(中)

★ 摻雜氮的矽化鈷薄膜
★ 選擇性鎢沉積
★ 數位微鏡面裝置
★ 微機電

關鍵字(英)

★ selective tungsten chemical vapor deposition
★ MEMS
★ Micro Electro Mechanical Systems
★ DMD

論文目次

總目錄
摘要………………………………………………………………… I
總目錄……………………………………………………………… II
表目錄……………………………………………………………… IV
圖目錄……………………………………………………………… V
第一章緒論………………………………………………… 1
1. 1 前言………………………………………………… 1
1. 2 數位微鏡面裝置（DMD）………………………… 3
1. 3 研究動機與目的…………………………………… 6
第二章實驗方法與原理…………………………………… 9
2. 1 微致動器結構模擬………………………………… 9
2. 2 利用W-CVD製作導電支撐柱…………………… 15
2. 3 微致動器製作……………………………………… 20
2. 3. 1 實驗儀器簡介……………………………………… 20
2. 3. 2 微致動器結構與製作流程………………………… 23
2. 3. 3 實驗步驟參數設計………………………………… 32
第三章結果與討論………………………………………… 38
3. 1 微致動器模擬結果………………………………… 38
3. 2 W-CVD沈積結果…………………………………… 46
3. 3 微致動器製作結果………………………………… 50
3. 3. 1 氧化矽蝕刻深度測試……………………………… 50
3. 3. 2 氫氟酸對金屬鎢的蝕刻…………………………… 52
3. 3. 3 薄膜熱應力………………………………………… 52
3. 3. 4 多晶矽之懸浮結構………………………………… 54
第四章結論………………………………………………… 56
參考文獻 ……………………………………………………… 58

參考文獻

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指導教授

黃豐元(Fuang-Yuan Huang)

審核日期

2003-6-30

推文