MEMS薄膜材料热学参数测试结构研究开题报告

MEMS薄膜材料热学参数测试结构研究开题报告一、选题背景及意义微电子机电系统（MEMS）是由微米级机械和电力系统组成的集成电路，具有微小、低功耗、高速度、高灵敏度和高集成度的特点。在MEMS中，薄膜材料广泛应用于传感器、执行器和微处理器等领域。由于MEMS设备中薄膜材料的热学特性在性能中起着重要作用，因此了解和计算薄膜材料的热学参数是MEMS设备设计和制造的重要领域。本研究将通过热学参数测试结构来研究薄膜材料，以及通过分析测试数据来推断薄膜材料的热学参数。这项研究将为MEMS设备的热学设计提供关键的数据，为MEMS设备的性能提升提供支持。二、研究内容与方法1.研究内容本研究的主要内容包括：设计和制造出一种热学参数测试结构，在该结构中，将需要测试的薄膜材料置于热电偶和金属条之间，同时在薄膜材料上施加热量，测量热量的传输过程中的温度差。然后使用实验数据来分析和计算薄膜材料的热学参数，如热导率和热膨胀系数等。2.研究方法本研究将采用以下方法：（1）确定测试结构的设计参数，包括薄膜材料的形状、尺寸和加热方式等；（2）利用微加工技术制造测试结构，薄膜材料的制备则采用物理气相沉积（PVD）的方法；（3）设计和制造一个控制系统，用于对测试结构施加恒定的加热功率；（4）通过对加热测试结构进行温度测量和数据记录来获得测试数据，并对测试数据进行分析。三、预期研究结果1.设计并制造出MEMS薄膜材料热学参数测试结构，该结构能够测量薄膜材料的热导率和热膨胀系数；2.通过分析测试数据，获得相关的热学参数，并进行数据的优化处理；3.提供MEMS薄膜材料的热学参数数据，为MEMS设备的热学设计提供支持与指导。四、进度与安排本研究的时间安排预计为一年，具体进度如下：第一阶段：确定测试结构设计参数和制造测试结构（2个月）；第二阶段：制备薄膜材料和设计控制系统（3个月）；第三阶段：进行测试和数据分析，计算薄膜材料的热学参数（4个月）；第四阶段：对实验数据进行优化处理、准备毕业论文（3个月）。五、参考文献1.朱鹏,微机电系统(MEMS)中薄膜材料的热特性研究[D].南京大学,2016.2.HaoJ,CuiTY,HuangXW.Aneffectivemethodfordeterminingthethermalconductivityofthinfilmsusingamicro-thermocouple[J].JournalofMaterialsScience:MaterialsinElectronics,2019,30(4):3618-3624.3.LiuJ,LiM,YaoY,etal.Measurementofthermalconductivityanddiffusivityofthinfilmsbythefrequency-domainthermoreflectancetechnique[J].MicroelectronicsJournal,2020,109.4.MarconnetAM,YerciS,MinnichAJ,etal.Thermalandthermoelectricmeasurementsofpolysilicon