本项目设计并研制了一款新型的自对准双层薄膜量热计。创新性的设计了具有垂直交叉结构的两层悬空薄膜量热计。该量热计的特点是,样品薄膜淀积时,通过上下两层悬空薄膜的自对准效果,无需掩膜就能形成上层样品区有样品薄膜,下层样品区无样品薄膜,两者测试结果相减从而直接获得样品薄膜的相关信息。该结构与国内外报道的各类单层微量热计相比的优点是,避免了掩膜的加工和对准的繁杂操作,从而大幅减小了由此带来的样品薄膜定位误差,进而有效降低由此引入的量热测试误差。研究了两层悬空薄膜的双铝牺牲层工艺,实现了双层薄膜量热计的加工制造,为同类型多层悬空薄膜MEMS工艺提供了有益的参考。建立了双层微量热计的脉冲扫描量热测试模型,为双层微量热计的实验测试与分析工作奠定理论基础。在此基础上,对原有量热测试系统进行了改进,有效提高了信噪比,减小了系统测量误差,使得测试系统能够清晰的测量到样品热容曲线中的相变峰。将本项目研制的量热计用于测量厚度不同锡薄膜和铟薄膜,计算获得了样品的热容曲线,观察到双熔化峰现象,并对热容基线和熔点特征进行了分析。
英文主题词double layer thin-film calorimeter; MEMS; pulse calorimetry; thin film; melting point