检索结果-南通市图书馆

作者：华煜华中科技大学

学位级别：硕士

物体表面三维形貌测量在逆向工程、机器视觉、在线产品检测以及医疗诊断等领域广泛应用。本文通过改进的主方向峰值判别法可成功获取投影栅的准峰值并细化出条纹中心线,再计算出物体栅中心线相对于参考栅中心线的偏移量后,可重建物体三... 详细信息

物体表面三维形貌测量在逆向工程、机器视觉、在线产品检测以及医疗诊断等领域广泛应用。本文通过改进的主方向峰值判别法可成功获取投影栅的准峰值并细化出条纹中心线,再计算出物体栅中心线相对于参考栅中心线的偏移量后,可重建物体三维形貌。在傅立叶变换轮廓术中,对测量精度和误差进行分析。在傅立叶变换轮廓术中讨论不同延拓技术对分析精度的影响。所编写的光栅投影三维形貌测量分析软件可实现上述的主要功能。本文的具体工作如下: 阐述基于提取条纹中心线测量物体三维形貌的方法。通过投影一定栅距的余弦光栅到被测物体,使投影栅相位被物体表面高度所调制。提出的主方向峰值判别法可成功地判别出投影栅的准峰值并细化出峰值线。在计算出物体栅中心线相对于参考栅中心线的偏移量后,可解调出物体表面的高度信息。然后通过插值,重建物体表面的全场形貌。通过实验证明,对物体栅和参考栅图像进行插值分析可以有效地提高物体形貌的测量精度。实验结果表明基于提取条纹中心线测量物体三维形貌的方法简单可靠,并具有较高的测量精度。尽可能为研究方法的可靠性,应用计算机模拟技术对傅立叶轮廓术的方法进行验证。通过理论的模拟结果和傅立叶变换轮廓术的实验结果比较,给出了模拟物体的测量精度和误差分析。实验结果表明傅立叶变换轮廓术可以有效的测量路面的缺陷,并且为精确测量提供了理论基础。在傅立叶变换轮廓术中,分离零频与基频分量、获取物体的高频信息是准确重建物体形貌的关键。为解决上述问题,利用延拓技术来研究对傅立叶变换轮廓术的影响。模拟结果表明背景延拓技术可以有效的增大零频与基频之间的间距,提高物体三维形貌测量的精度。在软件开发中,研究了相移法和傅立叶变换轮廓术的算法流程,并在VC++6.0开发环境下,实现了多步相移法和傅立叶变换对物体三维形貌的测量分析。

关键词：三维形貌测量投影栅条纹中心线傅里叶变换轮廓术三维形貌模拟

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石英各向异性湿法刻蚀特性及模拟研究

石英各向异性湿法刻蚀特性及模拟研究

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作者：蔡鹏鹏东南大学

学位级别：硕士

湿法刻蚀是石英微结构加工的重要工艺。论文研究了石英各向异性湿法刻蚀特性和形貌预测方法。基于几何模拟的思想,提出了晶体湿法刻蚀形貌的演化规则,运用LevelSet方法开发了晶体各向异性湿法刻蚀三维形貌数值模拟程序。通过对Z切石英... 详细信息

湿法刻蚀是石英微结构加工的重要工艺。论文研究了石英各向异性湿法刻蚀特性和形貌预测方法。基于几何模拟的思想,提出了晶体湿法刻蚀形貌的演化规则,运用LevelSet方法开发了晶体各向异性湿法刻蚀三维形貌数值模拟程序。通过对Z切石英晶片刻蚀形貌的研究,表明了提出的形貌演化规则的可行性,并且验证了开发的三维形貌模拟程序的有效性和准确性。在此基础上,探索了如何合理设计掩膜以获得特定的微结构。论文主要内容如下：首先分析了晶体各向异性湿法刻蚀典型形貌演化的几何规则,提出刻蚀形貌的演化跟钻蚀速率直接相关。凹角处钻蚀速率慢面占主导地位,凸角处钻蚀速率快面占主导地位。总结了晶体复杂湿法刻蚀形貌,如凹角、凸角处的特征晶面预测的一般方法：圆角化、分段特征晶面分析、晶面选择。基于Level Set方法,在MATLAB环境下,开发了适用于多晶体、多切向、任意掩膜形状的高精度湿法刻蚀三维形貌数值模拟程序。将刻蚀形貌的三维数值模拟结果和实验SEM图进行了对比分析,表明开发的算法程序是准确有效的,可用于辅助晶体湿法刻蚀微结构设计和微加工工艺开发。借助腐蚀半球法获得了α-石英在80℃饱和NH4HF2溶液中的刻蚀全速率。实验获得了Z切石英晶片在不同掩膜形状下的刻蚀形貌,如凹槽、凸台、阵列结构。最后,详细分析了刻蚀形貌的基本数据,尤其是长矩形凹槽侧壁特征晶面倾角、钻蚀速率和侧壁转角的关系。以此为基础,分析了典型凹槽、凸台刻蚀形貌的形成原因,验证了提出的形貌预测方法的可行性。

关键词： α-石英各向异性湿法刻蚀 Level Set方法三维形貌模拟

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图形化蓝宝石衬底湿法刻蚀微结构及其模拟研究

图形化蓝宝石衬底湿法刻蚀微结构及其模拟研究

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作者：张杰东南大学

学位级别：硕士

图形化蓝宝石衬底(Patterned Sapphire Substrate,PSS)是在平面蓝宝石衬底基础上通过湿法刻蚀工艺加工得到的周期性图形结构,在改善GaN基LED的发光效率方面具有较大的优势。蓝宝石的各向异性湿法刻蚀特性相对复杂,最终得到的刻蚀结构直... 详细信息

图形化蓝宝石衬底(Patterned Sapphire Substrate,PSS)是在平面蓝宝石衬底基础上通过湿法刻蚀工艺加工得到的周期性图形结构,在改善GaN基LED的发光效率方面具有较大的优势。蓝宝石的各向异性湿法刻蚀特性相对复杂,最终得到的刻蚀结构直接受多方面因素影响,例如:掩膜形状、尺寸和方向、刻蚀环境等。基于上述背景,本文由几何方法的思想,提出运用Level Set方法来开发用于模拟蓝宝石各向异性湿法刻蚀过程的模拟系统,探究不同刻蚀条件对刻蚀形貌的影响,论文主要研究内容如下:1)首先由半球刻蚀实验获得了蓝宝石各向异性湿法刻蚀的空间刻蚀全速率,基于此刻蚀全速率,再结合Level Set方法,开发了能够适用于蓝宝石不同晶面、任意掩膜形状的各向异性湿法刻蚀的高精度模拟系统,并且模拟了蓝宝石球在不同刻蚀环境下的刻蚀形貌演变过程。同时该模拟系统具备通用性,适用多种晶体材料的湿法刻蚀模拟。2)通过Level Set模拟系统,辅助设计了掩膜形状、确定了相应的刻蚀时间。分别通过蓝宝石长矩形凹槽、蓝宝石复杂掩膜下的刻蚀和蓝宝石凹槽与凸台的组合图形的刻蚀实验,研究了C面蓝宝石晶片的各向异性刻蚀特性。同时,将Level Set应用到不同的图形化蓝宝石衬底结构(长矩形凸台和凹槽、圆形凹槽)中,并着重分析了不同刻蚀环境下蓝宝石长矩形凹槽和圆形凹槽的刻蚀形貌组成。最后使用了Level Set模拟系统将蓝宝石R面的刻蚀形貌呈现出来。3)探究了蓝宝石图形衬底双步刻蚀的刻蚀工艺。基于LED内部光线传播的物理机理确定了图形化蓝宝石衬底结构截面倾角的合适范围,基于Level Set模拟系统,探究了影响双步刻蚀形貌的主要工艺参数(单步刻蚀的时间、掩膜尺寸)并依据模拟的形貌测得倾角数据,获得合适的加工工艺方法。在结合Level Set模拟系统探究掩膜尺寸对双步刻蚀后形貌的影响时,获得了不同掩膜尺寸下的刻蚀形貌,从而确定合适的掩膜尺寸。

关键词：图形化蓝宝石衬底湿法刻蚀 Level Set 三维形貌模拟双步刻蚀

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Level Set方法在Z切石英各向异性湿法刻蚀模拟中的应用

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传感器世界 2016年第4期22卷 7-11页

作者：蔡鹏鹏仇晓黎幸研东南大学江苏南京211189

石英是MEMS元器件的重要基底材料,其各向异性湿法刻蚀过程极为复杂。Level Set方法作为一种隐式追踪运动界面的方法,可用于追踪复杂运动界面。详细说明了Level Set方法在石英各向异性湿法刻蚀模拟中的应用过程,包括构建函数、控制方程... 详细信息

石英是MEMS元器件的重要基底材料,其各向异性湿法刻蚀过程极为复杂。Level Set方法作为一种隐式追踪运动界面的方法,可用于追踪复杂运动界面。详细说明了Level Set方法在石英各向异性湿法刻蚀模拟中的应用过程,包括构建函数、控制方程、数值解法和重新初始化。通过Z切石英凹槽、凸台刻蚀形貌SEM图和模拟结果的对比,表明基于Level Set方法开发的石英湿法刻蚀三维形貌模拟程序是稳定有效的。

关键词： Level Set Z切石英湿法刻蚀三维形貌模拟

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