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研究生: 謝睿哲
Hsieh, JuiChe
論文名稱: 使用LIGA和DRIE製程技術製作400GHz TE41模式轉換元件與量測
Fabrication 400GHz TE41 Mode Converter Using LIGA And DRIE Process
指導教授: 張存續
Chang, TsunHsu.
許博淵
Shew, Bor.Yuan
口試委員: 潘犀靈
Pan, Ci-Ling
謝光前
Hsieh, Kuang-Chien
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 80
中文關鍵詞: 模式轉換器喇叭天線微影蝕刻電鑄
外文關鍵詞: LIGA, DRIE, TDS, HFSS, antennas
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  • 摘要
    本研究主要以LIGA和DRIE製程技術製作TE_41 模式轉換元件,希望能完善實驗室之前建立起的高精度的LIGA製程,以及建立一套高效率的DRIE深蝕刻製程,預期使用於高頻Y-Band 400GHz的頻段,此元件可應用於Cusp Gun中。
    實驗室之前以微機械加工(LIGA)方式製作W-Band TE_41 模式轉換元件以及203 GHz之TE_02 模式轉換元件,於HP8720C網路分析儀所量測結果與HFSS(High Frequency Structure Simlator)模擬結果有所差距,推測的結果為表面粗糙度影響穿透效率極為顯著,而加工精度也影響非常大,在較低頻段影響明顯,可想而知在400GHz更為嚴重,故我們採用LIGA製程製作Y-Band元件,但是由於LIGA製程製作不易,同時在製作時碰到某些困難,內文詳述。所以我們試著去開發一套深蝕刻(DRIE)製程,並努力兩種製程都能做到最佳,便可比較兩種製程之差異性,希冀能整合,再加以融合兩道製程之優點開發出一套省時、省錢、效果又佳的製程。
    另外,在高頻量測部分我們更希望能結合光學量測技術,將微波頻段量測推展至太赫茲THz量測頻段,結合TDS(Time Domain Spectrum)量測系統至波導管中模式量測技術。
    DRIE部分未來預期能在各種太赫茲元件、透鏡上應用,使用深蝕刻技術製作矽透鏡,以及有效掌握其光路。
    LIGA部分已能應用在較低頻段中的微波元件製作,預期未來能加速整道LIGA製程,使元件能有效製作較低頻的波導元件。兩者更甚至於應用至半導體、光子晶體、共振腔之製作。


    目錄 第一章:序論………………………………………………………………………………………………………..5 1.1 研究背景………………………………………………………………………………..……………….5 1.2.1文獻回顧………………………………………………………………………………..……………..6 1.2.2 ECM(Electron Cyclotron Maser)輻射原理..............................................7 1.2.3 模式轉換器………………………………………………………………8 1.3研究動機……………………………………………………………………10 1.4研究目的……………………………………………………………………11 第二章:製程技術介紹 ……………………………………………………………13 2.1.1 LIGA process ……………………………………………………………13 2.1.2 同步輻射光源X-ray ……………………………………………………………………………15 2.1.3 光源選擇………………………………………………………………………………………………17 2.1.4 光阻選擇與SU8光阻特性 ……………………………………………20 2.1.5 X光光罩製作原理…………………………………………………………………………………25 2.2.1 DRIE process………………………………………………………….….27 2.2.2 光源選擇………………………………………………………………………………………….…..30 第三章:實驗規畫與架構 3.1 LIGA製作流程 .......................................................................................33 3.2 DRIE 製作流程...........................................................................................36 3.3 號角天線製作流程.....................................................................................39 第四章:實驗結果與討論 4.1.0 LIGA製備..................................................................................................42 4.1.1 SU8厚膜光阻製備………………………………………………………………………………...42 4.1.2 X光劑量模擬…………………………………………………………………………………………45 4.1.3 電鑄……………………………………………………………………………………………………...46 4.1.4 去除光阻…………………………………………………………………………………………..….47 4.2.0 DRIE流程圖……………………………………………………………………………………….…53 4.2.1 AZ 光阻製備............................................................................................54 4.2.2 深蝕刻………………………………………………………………………………………………….57 第五章:量測 5.1 號角天線製作動機...................................................................................62 5.2 號角天線模擬............................................................................................62 5.3量測組裝與TDS.........................................................................................69 5.4 初步量測結果討論...................................................................................74

    參考文獻
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