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研究生: 許家豪
Chia-Hao Hsu
論文名稱: CMOS-MEMS 隧導電流掃瞄探針設計與製作
Design and Fabrication of CMOS-MEMS Cantilevers for Scanning Tunneling Microscpoe
指導教授: 盧向成
Shiang-Cheng Lu
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電子工程研究所
Institute of Electronics Engineering
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 55
中文關鍵詞: 隧導電流致動器微機電
外文關鍵詞: scanning tunneling microscopy, STM, CMOS-MENS
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  • 這個研究專題主要在設計並實現一個穿隧電流感測顯微系統,而在這個機電整合系統中主要是以靜電力方式當作回饋機制。這個專題主要由兩個部分所組成;第一部分是用作感測和回饋控制的外接電路,第二部分就是以台積電CMOS 2P4M以及微機電後製程所製作出來的致動器;在系統層面的數學模擬上,以量子物理和平行電容板間靜電力關係建構出所有的數學關係式,再以數學軟體工具MATLAB做出全系統模擬,而在致動器的方面,則是以模擬軟體COVENTOR來完成所有機械特性的模擬。實現與實驗量測上,必須將全系統建構在原子力顯微鏡的平台完成實驗,實驗結果則是以電路的電壓訊號做為判斷,整個專題的主要目的為建立一個穩定的系統,並可操作系統在奈米的尺度。


    Abstract i 中文摘要 ii 致謝 iii 目錄 iv 圖目錄 vi 表目錄 x 第一章 介紹 1 1-1 微機電系統 1 1-2 表面掃描探測技術 3 1-3 文獻回顧 5 1-4 研究目標與論文概要 9 第二章 穿隧顯微儀探針系統的架構設計和模擬 12 2-1 掃描穿隧顯微探針系統概述 12 2-2 掃瞄穿隧顯微探針系統數學模型和模擬 14 2-2-1 電子穿隧效應 14 2-2-2 感測與控制電路 15 2-2-3 兩平行電容板間靜電力驅動 16 2-2-4 穿隧電流顯微探針系統架構和模擬 18 2-3 致動器設計與模擬 24 2-4 感測和回饋控制電路分析和設計 29 第三章 穿隧顯微探針系統的建構和量測 32 3-1 致動器的製程步驟和結果 33 3-2 致動器量測 38 3-3 電路量測 43 3-4 實驗架設方法和步驟 45 3-5 實驗量測結果 49 第四章 結論 52

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