焦耳加热悬臂探针的综合建模

基于硅热导率的公认经验律、简并硅支撑结构中的电导率，以及低掺杂加热结构电导率的综合物理模型，对热扫描探针光刻中使用的复杂硅悬臂结构的热电特性进行了建模。模型计算采用一组物理定义良好的材料参数和有限元方法，求解悬臂中热与电的耦合扩散方程。材料参数通过对数值结果与非冷却测量数据（包括加热区温度的拉曼测量）的非线性回归拟合确定。若加热区采用锥形掺杂分布，预测数据与无空气冷却测量数据高度吻合。周围空气的热损失也在无参数三维模拟中进行了研究。模拟表明，加热区温度可由供给悬臂的电功率通过功率-温度关联函数中的功率全局标度准确预测，该标度可由真空模拟确定。