网站大量收购闲置独家精品文档,联系QQ:2885784924

引言随着MEMS加工工艺的发展.PDF

  1. 1、本文档共7页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
引言随着MEMS加工工艺的发展

电子发烧友 电子技术论坛 微机电系统材料特性检测技术 作者:廖峰 石庚辰 一、引言 随着MEMS 加工工艺的发展,微机电系统的材料特性引起了人们越来越多的关注。由于硅 晶材料的残余应力会降低MEMS 系统结构的使用寿命,频繁的冲击会对器件造成致命的伤 害。因此,测量加工工艺造成的残余应力和应变,测试材料的疲劳强度对于MEMS 加工工 艺的发展有着重要的意义。 二、 微机构材料应力的检测 微结构构件发生损坏主要是由于各种微观和宏观应力(热应力、薄膜应力、晶格失配应力、 机械应力、灌封应力等)集中造成的。在应力集中区域,腐蚀、疲劳和蠕变过程的发展最为 剧烈。因此,应力变形状况,特别是导致损伤的临界应力变形状况便成为评价微结构构件强 度和可靠性的一个重要依据。因此为了及时准确地找出最大机械应力变形区域,就必须开发 出同其相关联的检测方法和手段。目前,微结构材料应力特性检测主要包括X 射线衍射法、 悬臂梁法、圆片法和谐振频率法。 X 射线法原理:薄膜内部应力会对硅的面间距离产生影响,将单晶硅面间距离d0 与多晶硅 薄膜比较,可发现有表1 中所列关系,采用X 射线衍射法可以求出单晶硅面间距离d0 和多 晶硅面间距离d,从而可以求出薄膜应力。 悬臂梁法原理:将长方形薄膜衬底一端固定,形成一个悬臂梁,当梁发生弯曲时,表1 中公 式成立,可根据公式求出薄膜应力。 圆片法原理:此法主要是针对用CVD 法生长的多晶硅膜,当应力作用时会对膜的圆衬底产 生碗底状形变,量测出曲率半径R ,可根据表1 所列公式求出内部的薄膜应力。 表1 应力测试方法公式及其说明 应力计算公式 符号说明 X 射线衍 σ: 薄膜内应力 射法 µ: 衬底的泊松比 E: 衬底的弹性模量 d0: 单晶硅面间距 离 d: 多晶硅面间距离 悬臂梁法 σ: 薄膜内应力 E: 衬底的弹性模量 B: 衬底厚度 µ: 衬底的泊松比 h: 薄膜厚度 l: 薄膜长度 δ: 变形量 电子发烧友 电子技术论坛 圆片法 σ: 薄膜内应力 E: 衬底的弹性模量 B: 衬底厚度 µ: 衬底的泊松比 h: 薄膜厚度 R: 圆薄膜曲率半径 谐振频率法原理:对于均质等截面的悬臂梁,其自由振动的一阶固有频率fR 与弹性模量E 的关系为: (1) 其中:l—悬臂梁长度; h—梁厚度; ρ—材料密度; E—弹性模量。 残余内应力使梁受轴向应力σ作用,受轴向应力的梁其频率方程为: (2) λ1 和λ2 满足以下关系: (3) (4) 其中:ω— 固有频率; e—应变,e=s/E ; A—梁截面面积; I—惯性矩; λ1 和 λ2 —应变波波长。 因此,当已知弹性模量E ,并测得梁的一阶固有频率后,通过以上几式可求出应变e,然后 根据s=eE 可求出应力。 谐振频率的测量装置如图1 所示。 三、微机构薄膜——应变检测 电子发烧友 电子技术论坛 随着MEMS 系统的微型化,传统的应变测试方法已不能满足测试要求,因此有必要采用新 的测试方法。 目前,测试

文档评论(0)

wumanduo11 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档