CAJ | 학술논문

多晶硅薄膜材料为微电子机械系统(MEMS)器件最重要的材料之一,对其疲劳特性的研究是现阶段失效分析研究的热点和重点.利用表面加工的多晶硅矩形微悬臂梁结构对该问题展开实验研究.通过干法刻蚀在微悬臂梁根部制作纵向应力集中区,利用静电激励激励微悬臂梁进行离面振动,谐振频率检振方法跟踪微悬臂梁机械性能的变化.结果证明在1010～1011次循环振动载荷作用后,微悬臂梁结构刚度下降,谐振频率减小,频率最大绝对偏移量达到1.544 kHz,相对偏移量达到结构本征频率的1.3%.这些结果首次验证了MEMS结构在离面振动方向上也存在显著疲劳现象.和已有文献相比,实验中结构所受应力幅度较其小2个数量级(约1～10 MPa量级),而频率偏移量却高于其数十倍.这很可能是因为纵向干法刻蚀引入了较大的粗糙度,显著加速了多晶硅结构的晶界分离速度,因而也加速了疲劳.
다정규박막재료위미전자궤계계통(MEMS)기건최중요적재료지일,대기피로특성적연구시현계단실효분석연구적열점화중점.이용표면가공적다정규구형미현비량결구대해문제전개실험연구.통과간법각식재미현비량근부제작종향응력집중구,이용정전격려격려미현비량진행리면진동,해진빈솔검진방법근종미현비량궤계성능적변화.결과증명재1010～1011차순배진동재하작용후,미현비량결구강도하강,해진빈솔감소,빈솔최대절대편이량체도1.544 kHz,상대편이량체도결구본정빈솔적1.3%.저사결과수차험증료MEMS결구재리면진동방향상야존재현저피로현상.화이유문헌상비,실험중결구소수응력폭도교기소2개수량급(약1～10 MPa량급),이빈솔편이량각고우기수십배.저흔가능시인위종향간법각식인입료교대적조조도,현저가속료다정규결구적정계분리속도,인이야가속료피로.