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大气环境下多晶硅薄膜的疲劳性能
  • ISSN号:1001-9669
  • 期刊名称:《机械强度》
  • 时间:0
  • 分类:O484.5[理学—固体物理;理学—物理] TB302.3[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]清华大学摩擦学国家重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50525515)、中国基础研究项目(2003CB716205)和清华大学基础研究基金项目(Jc20D3013)资助. 致谢 该项工作受到国家自然科学基金计划项目(50525515)、中国重点基础研究计划项目(2003CB716205)和清华大学基础研究基金项目(Jc2003013)支持.
中文摘要:

为评估多晶硅薄膜材料的加载可靠性,发展一种新型多晶硅薄膜疲劳性能测试实验系统,利用片外测试方法研究多晶硅薄膜在大气环境下的拉伸疲劳特性。实验试件采用MEMS(micro-electro-mechanical systems)工艺制造,具有相同的长度、厚度和不同的宽度。每个加载条件下重复10次实验,应用Weibull方法对疲劳实验数据进行处理,得到0.35 GPa-0.70 GPa应力幅值范围内5个应力水平下多晶硅薄膜拉伸疲劳的S-N曲线。研究表明,多晶硅薄膜的疲劳寿命随着交变载荷幅值的减小而增大,二者呈对数线性关系。该结果可以直接用于多晶硅薄膜材料MEMS器件的可靠性设计。

英文摘要:

In order to evaluate the reliability of loaded polysilicon thin films, a novel experimental system was developed to measure the fatigue property of polysilicon thin films. Using out-chip test method, the fatigue property of polysilicon thin films in ambient environment was successfully measured. The tested specimens were fabricated in MEMS (micro-electro-mechanical systems) process, which were same in length and thickness, but were different in width. In each load condition, the same experiment was carried out for 10 times. Finally the experimental data were processed with Weibull method to obtain the S- N curve of polysilicon thin films on 5 different stress levels in the peak stress range of 0.35 GPa - 0.70 GPa. The results showed that the fatigue life of polysilicon thin films increased with the decrease in the peak stress of the alternating load, and they were logarithmically linear, which might be helpful to the reliability design of polysilicon MEMS devices.

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期刊信息
  • 《机械强度》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国机械工业联合会
  • 主办单位:中国机械工程学会 郑州机械研究所
  • 主编:王长路
  • 地址:郑州市嵩山南路81号
  • 邮编:450052
  • 邮箱:jxqd@chinajournal.net.cn
  • 电话:0371-67710821
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9669
  • 国内统一刊号:ISSN:41-1134/TH
  • 邮发代号:36-76
  • 获奖情况:
  • 2002年12月获河南省第五届优秀科技期刊二等奖,1999年6月获国家机械工业局机械行业优秀科技期刊...,1999年2月获河南省第三届优秀科技期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11980