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基于局部基底弯曲法的高灵敏度薄膜应力测试技术
  • ISSN号:1674-4926
  • 期刊名称:《半导体学报:英文版》
  • 时间:0
  • 分类:TN405[电子电信—微电子学与固体电子学]
  • 作者机构:[1]北京大学微电子学研究院,微米/纳米加工技术国家重点实验室,北京 100871, [2]天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(批准号:50535030).致谢 作者感谢北京大学微电子学研究院微米/纳米加工技术国家重点实验室工艺线人员协助进行加工.
中文摘要:

针对MEMS(micro-electro-mechanical system)和NEMS(nano-electro-mechanical system)对薄膜应力测试的要求,开发了一种新型高灵敏度薄膜应力测试技术,使用自行搭建的准纳米光学干涉测试系统,利用局部基底弯曲来检测薄膜的内应力.该方法不仅保留了传统基底弯曲法的所有优点,而且消除了其系统误差.使用ANSYS对测试结构进行了模拟和优化,对于30nm厚的薄膜,应力检测的分辨率为1.5MPa,优于目前国际上的相关报道.本测试结构使用各向异性腐蚀和DRIE(deep reactive ion etching)完成,加工工艺简单实用.文中使用该测试技术对常用MEMS薄膜的残余应力进行了测量,结果与其他测试方法得到的结果基本一致,测量重复性优于1%.该技术可以用于测试纳米级薄膜及超低应力薄膜的内应力.

英文摘要:

Novel local curvature test structures combined with a sub-nanometer optical interferometry measurement setup are developed to detect stresses in nanometer-scale films and ultra low stresses in thin films. Several "localized" test structures based on the bending plate measurement method are designed to improve its sensitivity and accuracy. FEM analysis is performed to calculate the deviation of boundary-introduced stress from that predicted by the Stoney formula. Optimized structures are fabricated with anisotropic etching and DRIE. Stress values obtained with this metrology are in good agreement with those extracted by other methods,and repeatability within 1% is achieved. Stress differences as small as 1.5MPa in the 30nm film can be resolved. Such resolution is among the finest in the world.

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期刊信息
  • 《半导体学报:英文版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国电子学会 中国科学院半导体研究所
  • 主编:李树深
  • 地址:北京912信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:cjs@semi.ac.cn
  • 电话:010-82304277
  • 国际标准刊号:ISSN:1674-4926
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5781/TN
  • 邮发代号:2-184
  • 获奖情况:
  • 90年获中科院优秀期刊二等奖,92年获国家科委、中共中央宣传部和国家新闻出版署...,97年国家科委、中共中央中宣传部和国家新出版署三等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:7754