平面亞微米導(dǎo)電率精確測量及其在MEMS器件無損檢測中的應(yīng)用研究.pdf

1、亞微米尺度下，導(dǎo)電率的變化與此尺度下的缺陷或疲勞失效有著十分緊密的聯(lián)系，而“亞微米”是MEMS導(dǎo)電薄膜器件結(jié)構(gòu)特征尺度范圍，且對(duì)于寬度、厚度只有教百納米的此類薄膜導(dǎo)線，只有了解其平面導(dǎo)電率“形貌”，才能提供一個(gè)信息量十分完整的導(dǎo)電特性評(píng)價(jià)手段，因此，尋求新的分析方法與測量手段測量平面亞微米導(dǎo)電特性及其變化規(guī)律，就可對(duì)MEMS導(dǎo)電薄膜器件的微觀缺陷和疲勞失效狀況進(jìn)行評(píng)估和可靠性預(yù)測。
　　 論文研制了傳統(tǒng)四電極導(dǎo)電率測量方法與原子

2、力顯微鏡結(jié)合的新型平面亞微米導(dǎo)電率測量系統(tǒng)，利用Photo-lithography技術(shù)開發(fā)了適用于本系統(tǒng)的四電極AFM微探針，并將原子力顯徼鏡的精密運(yùn)動(dòng)控制和力反饋系統(tǒng)和四電極導(dǎo)電率測量法相結(jié)合，可以定量測定較大平面的亞微米導(dǎo)電率。三維AFM表面尺寸形貌圖有助于考察試件的表面缺陷，而平面亞微米導(dǎo)電率是MEMS導(dǎo)電薄膜器件實(shí)施內(nèi)部缺陷分析和疲勞失效預(yù)測的基準(zhǔn).測量系統(tǒng)取長補(bǔ)短，借助AFM系統(tǒng)中固有的精密力反饋與控制系統(tǒng)，既可以保證四電極A

3、FM探針和試件表面之間很好的接觸，又可以使接觸力很均勻并將其控制在極小的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)無損檢測。
　　 并且，本文還探討平面亞微米導(dǎo)電率與MEMS導(dǎo)電薄膜器件疲勞失效的本構(gòu)關(guān)系新理論，對(duì)四電極法在亞微米局域?qū)щ娐实臏y量重新建立修正系數(shù)的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)MEMS導(dǎo)電薄膜器件的缺陷與疲勞失效的精確判斷，建立MEMS導(dǎo)電薄膜器件無損無損檢測的新方法，為微納器件及系統(tǒng)的可靠性分析及其復(fù)雜工況下的無損檢測提供理論支持和技術(shù)儲(chǔ)備。