平面亞微米導電率精確測量及其在MEMS器件無損檢測中的應用研究.pdf

1、亞微米尺度下，導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系，而“亞微米”是MEMS導電薄膜器件結構特征尺度范圍，且對于寬度、厚度只有教百納米的此類薄膜導線，只有了解其平面導電率“形貌”，才能提供一個信息量十分完整的導電特性評價手段，因此，尋求新的分析方法與測量手段測量平面亞微米導電特性及其變化規(guī)律，就可對MEMS導電薄膜器件的微觀缺陷和疲勞失效狀況進行評估和可靠性預測。
　　 論文研制了傳統(tǒng)四電極導電率測量方法與原子

2、力顯微鏡結合的新型平面亞微米導電率測量系統(tǒng)，利用Photo-lithography技術開發(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動控制和力反饋系統(tǒng)和四電極導電率測量法相結合，可以定量測定較大平面的亞微米導電率。三維AFM表面尺寸形貌圖有助于考察試件的表面缺陷，而平面亞微米導電率是MEMS導電薄膜器件實施內部缺陷分析和疲勞失效預測的基準.測量系統(tǒng)取長補短，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，實現無損檢測。
　　 并且，本文還探討平面亞微米導電率與MEMS導電薄膜器件疲勞失效的本構關系新理論，對四電極法在亞微米局域導電率的測量重新建立修正系數的數學模型，實現MEMS導電薄膜器件的缺陷與疲勞失效的精確判斷，建立MEMS導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雜工況下的無損檢測提供理論支持和技術儲備。