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微结构和尺寸约束下多晶硅微机械构件拉伸强度的尺寸效应 被引量:12

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摘要 微型机电系统(MEMS)是面向21世纪的关键技术, 微型机械的设计与制造在很大程度上取决于材料问题的解决. 影响微型机械装置功能和可靠性的薄膜材料力学性能需要精确的评价. 利用电磁力驱动, 设计了一种微拉伸装置, 从而精确地测定了长度为100~660 μm, 宽度为20~200 μm, 厚度为 2.4 μm的多晶硅薄膜的力学性能. 结果表明, 测得的平均弹性模量为(164±1.2) GPa, 与理论计算值相当. 平均拉伸强度为(1.36±0.14) GPa, 其Weibull分布参量为10.4~11.7. 统计分析表明, 由于微结构和尺寸的约束使得多晶硅薄膜的拉伸强度表现出对微构件长度、表面积和体积的尺寸效应. 拉伸强度随表面积与体积之比值增加而增加, 这一比值可作为尺寸效应的控制参量. 测试数据解释了微构件力学性能参量的离散性, 并可用于多晶硅微机械的可靠性设计. 最后, 提出了应变设计准则, 允许应变为0.0057.
出处 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期436-440,共5页 Chinese Science Bulletin
基金 博士点基金资助项目!(批准号: 2000000338).
  • 相关文献

参考文献2

二级参考文献10

  • 11,Ivan Amato. Formenting a Revolution, in Miniature. Science, 1998,282:402~405.
  • 22,Sharpe W N, Bin Yuan, Edwards R L. A New Technique for Measuring the mechanical Properties of Thin Films. J. Microelectromechanical Systems, 1997, 6(3): 193~198.
  • 33,David T. Read. Piezo-Actuated Microtensile Test Apparatus. J. Testing and Evalution, 1998, 26(3): 255~259.
  • 44,Wan Suwito, Martin L.Dunn. Elastic Moduli,Strength, and Fracture Initiation at Sharp Notches in Etched Single Crystal Silicon Microstructures. J. Applied Physics, 1999, 85(6): 3519~3534.
  • 55,Jayaraman S, Edwards R L, Hemker K J. Relating Mechanical Testing and Microstructural Features of Poly-silicon Thin Films. J. Mater. Res., 1999,14(3): 688~697.
  • 66,Small M K, Daniels B J, Clemens B B, W.D. Nix. The Elastic Biaxial Modulus of Ag-Pd Multilayered Thin Films Measured using the Bulge Test. J. Material Research, 1994,.9(1): 25~30.
  • 77,Peter M. Osterberg,Stephen D. Senturia. M-Test: A Test Chip for MEMS Material Property Measurement using Electrostatically Actuated Test Structures. J. Microelectromechanical Systems, 1997, 6(2): 107~118.
  • 88,Montgomery D B. Solenoid Magnet Design. New York: Wiley Interscience,1969.
  • 99,Montgomery D B. The Generation of High Magnetic Field. Rept. Prog. Phys., 1963, 26: 69~104.
  • 10温诗铸.微型机械与纳米机械学研究[J].现代科学仪器,1998,15(1):24-27. 被引量:12

共引文献70

同被引文献75

引证文献12

二级引证文献89

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