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首页> 外文会议>Microelectromechanical structures for materials research >MECHANICAL PROPERTY MEASUREMENT OF 0.5-μm CMOS MICROSTRUCTURES
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MECHANICAL PROPERTY MEASUREMENT OF 0.5-μm CMOS MICROSTRUCTURES

机译：0.5μmCMOS微结构的机械性能测量

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Measurements are reported on the mechanical properties of high-aspect-ratio micromechanical structures formed using a conventional 0.5-μm CMOS process. Composite structures are etched out of the CMOS dielectric, aluminum, and gate-polysilicon thin films using a post-CMOS CHF_3:O_2 reactive-ion etch and followed by a SF_6:O_2 silicon etch for release. Microstructures have a height of 5 μm and beam widths and gaps down to 1.2 μm. Properties are strongly dependent on the relative metal and dielectric content of the beams. Beams with three metal conductors and pol-ysilicon have an effective Young's modulus of 62 GPa, residual stress of -29 MPa, and an average out-of-plane radius of curvature of 1.9 mm. Maximum Young's modulus variation is 3 GPa die-to-die, and is 9 GPa between two runs. Die-to-die variation of stress and stress gradient is poor for many beam compositions, however local matching on a die is very good. Cracking is induced in a resonant fatigue structure at 620 MPa of repetitive stress after over 50 million cycles.
机译：据报道，使用常规的0.5μmCMOS工艺形成的高纵横比微机械结构的机械性能得到了测量。使用后CMOS CHF_3：O_2反应离子蚀刻，从CMOS介电层，铝和栅极多晶硅薄膜中蚀刻出复合结构，然后进行SF_6：O_2硅蚀刻以释放。微结构的高度为5μm，射束宽度和间隙低至1.2μm。性质在很大程度上取决于光束的相对金属含量和电介质含量。具有三个金属导体和多金属硅的梁的有效杨氏模量为62 GPa，残余应力为-29 MPa，平均平面外曲率半径为1.9 mm。芯片之间的最大杨氏模量变化为3 GPa，两次运行之间最大为9 GPa。对于许多光束组合来说，模头到芯片的应力和应力梯度变化不大，但是芯片上的局部匹配非常好。经过5,000万次循环后，在620 MPa的重复应力下，共振疲劳结构中产生裂纹。

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