一个在现场测试仪,用于提取平电阻系数
Fengyang Li1, Runze Yu1, Dacheng Zhang1
1School of Integrated Circuits, Peking University, Beijing 100871, China.
Micromachines
|July 8, 2023
概括
本研究引入了芯片上的静电测试仪,用于测量微电子机械系统 (MEMS) 中的曲刚度和压电阻系数. 这种新方法为MEMS传感器生产线监控提供了高可靠性.
科学领域:
- * 材料科学 材料科学
- * 电气工程 电气工程
- * 机械工程 机械工程
背景情况:
- * 在MEMS设备中提取材料特性的传统方法通常需要离芯片测试和手动处理.
- * 工艺变化可能会对MEMS设备的性能产生重大影响,需要现场监控.
- * 准确地描述曲刚度和压电阻系数对于MEMS传感器的设计和制造至关重要.
研究的目的:
- * 开发和验证一台电静力驱动的芯片上测试仪,用于现场提取与工艺相关的曲刚度和压电阻系数.
- * 为了证明MEMS制造过程中集成测试的可行性.
- *为MEMS传感器制造过程中的过程质量评估提供可靠的方法.
主要方法:
- *使用标准的散装压电阻工艺制造芯片上的测试仪.
- *采用带有质量的静电力驱动机制和四个导向悬臂梁,用于控制负载.
- *使用有限元法 (FEM) 模拟与实验提取的曲刚度结合起来,以确定压电阻系数.
主要成果:
- *成功提取了与工艺相关的曲刚度为3590.74N/m,与理论值有1.66%的偏差.
- * 确定了压系数为9.851 × 10−10 Pa−1,与拟议的计算模型相一致.
- * 已证明芯片上测试方法的高可靠性和可重复性.
结论:
- *开发的芯片上测试器能够准确地在现场描述关键的MEMS材料特性.
- *这种综合测试方法比传统的离芯片方法具有显著的优势,包括自动化和精确的力控制.
- * 测试仪在MEMS传感器生产线的实时过程质量控制和监控方面具有很强的潜力.
