MEMS器件的可靠性研究與測試系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、目前MEMS器件已經(jīng)在很多領域都有廣泛的應用，與其他產(chǎn)業(yè)相比，其產(chǎn)量卻十分有限，而造成這種商業(yè)化瓶頸的主要原因是技術(shù)供應商在MEMS器件的可制造性、可測試性、可靠性等方面的解決方案能力不足。鑒于MEMS器件的門類、品種繁多、所用的敏感材料各異以及MEMS制造技術(shù)的多樣性和復雜性，本論文則主要針對兩種典型的MEMS器件(RF MEMS開關與電容式MEMS壓力傳感器)進行相關的研究，為MEMS器件更進一步的發(fā)展提供技術(shù)的積累。 電容

2、式RF MEMS開關的商業(yè)化一直受阻于可靠性問題：開關電介質(zhì)的充電效應引起開關致動部件的粘連現(xiàn)象。本文中，為了研究開關電介質(zhì)的充放電機制，我們建立一個新的基于金屬-絕緣體-半導體(MIS)結(jié)構(gòu)的理論模型。在不影響開關性能的前提下，主要從以下這兩方面來研究減少開關電介質(zhì)的的電荷積累：(1)減少電荷的注入；(2)提高電荷在電介質(zhì)中的復合速度。實驗中，采用三個實驗方案來減少電介質(zhì)中的電荷積累：①設計電壓致動波形以中和注入電介質(zhì)中的正負電荷；②

3、通過對電介質(zhì)層摻雜創(chuàng)造電荷復合中心，加速注入電荷的弛豫過程；③制備復合介質(zhì)薄膜，創(chuàng)造界面電荷復合機制，加速注入電荷的消逝。期望該研究工作能為提高電容式RF MEMS開關的可靠性提供理論支撐和技術(shù)積累。 同樣的，MEMS器件的研究進展也離不開其工程測試技術(shù)的提高。近年來，隨著MEMS技術(shù)的迅速發(fā)展，從客觀上要求測試儀器向自動化、智能化方向發(fā)展。本論文提出一套基于虛擬儀器、數(shù)據(jù)采集卡和圖形化編程語言LabVIEW的MEMS壓力傳感器

4、測試系統(tǒng)的構(gòu)建方案。其工作原理為：以計算機為控制中心，通過設定恒溫的測試環(huán)境，采用數(shù)據(jù)采集卡對信號進行動態(tài)采集，最后利用LabVIEW工具包數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)的處理、顯示以及報表打印，從而最終達到自動測量傳感器的目的。該系統(tǒng)可實現(xiàn)信號的采集、處理和發(fā)送，解決了復雜的現(xiàn)場連線，并且具有成本低、實用性強、移植性好等優(yōu)點。 本文對這兩種典型的MEMS器件進行相關的研究，并且取得了一定的進展，然而挑戰(zhàn)依然存在，MEMS的發(fā)展需要人們更