MEMS幾何學(xué)及電學(xué)PCM參數(shù)電提取研究.pdf

1、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)是近年來(lái)國(guó)際上興起的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，是新一輪技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命。目前，世界各國(guó)對(duì)MEMS的投入力度在逐年增大，然而，MEMS的應(yīng)用卻比預(yù)期的要慢，其中主要原因是MEMS器件的可靠性不能得到保證。除了為數(shù)不多的MEMS產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)外，相當(dāng)一部分MEMS器件依然停留在實(shí)驗(yàn)室階段。 MEMS表面微機(jī)械加工工藝開始于20世紀(jì)80年代，克服了體微機(jī)械加工工藝的諸多缺陷，工藝相對(duì)成熟且與集成電路生產(chǎn)工藝兼容，成為當(dāng)前最

2、主要的MEMS加工工藝之一。PCM系統(tǒng)是提高器件可靠性和生產(chǎn)效率的最有效手段之一，因此，為MEMS表面加工工藝建立一套PCM系統(tǒng)具有重要意義。 一個(gè)完整的MEMS表面加工工藝PCM系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括三個(gè)部分：電學(xué)參數(shù)提取、幾何學(xué)參數(shù)提取和材料特性參數(shù)提取。本文的研究?jī)?nèi)容是影響MEMS器件性能的主要電學(xué)參數(shù)和幾何學(xué)參數(shù)的電提取。 本文首先介紹MEMS的起源、概念及應(yīng)用前景，討論了開展MEMS工藝參數(shù)提取研究的意義，隨后詳細(xì)介紹了

3、MEMS表面加工工藝和需要測(cè)量的MEMS電學(xué)、幾何學(xué)參數(shù)，并針對(duì)MEMS表面加工工藝PCM參數(shù)提取的特殊性介紹了幾種傳統(tǒng)厚度測(cè)量方法。 在介紹了范德堡原理后，提出了適合MEMS表面加工工藝的薄層電阻測(cè)試結(jié)構(gòu)，用以測(cè)量多晶1、多晶2和金屬層的薄層電阻；然后闡述了金屬半導(dǎo)體接觸原理，設(shè)計(jì)了MEMS表面加工工藝的接觸電阻測(cè)試結(jié)構(gòu)。 套準(zhǔn)誤差對(duì)器件性能的影響是直接且顯著的，錨區(qū)作為MEMS表面加工工藝所特有的結(jié)構(gòu)，它的工藝偏差對(duì)

4、MEMS器件性能有著非常重要的影響，文中提出了測(cè)量多晶1與多晶2層間的套準(zhǔn)誤差電學(xué)測(cè)試結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)同樣適用于多晶2與金屬層間的套準(zhǔn)誤差測(cè)試。此后，論文又針對(duì)MEMS表面加工工藝的特點(diǎn)，給出了適宜的導(dǎo)電層線寬測(cè)試結(jié)構(gòu)，用以測(cè)量多晶1、多晶2和金屬層的線寬。與集成電路不同，MEMS器件對(duì)薄膜厚度極其敏感，論文隨即提出了三種新穎的厚度測(cè)試結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)模型，分別針對(duì)MEMS表面加工工藝中的結(jié)構(gòu)層和犧牲層厚度測(cè)量。 為了對(duì)測(cè)試結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)模型