Initial Deformation of Sinx/Al Cantilevers According to Thermal Budget for Mems Sensors

Abstract

Влияние теплового бюджета формирования кантилеверных консолей SiN x /Al на начальные деформации тепловых сенсоров МЭМС Аннотация. Механические свойства приборов и устройств микроэлектромеханических систем (МЭМС) во многом определяются их структурой и условиями изготовления: толщиной тонких пленок, температурой процессов их формирования, условиями осаждения и т. д. Эти условия, в частности температурные режимы осаждения и последующих термообработок, определяют остаточные напряжения в пленках и, как следствие, влияют на их начальные деформации, стабильность параметров, чувствительность и надежность. В связи с этим прогнозирование уровня остаточных напряжений и управление процессами формирования с целью их минимизации является важной частью конструктивнотехнологического проектирования МЭМС. В настоящей статье исследовано влияние термической обработки на остаточные механические напряжения пленок x SiN , Al и структур x SiN Al . Показано, что растягивающие напряжения в пленках Al являются определяющими для остаточных напряжений структуры x SiN Al и возрастают при увеличении температуры и времени отжига. Это позволяет подобрать условия отжига и тепловой бюджет формирования структур таким образом, чтобы скомпенсировать сжимающие напряжения в слоях x SiN и минимизировать суммарные остаточные напряжения и начальные деформации. Толщина слоев структуры x SiN Al слабо влияет на уровень остаточных механических напряжений, но соотношение толщин слоев x SiN и Al является определяющим для термической деформации кантилеверной консоли.