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MC方案|MEMS應(yīng)用中懸浮活性硅膜厚度測量

更新時(shí)間:2020-09-23      點(diǎn)擊次數(shù):1362

懸浮活性硅膜厚度測量,適用于MEMS微機(jī)電系統(tǒng)應(yīng)用,光斑尺寸為25um。

 

簡介

 

硅基底的傳感器因其高性能、低成本和小尺寸而廣泛應(yīng)用于不同的MEMS微機(jī)電系統(tǒng)。懸浮在圖案上的硅膜或基于SOI的傳感器上的活性硅層的厚度對于控制終平臺(tái)的性能至關(guān)重要[1]。在這里,我們已經(jīng)在一個(gè)MEMS微機(jī)電系統(tǒng)壓力傳感器上測量了硅薄膜厚度,使用的是孔徑為250μm的FR-μProbe,該工具安裝在一個(gè)徠卡分模光學(xué)顯微鏡上。使用10倍物鏡進(jìn)行測量,該物鏡與選定的孔徑大小一起對應(yīng)于25μm的光斑大小(測量區(qū)域)。

 

 

使用內(nèi)部光源將FR-μProbe安裝在光學(xué)顯微鏡上

 

 

測量方法

 

獲得的典型實(shí)驗(yàn)反射光譜(黑線)和由FR-Monitor軟件記錄的擬合反射光譜(紅線)如下圖所示。

 

圖1顯示了對傳感器的SOI區(qū)域的測量,其中對活性硅與埋態(tài)氧化物同時(shí)進(jìn)行了厚度測量。二氧化硅薄膜的厚度值在759.2nm測量,而硅薄膜在5320.1nm測量。

圖1. MEMS微機(jī)電系統(tǒng)壓力傳感器上SOI區(qū)域的實(shí)驗(yàn)和擬合反射光譜,以及測量的厚度值。

 

圖2顯示了對傳感器的圖案化懸浮硅區(qū)域的測量,其中再次對活性硅與埋態(tài)氧化物同時(shí)進(jìn)行了厚度測量。測得二氧化硅薄膜的厚度值在759.2nm處相同,而硅薄膜在5329.1μm處的頂部,比SOI區(qū)域的厚度值高9nm。

圖2. MEMS微機(jī)電系統(tǒng)壓力傳感器上懸浮硅區(qū)域的實(shí)驗(yàn)和擬合反射光譜,以及測量的厚度值。

 

 

 

結(jié)論

 

參數(shù)測試系統(tǒng)FR-uProbe是一個(gè)*、功能強(qiáng)大的工具,用于局部測量斑點(diǎn)尺寸低至2μm的層的厚度。由于其模塊化設(shè)計(jì),可安裝在任何三眼光學(xué)顯微鏡上,從而增強(qiáng)顯微鏡的性能,而不會(huì)對其性能產(chǎn)生任何影響。

 

References:

[1] J. Su, X. Zhang, G. Zhou, C. Xia, W. Zhou, and Q. Huang, “Areview: crystalline silicon membranes over sealed cavities for pressure sensorsby using silicon migration technology,” J. Semicond., vol. 39, no. 7, pp. 1–7,2018.

 

 

FR-μProbe通過光學(xué)顯微鏡在各種模式下進(jìn)行光學(xué)測量,例如吸收率,透射率,反射率和熒光  。該工具包含兩個(gè)光學(xué)組件:一個(gè)在顯微鏡支持的光譜范圍內(nèi)運(yùn)行的光譜儀,和一個(gè)可安裝在任何三目光學(xué)顯微鏡的C端口上的模塊。用于測量的光源是光學(xué)顯微鏡中的可用光源。收集信號的大小區(qū)域由所用物鏡的放大倍率定義。通常對于50倍物鏡,監(jiān)視區(qū)域是直徑約為5μm的圓形。通過使用更高放大倍率或更小孔徑的物鏡可進(jìn)一步減少收集面積。通過測量反射率,可計(jì)算出所研究的薄膜和厚膜疊層區(qū)域的膜厚和光學(xué)常數(shù)(n&k)。

 

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