多結晶シリコン薄膜の面外曲げ共振振動を用いたメンブレンの信頼性試験

カテゴリ: 論文誌(論文単位)

グループ名: 【E】センサ・マイクロマシン部門

発行日: 2012/07/01

タイトル(英語): Out-of-plane Bending Vibration Fracture Test of Polycrystalline Silicon Thin-film Membrane

著者名: 種村　友貴（（株）デンソー エレクトロニクス研究部／京都大学 工学研究科 マイクロエンジニアリング専攻），山下　秀一（（株）デンソー エレクトロニクス研究部），和戸　弘幸（（株）デンソー エレクトロニクス研究部），竹内　幸裕（（株）デンソー エレクトロニクス研究部），土屋　智由（京都大学 工学研究科 マイクロエンジニアリング専攻），田畑　修（京都大学 工学研究科 マイクロエンジニアリング専攻）

著者名(英語): Tomoki Tanemura (Electronics R&D Div., DENSO CORPORATION/Department of Micro Engineering, Graduate School of Engineering, Kyoto University), Shuichi Yamashita (Electronics R&D Div., DENSO CORPORATION), Hiroyuki Wado (Electronics R&D Div., DENSO CORPORATION), Yukihiro Takeuchi (Electronics R&D Div., DENSO CORPORATION), Toshiyuki Tsuchiya (Department of Micro Engineering, Graduate School of Engineering, Kyoto University), Osamu Tabata (Department of Micro Engineering, Graduate School of Engineering, Kyoto University)

キーワード: 多結晶シリコン，メンブレン，曲げ面外振動，共振振動破壊試験，ばらつき，表面粗さ　　Polycrystalline silicon，Membrane，Out-of-plane bending vibration，Resonant vibration fracture test，Deviation，Surface roughness

要約(英語): In this paper, we propose and demonstrate, for the first time, a testing method without applying the stress on the etched surface roughness of sidewalls to evaluate intrinsic material's reliability. The specimen is a square membrane constituting from polycrystalline silicon, silicon dioxide and silicon nitride, which has a cylindrical Si-weight at the center and is supported by Si-frame. The load to the membrane is applied by vibrating the specimen in out-of-plane direction near the resonant frequency. The initial fracture strength of 250 nm and 500 nm thick poly-Si film has been revealed as; 2.59 GPa and 2.28 GPa in average, 0.17 GPa (6.6 %) and 0.28 GPa (12.1 %) in standard deviation, 15.2 and 9.94 in Weibull modulus, respectively. The Weibull modulus was much higher than previous researches since smaller surface roughness increases the fracture strength and decreases the deviation. As a next step, fatigue lifetime will be also examined using the same setup with long-term constant cyclic loadings.

本誌: 電気学会論文誌E（センサ・マイクロマシン部門誌） Vol.132 No.7 （2012）

本誌掲載ページ: 224-229 p

原稿種別: 論文／日本語

電子版へのリンク: https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieejsmas/132/7/132_224/_article/-char/ja/