Mikro- und nanoskalige, mechanische Charakterisierung von MEMS für Zuverlässigkeitsbewertungen

Abstract:
Im eingereichten Beitrag werden neue Ansätze zur Messung von Eigenspannungen und mechanischer Kennwerte, wie E-Modul und Poissonzahl, an Mikro- und Nanostrukturen in Mikrosystemen vorgestellt. Die Verfahren beruhen auf dem Einsatz von Focused-Ion-Beam Equipment (FIB). Durch nanoskopischen Materialabtrag mit dem Ionenstrahl werden kleinste Materialdeformationen hervorgerufen, die im SEM-Bild mittels digitaler Bildkorrelation (DIC) erfasst werden. Deren Bewertung durch mechanische Modellierungen gestattet die Bestimmung der vorhandenen lokalen Eigenspannungen wie auch der entsprechenden elastischen Materialkennwerte. Am Beispiel von Siliziumnitrid-Membranen für Drucksensoren in Hochtemperaturanwendungen sowie Poly-Silizium-Membranen für kapazitive MEMS-Mikrofone wird der Einsatz dieser Verfahren demonstriert.