《基於一體式電磁載荷設計的矽微機械結構力學性能研究》是依託華中科技大學，由劉金全擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於一體式電磁載荷設計的矽微機械結構力學性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉金全
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
針對高深寬比矽微機械結構製作中廣泛使用的反應離子深刻蝕工藝，利用特有的矽微梁-電磁載荷一體結構，通過微區拉曼散射光譜原位監測，研究承載矽微梁從彈性形變到失效的力學行為及微觀機制，藉此較為系統地建立反應離子深刻蝕工藝、刻蝕結構側壁形貌和微結構可靠性之間的關係，為該工藝的套用提供力學可靠性方面的指導。其中，微梁厚度約為幾微米到百微米之間；載荷通過電磁力施加於微樑上，連續可調，最高可達上百毫牛頓，微梁局部應力可超過體矽7GPa的屈服強度，藉助磁場的均勻性將常規環境噪聲對系統的擾動抑制在載荷萬分之一以下。該設計中施載方式定義明確，具有拉伸和扭轉等多種模式，探測空間開放，系統穩定，便於細緻收集對比數據。原位微區拉曼光譜技術空間解析度可達亞微米，應變解析度約為萬分之一，可獲得微梁表面附近晶格結構空間分布圖像等對失效行為有關鍵影響的數據，結合其他檢測手段，可對力學行為內在的物理機制進行深入準確的研究。
結題摘要
針對高深寬比矽微機械結構製作中廣泛使用的反應離子深刻蝕工藝，利用一種新型矽微梁-負載一體結構，主要通過微區拉曼散射光譜原位監測，研究承載矽微梁從彈性形變到失效的力學行為及微觀機制，藉此較為系統地建立反應離子深刻蝕工藝、刻蝕結構側壁形貌和微結構可靠性之間的關係，為該工藝的套用提供力學可靠性方面的知識。其中，微梁的厚度在十到百微米範圍；負載通過電磁力施加於微樑上，可連續調節，最高可達上百毫牛頓，微梁局部應力可超過體矽7 GPa的屈服強度，藉助磁場的均勻性將常規環境噪聲對系統的擾動抑制在載荷萬分之一以下。該設計中施載方式定義明確，具有拉伸和扭轉多種模式，探測空間開放，系統穩定，便於細緻收集對比數據。原位微區拉曼光譜技術空間解析度可達亞微米，應變解析度約為萬分之一，可獲得微梁表面附近晶格結構空間分布圖像等對失效行為有關鍵影響的數據，結合其他檢測手段，可對力學行為內在的物理機制進行深入準確的研究。
