微拉曼光谱技术及其在微结构残余应力检测中的应用

多孔硅薄膜 硅基底结构是微机电系统 (micro electro mechanicalsystem ,MEMS)中的一个基本组元 ,其厚度为微米量级。由于薄膜与基底材料之间存在着晶格错配 ,在薄膜 基底间的界面上会出现残余应力 ,严重时会导致裂纹出现而发生断裂。微拉曼光谱法 (micro Ramanspectroscopy ,MRS)是近些年来在化学、物理、材料和力学等学科领域迅速发展的光学测量方法。文中对这一方法进行介绍 ,并且用来测量化学腐蚀多孔硅薄膜结构的残余应力 ,发现随着孔隙率的增加 ,多孔硅表面的拉伸应力逐渐增大。特别对某一样品出现裂纹区的拉曼测量表明 ,在裂纹区的残余应力急剧上升 ,达到了 0 .92GPa。使用金相显微镜观察不同孔隙率的多孔硅薄膜表面的微观形貌 ,这种不同程度的微观孔穴结构与残余应力的分布存在着紧密的联系。

基片曲率法在多孔硅薄膜残余应力检测中的应用

通过基底曲率法设计和制作了一种测量薄膜应力的装置,它具有全场性、非接触性、高分辨率、无破坏、数据获取速度快等特点.使用该装置测量了电化学腐蚀法制作的多孔硅薄膜的残余应力,并研究了孔隙率和基底掺杂浓度对残余应力的影响,结果表明随着孔隙率的增加和硼离子掺杂浓度的提高,多孔硅表面的拉伸应力逐渐加大,由此表明多孔硅薄膜的微观结构与残余应力的大小有着密切的联系.