Numeryczno-eksperymentalna metodyka badania mikrobelek z piezoelektryczną warstwą azotku aluminium

• Autorzy: Jóźwik M. , Krupa K. , Gorecki C. , Delobelle P. , Hirsinger L.

Warianty tytułu

EN

Numerical-experimental study of cantilever driven by piezoelectric AIN layer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badanymi obiektami są mikrobelki utwierdzone jednostronnie wykonane w procesie trawienia podłoża krzemowego. Na ich powierzchni wykonano aktuatory złożone z warstwy azotku aluminium (AIN) usytuowanej pomiędzy dwiema metalowymi elektrodami. Warstwa AIN posiada właściwości piezoelektryczne i pod wpływem przyłożonego napięcia powoduje kontrolowane ugięcie całej struktury belki. W komunikacie przedstawiono metodykę badania parametrów technicznych mikrobelek oraz właściwości warstwy piezoelektrycznej. Metodyka opiera się na połączeniu rozwiązań teoretycznych i symulacji numerycznych z wynikami otrzymywanymi za pomocą metod eksperymentalnych. W badaniach wykorzystane zostało wielofunkcyjne stanowisko interferometryczne przystosowane do pomiarów przemieszczeń pozapłaszczyznowych i kształtu MEMS/MOEMS. Jego zasada działania oparta jest na interferometrii klasycznej z wykorzystaniem metod testowania obiektów w stanie statycznym i dynamicznym. Celem badań jest wyznaczenie jakości i właściwości mikroaktuatorów.

EN

The object of this study were the cantilevers driven by aluminium nitride (AIN) layer. Its piezoelectric properties allow to structure deflection when voltage is applied. In this paper the methodology of the investigation of AIN driven cantilevers performance, operating as MEMS actuators has been presented. The methodology base on the interaction of theoretical and numerical solution from FEM analysis with experimental results. Precise knowledge about static (shape, deformations, stresses) and dynamic (resonance frequencies, amplitude and phase of vibration) cantilever properties are necessary for further applications. Due to its fragility and small sizes non-contact and high sensitive measurement method is required. This paper investigates some of the possibilities offered by Twyman-Green interferometer as a support technique in quality control and cantilevers performance study.

Słowa kluczowe

PL

azotek aluminium; MEMS; aktuator; interferometr; przemieszczenia pozapłaszczyznowe

EN

aluminium nitride; MEMS; actuator; interferometry; out-of-plane displacement

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 6
• Strony: 110--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jóźwik M.

autor

Krupa K.

autor

Gorecki C.

autor

Delobelle P.

autor

Hirsinger L.

• Politechnika Warszawska, Instytut Mikromechaniki i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Clement M. i in.: SAW characteristics of AIN films sputtered on silicon substrates. Ultrasonics 42, 2004, pp. 403-407.
• [2] Ju-hyung K. i in.: AIN piezoelectric materials for wireless communication thin film components. J. Ceramic Processing Research, vol. 3, no. 1, 2002, pp. 25-28.
• [3] Laurent T. i in.: Lamb wave and plate mode in ZnO/silicon and AIN/silicon membrane. Application to sensors able to operate in contact with liquid, Sensors and Actuators A 87, 2000, pp. 26-37.
• [4] Andrei A. i in.: Fabrication, characterization, and reliability study of AIN-driven cantilevers. Optical Micro- and Nanometrology in Microsystems Technology, Strasburg, Proc. of SPIE, vol. 6188, 61880S, 2006.
• [5] Górecki C. i in.: Multifunctional interferometrie platform for on-chip testing the micromechani-cal properities of MEMS/MOEMS. J. Microlith., Microfab., Microsyst. 4 (4), 2005.