Simulação, fabricação e caracterização de MEMS para extração de propriedades mecânicas de filmes finos.

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Santos, Érick Araujo dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: M-TEST; Modelo de elasticidade; Nanoindentação; Nanoindentation; Pull-in voltage.,Young's modulus; Residual stress. M-TEST; Ressonance frequency; Ressonância magnética (Frequência); RF MEMS; Tensão residual
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-06042018-104336/

A concepção deste trabalho está ligada ao desenvolvimento de sistemas microeletromecânicos (MEMS) para RF na faixa de frequências de ondas milimétricas. Dentro deste contexto, o Grupo de Novos Materiais e Dispositivos (GNMD) do Laboratório de Microeletrônica (LME) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP) já fabricou RF MEMS que tiveram resultados bastante promissores. No entanto, para obtenção de melhores resultados, é necessária a otimização eletromecânica destes dispositivos e para isso é necessária a extração de suas propriedades mecânicas. Assim, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para extração do módulo de elasticidade e tensão residual em MEMS, através da simulação e fabricação de microestruturas específicas para este fim. As técnicas de nanoindentação, frequência de ressonância, raio de curvatura e M-TEST foram estudadas. As microestruturas fabricadas foram cantileveres e pontes feitas de alumínio e cobre. Foram realizadas simulações no software ANSYS para prever as frequências de ressonância e as tensões de pull-in das estruturas antes de serem fabricadas. O módulo de elasticidade do alumínio extraído através da nanoindentação foi de 75,6 ± 4,1 GPa, e o do cobre extraída através da técnica de frequência de ressonância foi de 123 ± 12 GPa. A tensão residual do cobre foi extraída através da técnica de medição do raio de curvatura e foi de -199±105 MPa. O trabalho está vinculado ao projeto Jovem Pesquisador FAPESP (2011/18167-3).