FOLLOW US ON
+7 (495) 374-04-01
Отраслевые решения

Динамические измерения МЭМС

 МЭМС — класс устройств, объединяющих в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты, обычно изготавливаются на кремниевой основе с использованием технологий микрообработки поверхности. Средний размер устройств находится в диапазоне от 1 до 100 мкм. Основными назначениями устройств являются определение положения, угла наклона, перемещения. Так же широко распространены детекторы физических полей, преобразователи энергии (микрофоны, мембраны) и фотоэлектронные устройства.

Разработка и изготовление таких устройств предъявляет множество требований. Одной из основных проблем является наличие перемещающегося элемента в составе. Точное определение его пространственного положения — один из наиболее важных условий успешности работы МЭМС.

Передовым инновационным методом изучения МЭМС структур является использование голографической микроскопии. Она объединяет в себе возможности трех измерительных методик: оптическая микроскопия, интерферометрия и Допплеровская виброметрия. Голографические микроскопы Lyncee Tec уже более 20 лет активно используются в фундаметальных и прикладных исследованиях по всему миру.


Анализ поверхности МЭМС микрофона в стробоскопическом режиме

МЭМС технологии нашли широкое применение в создании высокочувствительных акустических сенсоров, построенных на принципах традиционных распространенных мембранных микрофонов. Кординальным отличием являются размеры таких устройств, лежащие в субмикронной и нанометровой области. Благодаря голографической микроскопии становится выполнимым задача визуализации колебаний, совершаемых мембраной МЭМС микрофона. Благодаря высокочастному анализатору в составе микроскопа возможно анализировать гармонические колебания с частотами до 25 МГц. В свою очередь, алгоритмы соединения изображений для комбинации множества последовательных измерений позволяют измерять значительные площади образца не теряя при этом разрешающую способность в латеральной плоскости. Все это вместе позволяет исследовать поверхность мембраны целиком в ходе ее нормальной работы.

Мембрана МЭМС микрофона Мембрана МЭМС микрофона
20x 50x

Поверхность мембраны МЭМС микрофона, измеренная сквозь управляющие сетки. Разрешеие матрицы ПЗС — 30МПкс, Разрешающая способность 0,5 мкм. Стробоскопический режим — 32 кадра/период. Источник освещения — УФ лазер, использован для избавления от артефактов измерений в видимой части спектра. Материал мембраны — кремний, толщина 1 мкм.

Более подробная информация доступна на сайте завода-изготовителя.


Устройства на поверхностных волнах

Устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ) являются предметом активного изучения в таких областях науки, как: микроэлектроника, биологические чипы, технологии сенсорных дисплеев. Измерение конфигурации поверхностных волн, гомогенности и однородности волнового фронта необходимо для разработки и тестирования конструкции датчиков и контроля их параметров.

Поверхностные акустические волны

Оптическое наложение топографии поверхности и карты колебательных процессов. Частота возбуждения колебаний 24.7 МГц. Работы выполнены в SAWLab Saxony, IFW Dresden, Germany.

Устройства на ПАВ и краевые эффекты. Высочайшая разрешающая способность в нормальном направлении, а так же одновременная регистрация данных со всей площади кадра позовляет единовременно получать форму волнового фронта на поверхности в трехмерном представлении, что — в свою очередь — позволяет измерять амплитуду, однородность колебаний и краевые эффекты, возникающие в устройствах. Современные программные средства позволяют создавать карту распределения колебаний с амплитудой менее, чем окружающие топологические элементы. Более подробная информация доступна здесь.


Поворотные микролинзы и зеркала

MЭМС микрозеркала и линзы ялвяются ключевым элементом во многих современных оптических устройствах. Возможности голографической микроскопии предоставляют совершенно новый подход к визуализации МЭМС. Измерять трехмерный профиль поверхности микрозеркала с сверхвысоким разрешением, шероховатость поверхности, а так же их изменения в ходе работы с разными частотами теперь возможно в рамках одного прибора.

Поворотная МЭМС линза

Процесс изменения микрозеркала при воздействии на него с различными частотами. Продемонстрировано появление высших гармоник. Уникальность измерений заключается в одновременной регистрации перемещений в нормальной и латеральной плоскостях в ходе нормальной работы под воздействием различных частот. Подробнее.


Емкостные МЭМС утразвуковые преобразователи

Емкостные УЗ преобразователи на МЭМС технологии являются передовой технологией ультразвуковых преобразователей. Основная масса из созданных на сегодняшний день преобразователей используют для привода пьезоэффект. Преобразование энергии в таких устройствах происходит за счет изменения емкости конденсатора. Одним из основных факторов, осложняющих разработку таких устройств, является проблема обеспечения синхронности работы.

Голографическая микроскопия позволяет решить эту проблему за счет возможности проводить измерения повехрности с высокой частотой и синхронно с управляющим сигналом. Эта информация является крайне необходимой для полноценнго контроля механизмов преобразования энергии и синхронности работы.

Рассогласование работы мембраны

УЗ мембрана с управлением на частоте 8 МГц. Отклонение в работе наблюдаются в третьем ряду.

Более подробная информация доступна по ссылке.