在晶圆级对超过 600 个扫描 MEMS 微镜的自发参量下转换临界点进行验证
应用物理
2020-02-07 v2
摘要
基于谐振微机电系统（MEMS）的传感器与执行器（如扫描微镜）已在汽车与消费产品中广泛应用。随着应用领域拓展，对 MEMS 的要求日益提高。性能规格之外的器件必须被剔除，而由于 MEMS 工艺耗时漫长，此举成本高昂。特别地，非线性系统行为常导致意外的器件失效或性能问题。因此，考虑非线性传感器动力学的精确仿真或系统模型不仅能提高工艺良率，更重要的是可深化对底层物理的理解并改进 MEMS 设计。我们曾研究 [1] 以谐振扫描 MEMS 微镜为例由非线性引发的剧烈器件失效的可能性。在少量选定芯片层面，我们细致测量了复杂非线性系统行为，并通过称为自发参量下转换（SPDC）的非线性模式耦合现象对其建模。SPDC 最引人注目的特征是在临界振荡振幅处系统行为由近似线性突变为非线性。然而，仅当机械模式满足特定频率共振条件时，该阈值才落在微镜工作振幅范围内。因此，临界振幅强烈依赖于 MEMS 设计的频谱，而后者又受制备缺陷的显著影响。我们通过在晶圆级对超过 600 个微镜测量该临界振幅，验证了临界振幅对共振条件的依赖性。我们的工作不仅以如此大尺度的测量验证了 SPDC 理论，也展示了对 MEMS 产品设计至关重要的建模策略。
引用
@article{arxiv.1912.06189,
title = {Validating the Critical Point of Spontaneous Parametric Down-Conversion for over 600 Scanning MEMS Micro Mirrors on Wafer-Level},
author = {Ulrike Nabholz and Florian Stockmar and Jan E. Mehner and Peter Degenfeld-Schonburg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.06189},
year = {2020}
}