KR20130134710A - Piezoelectric thin film specimen for measuring tensile strength and fatigue properties and manufacturing method thereof - Google Patents

Piezoelectric thin film specimen for measuring tensile strength and fatigue properties and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20130134710A
KR20130134710A KR1020120058422A KR20120058422A KR20130134710A KR 20130134710 A KR20130134710 A KR 20130134710A KR 1020120058422 A KR1020120058422 A KR 1020120058422A KR 20120058422 A KR20120058422 A KR 20120058422A KR 20130134710 A KR20130134710 A KR 20130134710A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
mask
thin film
piezoelectric thin
tensile strength
Prior art date
Application number
KR1020120058422A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101393430B1 (en
Inventor
박준협
김윤재
김희연
이순복
남현석
심기동
Original Assignee
동명대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동명대학교산학협력단 filed Critical 동명대학교산학협력단
Priority to KR1020120058422A priority Critical patent/KR101393430B1/en
Publication of KR20130134710A publication Critical patent/KR20130134710A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101393430B1 publication Critical patent/KR101393430B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/2813—Producing thin layers of samples on a substrate, e.g. smearing, spinning-on
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0017—Tensile
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0073—Fatigue

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

The present invention relates to a piezoelectric thin specimen having a structure for safely inserting the specimen to SEM without damage to measure the tensile strength and fatigue property with an in-situ method, and a method for manufacturing the specimen. According to the invention, the piezoelectric thin specimen for measuring the tensile strength and fatigue property comprises a substrate, a lower PT layer, an upper PZT layer & PT layer, and a thermal wire. The substrate includes a pair of patterns formed into an island shape as being etched by a lower mask at the center. The lower PT layer is formed on the substrate by a lower PT mask having a hole corresponding to the location of the island. The upper PZT & PT layers are formed on the PT layer in order by the PT penetrated mask and PZT corresponding to the location of the island of the substrate. The thermal wire is formed on the upper PT layer by a thermal wire mask formed into a corresponding shape to the island of the substrate.

Description

인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편 및 그 제조방법{piezoelectric thin film specimen for measuring tensile strength and fatigue properties and manufacturing method thereof}[0001] The present invention relates to a piezoelectric thin film specimen for measuring tensile strength and fatigue property,

본 발명은 인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편 및 그 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 압전 박막 시편의 인장 강도 및 피로 물성을 인시츄 방식으로 측정하기 위해 SEM에 시편의 손상 없이 안전하게 장착할 수 있도록 하는 구조를 갖는 압전 박막 시편 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a piezoelectric thin film specimen for measurement of tensile strength and fatigue property and a method of manufacturing the same. More specifically, in order to measure the tensile strength and fatigue property of a piezoelectric thin film specimen by in-situ method, And a method of manufacturing the same.

압전 박막의 인장 강도 및 피로 물성을 측정하기 위해 제조되는 압전 박막 시편은 SEM(scanning electron microscope, 주사 전자 현미경)을 이용하여 인시츄(in-situ) 방식으로 측정함으로써 인장 강도 및 피로 물성 측정 실험의 전 과정을 실시간으로 정확하게 확인할 수 있다.
The piezoelectric thin film specimens prepared to measure the tensile strength and fatigue properties of the piezoelectric thin film were measured in situ using a scanning electron microscope (SEM) The whole process can be confirmed accurately in real time.

그런데, 얇은 두께의 시편은 그 크기가 작아서, 각각의 시편을 웨이퍼로 분리하여 시험대에 장착하는데 어려움이 있어 왔다. 즉, 시편의 지지부가 지나치게 강하게 제작될 경우 시험대 상에서 시편 관찰을 위해 지지부를 제거할 때 기계적인 충격을 가하여 지지부를 절단하기 때문에 이 과정 중에 시편까지 함께 파손되고, 반대로 시편의 지지부가 너무 약하게 제작될 경우 시편을 시험대 상에 장착하는 도중에 지지부가 파손될 수 있다.
However, since thin specimens are small in size, it has been difficult to separate each specimen by a wafer and mount it on a test stand. That is, when the supporting part of the specimen is made too strong, the supporting part is cut by applying a mechanical impact when the supporting part is removed for observing the specimen on the testing bed. Therefore, the specimen is damaged together during the process, The supporting part may be damaged during mounting of the specimen on the test stand.

또한, 인장 시험을 위해 시편을 가열할 경우 열선과 시편의 PT층과 PZT층이 직접 접촉함으로써 시편의 파단부를 제외한 나머지 부분까지 변형되는 문제가 발생하여, 인장 강도를 정확하게 측정할 수 없게 되는 문제점이 있어 왔다.
In addition, when the specimen is heated for tensile test, the PT layer of the specimen and the PZT layer are in direct contact with each other, so that the specimen can be deformed to the rest except for the rupture portion, so that the tensile strength can not be accurately measured I have been.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 시편 시험대 상에 장착되는 시편의 지지부를 압축 방식에 의해 시편의 손상 없이 제거할 수 있는 구조를 갖는 연결부를 구비한 압전 박막 시편 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a piezoelectric device having a connection portion having a structure capable of removing a supporting portion of a specimen mounted on a specimen- And to provide a thin film specimen and a method of manufacturing the same.

본 발명의 다른 목적은 기판에 파단 실험용 열선 형태에 대응하는 형태의 아일랜드 구조를 형성한 후 PT 층 및 PZT 층이 열선과 접촉하지 않도록 기판의 아일랜드 구조에 대응하는 위치를 투공하는 형상으로 구성하여, 시편 인장 실험시 기판 이외의 다른 층, 즉 PT 층 및 PZT 층에 열선이 직접 접촉하지 않고, 기판의 아일랜드 부분을 가열함으로써 인장 실험을 할 수 있도록 하는 압전 박막 시편 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
It is a further object of the present invention to provide a method of forming an island structure corresponding to a shape of a heat ray for a fracture test on a substrate and then forming a PTZ layer and a PZT layer so as to penetrate a position corresponding to an island structure of the substrate, The present invention provides a piezoelectric thin film specimen and a method for manufacturing the piezoelectric thin film, which can perform a tensile test by heating an island portion of a substrate without directly contacting the layers other than the substrate, that is, the PT layer and the PZT layer.

본 발명에 따르는 인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편은, 한 쌍의 아일랜드 형태의 패턴을 중심부에 갖는 하부 마스크에 의해 식각되어 중심부에 아일랜드를 갖도록 구성되는 기판과, 상기 기판의 아일랜드에 대응하는 위치가 투공된 하부 PT 마스크에 의해 상기 기판상에 형성되는 하부 PT층과, 상기 기판의 아일랜드에 대응하는 위치가 투공된 PZT 및 상부 PT 마스크에 의해 상기 PT층 상에 순차적으로 형성되는 PZT층 및 상부 PT층과, 상기 기판의 아일랜드에 대응하는 형태의 열선 마스크에 의해 상기 상부 PT 층상에 구성되는 열선을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
A piezoelectric thin film specimen for measurement of tensile strength and fatigue properties according to the present invention comprises a substrate which is etched by a lower mask having a pair of island-shaped patterns at the center thereof and is configured to have an island at the center thereof, A PZT layer sequentially formed on the PT layer by a PZT and an upper PT mask, the positions corresponding to the islands of the substrate being formed by the lower PT layer formed on the substrate by the lower PT mask, An upper PT layer, and a hot wire formed on the upper PT layer by a hot wire mask corresponding to the island of the substrate.

본 발명에 따르는 인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편은, 웨이퍼 상에 한 쌍의 아일랜드 형태를 중심부에 갖는 하부 마스크를 배치하는 단계와, 상기 웨이퍼를 식각하여 한 쌍의 아일랜드를 중심부에 구비한 기판층을 구성하는 단계와, 한 쌍의 아일랜드를 중심부에 구비한 기판에 하부 PT층을 성장시키는 단계와, 상기 하부 PT층 상에 상기 아일랜드에 대응하는 위치가 투공된 PT 마스크를 배치하여 식각하는 단계와, 식각된 상기 PT 층 상에 PZT 층을 성장시키는 단계와, 상기 PZT 층 상에 상부 PT 층을 성장시키는 단계와, 상기 PZT 층 및 상부 PT 층 상에 PZT 및 상부 PT 마스크를 배치하여 식각하는 단계와, 식각된 상기 PZT 층 및 상부 PT 층 상에 열선 마스크를 배치하여 열선을 구성하는 단계에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.
A piezoelectric thin film specimen for measurement of tensile strength and fatigue properties according to the present invention includes the steps of disposing a lower mask having a pair of island shapes at the central portion on a wafer; etching the wafer to form a pair of islands A step of forming a substrate layer, a step of growing a lower PT layer on a substrate provided with a pair of islands, and a step of arranging and etching a PT mask having a position corresponding to the island on the lower PT layer Growing a PZT layer on the etched PT layer; growing an upper PT layer on the PZT layer; and disposing a PZT and an upper PT mask on the PZT layer and the upper PT layer, And arranging a hot line mask on the etched PZT layer and the upper PT layer to form a hot line.

본 발명에 따르는 인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편은, 시편 시험대 상에 장착되는 시편의 지지부를 압축 방식에 의해 제거함으로써 시편 지지부 제거시 발생할 수 있는 시편의 손상을 최소화할 수 있다.
The piezoelectric thin film specimen for measuring tensile strength and fatigue property according to the present invention can minimize the damage of the specimen which may occur when the specimen support is removed by removing the support portion of the specimen mounted on the specimen test stand by a compression method.

본 발명에 따르는 인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편은,기판에 파단 실험용 열선 형태에 대응하는 형태의 아일랜드 구조를 형성한 후, 하부 PT 층 및 PZT 층, 상부 PT층이 기판의 아일랜드 구조에 대응하는 부분이 투공되는 형태로 구성하여, 시편 인장 실험시 기판 이외의 다른 층, 즉 PT 층 및 PZT 층에 열선이 직접 접촉하지 않고, 기판의 아일랜드 부분을 가열함으로써 인장 실험시 압전 박막 층의 변형을 방지할 수 있다.
The piezoelectric thin film specimen for measurement of tensile strength and fatigue properties according to the present invention is characterized in that an island structure corresponding to the shape of a hot wire for fracture test is formed on a substrate and then the lower PT layer and the PZT layer and the upper PT layer are bonded to the island structure It is possible to prevent the deformation of the piezoelectric thin film layer during the tensile test by heating the island portion of the substrate without contacting the hot wire directly with other layers other than the substrate, that is, the PT layer and the PZT layer, Can be prevented.

도1의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명에 따르는 압전 박막 시편의 기판을 구성하기 위한 하부 마스크 및 그로 인해 생성되는 기판의 상면도이다.
도2의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명에 따르는 압전 박막 시편의 하부 PT층을 구성하기 위한 하부 PT 마스크 및 그로 인해 생성되는 하부 PT층의 상면도이다.
도3의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명에 따르는 압전 박막 시편의 PZT층 및 상부 PT 층을 구성하기 위한 PZT 및 상부 PT 마스크 및 그로 인해 생성되는 PZT층 및 PT층의 상면도이다.
도4의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명에 따르는 압전 박막 시편의 열선(heat line)을 구성하기 위한 열선 마스크 및 그로 인해 생성되는 열선의 상면도이다.
도5의 (a)는 도1 내지 도4의 마스크가 적층된 형태를 나타내는 상면도이고, 도6의 (b)는 도1 내지 도4의 마스크에 의해 생성된 본 발명에 따르는 압전 박막 시편의 상면도이다.1 (a) and 1 (b) are top views of a bottom mask and thereby a substrate for constituting a substrate of a piezoelectric thin film test piece according to the present invention, respectively.
2 (a) and 2 (b) are top views of a lower PT mask and a resulting lower PT layer for constituting a lower PT layer of the piezoelectric thin film test piece according to the present invention, respectively.
3 (a) and 3 (b) are top views of a PZT layer and a top PT mask for forming the PZT layer and the top PT layer of the piezoelectric thin film test piece according to the present invention, respectively, and a PZT layer and a PT layer produced thereby.
4 (a) and 4 (b) are top views of a hot line mask for forming a heat line of the piezoelectric thin film test piece according to the present invention, and heat lines generated thereby.
Figure 5 (a) is a top view showing the stacked form of the mask of Figures 1 to 4, Figure 6 (b) is a piezoelectric thin film specimen of the present invention produced by the mask of Figures 1 to 4 Top view.

이하, 첨부된 도면들을 참조로, 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도5의 (a)는 도1 내지 도4의 마스크가 적층된 형태를 나타내는 상면도이고, 도6의 (b)는 도1 내지 도4의 마스크에 의해 생성된 본 발명에 따르는 압전 박막 시편의 상면도이다.
Figure 5 (a) is a top view showing the stacked form of the mask of Figures 1 to 4, Figure 6 (b) is a piezoelectric thin film specimen of the present invention produced by the mask of Figures 1 to 4 Top view.

본 발명에 따르는 인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편은, The piezoelectric thin film specimen for measurement of tensile strength and fatigue property according to the present invention,

한 쌍의 아일랜드 형태의 패턴을 중심부에 갖는 하부 마스크에 의해 웨이퍼가 식각되어 중심부에 아일랜드를 갖도록 구성되는 기판층;A substrate layer configured to etch a wafer by a bottom mask having a pair of island-shaped patterns in the center and to have an island at the center;

상기 기판층의 아일랜드에 대응하는 위치가 투공된 하부 PT 마스크에 의해 상기 기판층 상에 형성되는 하부 PT층;A lower PT layer formed on the substrate layer by a lower PT mask having a position corresponding to an island of the substrate layer;

상기 기판층의 아일랜드에 대응하는 위치가 투공된 PZT 및 상부 PT 마스크에 의해 상기 PT층 상에 순차적으로 형성되는 PZT층 및 상부 PT층;A PZT layer and an upper PT layer sequentially formed on the PT layer by a PZT and a top PT mask, the positions of which correspond to the island of the substrate layer;

상기 기판층의 아일랜드에 대응하는 형태의 열선 마스크에 의해 상기 상부 PT 층상에 구성되는 열선을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
And a hot wire formed on the upper PT layer by a hot wire mask of a shape corresponding to the island of the substrate layer.

즉, 본 발명에 따르는 인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 막막 시편은, 기판층 상에 하부 PT 층, PZT 층, 상부 PT 층, 및 열선 층이 각각 순서대로 적층되는데, 각 층은 해당 마스크에 의해 각각 식각되어 구성된다.
That is, in the piezoelectric film specimen for measuring tensile strength and fatigue property according to the present invention, the lower PT layer, the PZT layer, the upper PT layer, and the heat ray layer are sequentially stacked on the substrate layer, Respectively.

본 발명에 따르는 인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 막막 시편은 다음과 같은 방법에 의해 구성될 수 있다.
The piezoelectric film sample for measuring tensile strength and fatigue property according to the present invention can be formed by the following method.

우선, 실리콘 웨이퍼 상에 한 쌍의 아일랜드(111, 112) 형태를 중심부에 갖는 하부 마스크를 배치한 후 플라즈마 식각 등의 방법으로 식각하면, 도1의 (b)와 같이 한 쌍의 아일랜드가 중심부에 있는 기판층이 구성된다.
First, a lower mask having a pair of islands 111 and 112 in the form of a center is disposed on a silicon wafer, and then etching is performed by plasma etching or the like. As shown in FIG. 1B, A substrate layer is formed.

다음으로, 기판층 상에 스퍼터링 기법 등을 이용하여 PT층을 소정의 두께만큼 성장시킨 후, 하부 PT 마스크를 올려놓고 식각하는데, 이때 사용되는 하부 PT 마스크는 도2의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판용 하부 마스크의 중심부에 있는 한 쌍의 아일랜드에 대응하는 위치가 투공되어 있어, 식각 공정을 끝낸 하부 PT 층은 기판층 상의 중심부에 형성된 한 쌍의 아일랜드에 대응하는 위치가 투공된 하부 PT층을 도2의 (b)와 같이 구성한다.
Next, the PT layer is grown on the substrate layer using a sputtering technique or the like to a predetermined thickness, and then the lower PT mask is placed on the substrate and etched. The lower PT mask used at this time is as shown in FIG. 2 (a) Similarly, a position corresponding to a pair of islands at the center of the substrate lower mask is pierced, so that the lower PT layer after the etching process has a position corresponding to a pair of islands formed at the center portion on the substrate layer, Layer is constructed as shown in Fig. 2 (b).

다음으로, 하부 PT 층 상에 스퍼터링 기법 등을 이용하여 PZT층을 소정의 두께만큼 성장시키고, 그 위에 다시 PT층을 소정의 두께만큼 성장시킨 후, PZT 및 상부 PT 마스크를 올려놓고 식각하는데, 이때 사용되는 PZT 및 상부 PT 마스크는 도3의 (a)에 도시된 바와 같이 기판용 하부 마스크의 중심부에 있는 한 쌍의 아일랜드에 대응하는 위치가 투공되어 있어, 식각 공정을 끝낸 PZT층 및 상부 PT 층은 도3의 (b)에 도시된 바와 같이 기판층 상의 중심부에 형성된 한 쌍의 아일랜드에 대응하는 위치가 투공되게 된다.
Next, the PZT layer is grown on the lower PT layer by a predetermined thickness using a sputtering technique or the like, and the PT layer is further grown thereon by a predetermined thickness. Then, the PZT and the upper PT mask are placed and etched, As shown in FIG. 3 (a), the PZT and upper PT masks used are pierced in positions corresponding to a pair of islands at the center of the lower mask for the substrate, so that the PZT layer and the upper PT layer A position corresponding to a pair of islands formed at the central portion on the substrate layer is pierced as shown in Fig. 3 (b).

다음으로, 인장실험을 위한 열선을 상부 PT 층 상에 구성하는데, 실리콘 기판층 상의 중심부에 형성된 상기 아일랜드 형태에 대응하는 형태인 도4의 (a)에 도시된 바와 같은 열선 마스크를 상부 PT 층 상에 올려놓은 후, 텅스텐(W)과 같은 물질을 사용하여 패터닝하여 도4의 (b)와 같은 열선을 구성한다.
Next, a hot line for the tensile test is formed on the upper PT layer. A hot line mask as shown in Fig. 4 (a) corresponding to the island shape formed at the center portion on the silicon substrate layer is formed on the upper PT layer And then patterned using a material such as tungsten (W) to form a hot line as shown in FIG. 4 (b).

바람직하게는, 상기 열선에는 4개의 패드를 통해 전원을 공급하여 입전 박막의 인장 강도를 측정할 수 있다.
Preferably, power is supplied through the four pads to the hot wire to measure the tensile strength of the hot thin film.

상기와 같은 방법으로 구성되는 압전 박막 시편은 하부 PT 층, PZT 층 및 상부 PT 층의 중심부가 기판의 아일랜드와 대응하는 형태로 투공되어 있어, 상부 PT 층 상부에 구성되는 열선이 압전 박막 시편의 기판과 접촉되지 않게 되어, 인장실험을 위해 열선에 전원을 인가하여도 고온으로 인한 기판의 손상 없이 인장 실험을 할 수 있으며, 따라서 정확한 인장 강도를 측정할 수 있다. 일반적으로는 인장 실험에 사용되는 온도는 약 700℃이다.
The piezoelectric thin film specimen constituted as described above is formed such that the central portions of the lower PT layer, the PZT layer and the upper PT layer are pierced in a shape corresponding to the island of the substrate, so that the heat ray, which is formed on the upper PT layer, The tensile test can be performed without damaging the substrate due to the high temperature even when power is applied to the hot wire for the tensile test. Therefore, the accurate tensile strength can be measured. Generally, the temperature used for the tensile test is about 700 ° C.

바람직하게는, 상기와 같은 방법으로 구성되는 본 발명에 따르는 압전 박막 시편의 두께는 약 500㎛ 정도이다.
Preferably, the thickness of the piezoelectric thin film specimen according to the present invention constituted as described above is about 500 mu m.

또한, 인장 시험시, 압전 박막 시편은 인장 시험대의 정확한 위치에 고정하는 것이 중요한데, 본 발명에 따르는 압전 박막 시편은 이를 위해 시편의 위치를 정확하게 고정할 수 있도록 시편에 다수개의 홀을 구성한다. In the tensile test, it is important to fix the piezoelectric thin film specimen at the precise position of the tensile test frame. To this end, the piezoelectric thin film specimen according to the present invention includes a plurality of holes in the specimen to accurately fix the position of the specimen.

바람직하게는, 하부 마스크에는 제 1 내지 제 6 홀(121, 122, 123, 124, 125, 126)이 구성되고, 하부 PT 마스크에는 하부 마스크의 제 1 내지 제 4 홀(121, 122, 123, 124)에 대응하는 크기 및 위치의 4 개의 홀(221, 222, 223, 224)이 구성된다. 또한, PZT 및 상부 PT 마스크에는 하부 마스크의 제 1 홀(121) 및 제 4 홀(124)에 대응하는 크기 및 위치의 두 개의 홀(321, 324)이 구성된다. 그리고, 열선 마스크에는 하부 마스크의 제 5 홀 및 제 6 홀에 대응하는 크기 및 위치의 두 개의 홀(425, 426)이 구성된다.In the lower PT mask, the first through fourth holes 121, 122, 123, 124, 125 and 126 are formed in the lower mask, Four holes 221, 222, 223, and 224 of a size and a position corresponding to the holes 124, 222, 223, and 224 are formed. Further, the PZT and upper PT masks are formed with two holes 321 and 324 of size and position corresponding to the first hole 121 and the fourth hole 124 of the lower mask. In the hot line mask, two holes 425 and 426 of a size and position corresponding to the fifth and sixth holes of the lower mask are formed.

바람직하게는, 하부 마스크의 제 1 내지 제 4 홀((121, 122, 123, 124) 및 하부 PT 마스크의 4 개의 홀(221, 222, 223, 224), 및 PZT 및 상부 PT 마스크의 두 개 홀(321, 324)의 직경은 약 1500㎛이다.
Preferably, the first to fourth holes 121, 122, 123 and 124 of the lower mask and the four holes 221, 222, 223 and 224 of the lower PT mask and the two PZT and upper PT masks The diameter of the holes 321 and 324 is about 1500 mu m.

바람직하게는, 본 발명에 따르는 압전 박막 시편은 표점 거리구간에 있는 변위 표시자가 압전 박막 시편 제조 공정 후 잔류 응력에 의해서 휘어지지 않도록 하기 위해 실리콘 기판 층에도 변위 표시자 형상을 갖도록 하부 마스크에 변위 표시자 패턴(151)을 구성한다.
Preferably, the piezoelectric thin film specimen according to the present invention has displacement markers on the silicon substrate layer so that the displacement indicator in the gauge distance section is not bent by the residual stress after the piezoelectric thin film specimen manufacturing process, And forms a character pattern 151.

일반적으로 압전 박막 시편은 실리콘 웨이퍼 상에서 하부 PT층, PZT층 및 상부 PT층을 갖는 다수의 셀이 동시에 형성된 후 다이싱되어 각각의 셀로 분리되는데, 다이싱된 각각의 셀에서 가장 자리의 실리콘 웨이퍼 지지부, 즉 가이드와 중심부의 압전 박막 시편을 안전하고 용이하게 분리하기 위해 웨이퍼(기판) 가이드와 시편의 연결부를 구성하는데, 이러한 연결부는 종래의 연결부보다 폭이 약 150㎛ 정도 작게 형성하여, 종래의 충격 방식을 대신해 인장 시험대 상에서 압축에 의해 가늘고 얇은 연결부를 파단할 수 있어, 웨이퍼 가이드를 구비한 압전 박막 시편을 인장 시험대 위에 안전하게 올려놓을 수 있을 뿐만 아니라, 인장 시험을 위해 압전 박막 시편만을 남기고 웨이퍼 가이드를 분리할 때 압전 박막 시편이 손상되는 현상을 예방할 수 있다.Generally, a piezoelectric thin film sample is formed by simultaneously forming a plurality of cells having a lower PT layer, a PZT layer, and an upper PT layer on a silicon wafer, and then dicing and separating into individual cells. In each diced cell, (Substrate) guide and the specimen are formed to have a width smaller than that of the conventional connection portion by about 150 μm, so that the conventional shock It is possible to securely place the piezoelectric thin film specimen provided with the wafer guide on the tensile test bed safely, and also to leave the piezoelectric thin film specimen alone for the tensile test and to remove the wafer guide It is possible to prevent the piezoelectric thin film specimen from being damaged at the time of separation.

바람직하게는, 본 발명에서는 하부 마스크에 웨이퍼 가이드와 시편의 연결부 패턴을 구성하여 식각 공정을 통해 기판층에 연결부(131, 132, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148)를 구성하고, 하부 PT 마스크에도 연결부(231, 232)를 구성하여 식각 공정을 통해 하부 PT 층에 연결부를 구성한다.
Preferably, in the present invention, the connection pattern of the wafer guide and the test piece is formed on the lower mask, and the connection portions 131, 132, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, And connection portions 231 and 232 are also formed in the lower PT mask to form a connection portion in the lower PT layer through the etching process.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims (9)

한 쌍의 아일랜드 형태의 패턴을 중심부에 갖는 하부 마스크에 의해 웨이퍼가 식각되어 중심부에 아일랜드를 갖도록 구성되는 기판층;
상기 기판층의 아일랜드에 대응하는 위치가 투공된 하부 PT 마스크에 의해 상기 기판상에 형성되는 하부 PT층;
상기 기판층의 아일랜드에 대응하는 위치가 투공된 PZT 및 상부 PT 마스크에 의해 상기 PT층 상에 순차적으로 형성되는 PZT층 및 상부 PT층;
상기 기판층의 아일랜드에 대응하는 형태의 열선 마스크에 의해 상기 상부 PT 층상에 구성되는 열선을 포함하는
인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편.
A substrate layer configured to etch a wafer by a bottom mask having a pair of island-shaped patterns in the center and to have an island at the center;
A lower PT layer formed on the substrate by a lower PT mask having a position corresponding to an island of the substrate layer;
A PZT layer and an upper PT layer sequentially formed on the PT layer by a PZT having a hole corresponding to an island of the substrate layer and an upper PT mask;
A hot wire formed on the upper PT layer by a hot wire mask of a type corresponding to an island of the substrate layer.
Piezoelectric thin film specimens for measurement of tensile strength and fatigue properties.
웨이퍼 상에 한 쌍의 아일랜드 형태를 중심부에 갖는 하부 마스크를 배치하는 단계;
상기 웨이퍼를 식각하여 한 쌍의 아일랜드를 중심부에 구비한 기판층을 구성하는 단계;
한 쌍의 아일랜드를 중심부에 구비한 기판에 하부 PT층을 성장시키는 단계;
상기 하부 PT층 상에 상기 아일랜드에 대응하는 위치가 투공된 PT 마스크를 배치하여 식각하는 단계;
식각된 상기 PT 층 상에 PZT 층을 성장시키는 단계;
상기 PZT 층 상에 상부 PT 층을 성장시키는 단계;
상기 PZT 층 및 상부 PT 층 상에 PZT 및 상부 PT 마스크를 배치하여 식각하는 단계;
식각된 상기 PZT 층 및 상부 PT 층 상에 열선 마스크를 배치하여 열선을 구성하는 단계를 포함하는
인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편 제조 방법.
Disposing a lower mask having a pair of island shapes at the center on the wafer;
Etching the wafer to form a substrate layer having a pair of islands at the center;
Growing a lower PT layer on a substrate having a pair of islands at its center;
Disposing a PT mask having a position corresponding to the island on the lower PT layer and etching the PT mask;
Growing a PZT layer on the etched PT layer;
Growing an upper PT layer on the PZT layer;
Disposing and etching a PZT and an upper PT mask on the PZT layer and the upper PT layer;
And arranging a hot line mask on the etched PZT layer and the upper PT layer to form a hot line
A method for manufacturing a piezoelectric thin film specimen for measuring tensile strength and fatigue property.
제 1 항에 있어서,
상기 열선은 텅스텐으로 구성되는 것을 특징으로 하는
인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편.
The method of claim 1,
Characterized in that the hot wire is composed of tungsten
Piezoelectric thin film specimens for measurement of tensile strength and fatigue properties.
제 1 항에 있어서,
상기 압전 막막 시편의 두께는 500㎛인 것을 특징으로 하는
인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편.
The method of claim 1,
The piezoelectric film specimen is characterized in that the thickness of 500㎛
Piezoelectric thin film specimens for measurement of tensile strength and fatigue properties.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 마스크에는 제 1 내지 제 6 홀이 구성되고, 상기 하부 PT 마스크에는 상기 하부 마스크의 6개의 홀 중 제 1 내지 제 4 홀에 대응하는 크기 및 위치의 4 개의 홀이 구성되고, 상기 PZT 및 상부 PT 마스크에는 상기 하부 마스크의 제 1 홀 및 제 4 홀에 대응하는 크기 및 위치의 두 개의 홀이 구성되는 것을 특징으로 하는
인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편.
The method of claim 1,
Wherein the lower mask comprises first to sixth holes and the lower PT mask comprises four holes of a size and position corresponding to the first through fourth holes of the lower mask, And the upper PT mask has two holes of a size and a position corresponding to the first hole and the fourth hole of the lower mask.
Piezoelectric thin film specimens for measurement of tensile strength and fatigue properties.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 마스크의 제 1 내지 제 4 홀과, 상기 하부 PT 마스크의 4 개의 홀 과, 상기 PZT 및 상부 PT 마스크의 두 개 홀의 직경은 1500㎛인 것을 특징으로 하는
인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편.
The method of claim 1,
Wherein the first to fourth holes of the lower mask, the four holes of the lower PT mask, and the two holes of the PZT and the upper PT mask have a diameter of 1500 mu m
Piezoelectric thin film specimens for measurement of tensile strength and fatigue properties.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 마스크에는 변위 표시자 패턴이 구성되는 것을 특징으로 하는
인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편.
The method of claim 1,
And a displacement indicator pattern is formed in the lower mask
Piezoelectric thin film specimens for measurement of tensile strength and fatigue properties.
제 1 항에 있어서,
기판 가이드와 압전 박막 시편 사이에는 다수의 연결부가 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는
인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편.
The method of claim 1,
A plurality of connections are further configured between the substrate guide and the piezoelectric thin film specimen.
Piezoelectric thin film specimens for measurement of tensile strength and fatigue properties.
제 8 항에 있어서,
상기 연결부는 하부 마스크 및 하부 PT 마스크 각각의 연결부 패턴에 의해 기판 층 및 하부 PT 층상에 각각 구성되는 것을 특징으로 하는
인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편.
The method of claim 8,
The connecting portion is formed on the substrate layer and the lower PT layer by the connection pattern of each of the lower mask and the lower PT mask, respectively.
Piezoelectric thin film specimens for measurement of tensile strength and fatigue properties.
KR1020120058422A 2012-05-31 2012-05-31 piezoelectric thin film specimen for measuring tensile strength and fatigue properties and manufacturing method thereof KR101393430B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120058422A KR101393430B1 (en) 2012-05-31 2012-05-31 piezoelectric thin film specimen for measuring tensile strength and fatigue properties and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120058422A KR101393430B1 (en) 2012-05-31 2012-05-31 piezoelectric thin film specimen for measuring tensile strength and fatigue properties and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130134710A true KR20130134710A (en) 2013-12-10
KR101393430B1 KR101393430B1 (en) 2014-05-12

Family

ID=49982292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120058422A KR101393430B1 (en) 2012-05-31 2012-05-31 piezoelectric thin film specimen for measuring tensile strength and fatigue properties and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101393430B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10031055B2 (en) 2015-09-14 2018-07-24 Samsung Display Co., Ltd. Tensile test piece and method for manufacturing the same
CN110323457A (en) * 2019-06-28 2019-10-11 浙江大学 A kind of method that nano particle is prepared in situ in transmission electron microscope
KR20220052660A (en) * 2020-10-21 2022-04-28 한국과학기술원 Micro-scale specimen and manufacturing method thereof

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101953623B1 (en) 2017-07-05 2019-03-04 울산과학기술원 Specimen manufacturing method of perovskite thin film and testing method using the same
KR102103907B1 (en) 2018-06-01 2020-04-24 울산과학기술원 Ultra-thin film specimen for tensile test and manufacturing method of the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3664987B2 (en) * 2001-03-14 2005-06-29 シャープ株式会社 Electron microscope observation sample preparation method and semiconductor device analysis method
KR100672060B1 (en) * 2005-01-31 2007-01-22 삼성전자주식회사 Thin film specimen for mechanical test and Fabrication method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10031055B2 (en) 2015-09-14 2018-07-24 Samsung Display Co., Ltd. Tensile test piece and method for manufacturing the same
CN110323457A (en) * 2019-06-28 2019-10-11 浙江大学 A kind of method that nano particle is prepared in situ in transmission electron microscope
KR20220052660A (en) * 2020-10-21 2022-04-28 한국과학기술원 Micro-scale specimen and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101393430B1 (en) 2014-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101393430B1 (en) piezoelectric thin film specimen for measuring tensile strength and fatigue properties and manufacturing method thereof
US20100194420A1 (en) Contactor, probe card, and method of mounting contactor
CN104891421B (en) System and method for the fracture test structure of micro manufacturing
WO2008061224A1 (en) Sample support structure and methods
KR20020080950A (en) Prove apparatus for testing a semiconductor device and method for fabricating the same
WO2012025532A1 (en) Method for measuring adhesion energy and associated substrates
US7956430B2 (en) Semiconductor device including groove width variation portion for inspection
CN104931741B (en) Microprobe and preparation method thereof
US9063036B2 (en) Sample for electron microscopy and method of manufacturing the same
KR20230078613A (en) Probe-head for electrical device inspection
KR101927046B1 (en) Pressure sensor and method of fabricating the same
KR20060087709A (en) Thin film specimen for mechanical test and fabrication method thereof
KR20100009758A (en) Indentation-driven tensile test specimen with single test section and manufacturing method thereof
JP2007225471A (en) Bonding state evaluation method and device, test piece for bonding state evaluation, manufacturing method of test piece for bonding state evaluation, and semiconductor element having test piece for bonding state evaluation
CN108447850B (en) Film residual stress test structure and manufacturing method thereof
JP2013120079A (en) Bumped membrane sheet for probe card, probe card, and method for manufacturing bumped membrane sheet for probe card
KR101016385B1 (en) Apparatus for inspecting electric condition and Mehtod of manufacturing the same
KR101003068B1 (en) Method for manufacturing probe card
CN116678544B (en) Silicon strain gauge and manufacturing method thereof
KR102384272B1 (en) Micro strain gauge element and methods of manufacturing the same
KR20110084098A (en) Probe for electrical test and method for manufacturing the same, and electrical connecting apparatus and method for manufacturing the same
CN114031032A (en) Cross-layer over-etching gradient test structure and test method for multi-layer bonding MEMS device
JP6308081B2 (en) Wafer prober equipment
Sharpe A review of tension test methods for thin films
CN116153802A (en) Test structure and test method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180619

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190507

Year of fee payment: 6