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Untersuchung der lokalen Schichthöhe und Schichtspannung von galvanisch abgeschiedenem Nickel für elektrostatische Mikroaktoren

Lämmle, David and Winterstein, Thomas and Schlosser, Michael and Schlaak, Helmut F. Sörgel, Timo (ed.) LEUZE Verlag (Corporate Creator) (2015):
Untersuchung der lokalen Schichthöhe und Schichtspannung von galvanisch abgeschiedenem Nickel für elektrostatische Mikroaktoren.
70, In: Jahrbuch der Oberflächentechnik, Bad Saulgau, LEUZE Verlag, ISBN 978-3-87480-285-7 ,
[Book Section]

Abstract

Wanderkeilaktoren zeichnen sich durch eine freistehende gekrümmte Elektrode aus, die sich beim Anlegen einer elektrischen Spannung auf ein Dielektrikum abrollt. Bei der Herstellung der dafür notwendigen gebogenen Nickelbiegebalken wird die bei der galvanischen Abscheidung auftretende Schichtspannung gezielt genutzt um Strukturen weit aus dem Substrat heraus ragen zu lassen. Die Schichtspannung in einer solchen galvanisch hergestellten Nickelstruktur ist dabei direkt von der Stromdichte bei der Abscheidung abhängig [1]. Da bei den hierfür notwendigen hohen Stromdichten (≥ 20 A/dm2) starke Schwankungen in der Strukturhöhe gemessen werden können, muss eine starke Variation der Stromdichtenverteilung über dem Wafer vorliegen. In diesem Artikel soll der Zusammenhang zwischen der Strukturhöhe und den dort vorherrschenden lokalen mechanischen Spannungen näher untersucht werden. Dazu werden gezielt gebogene Nickelstrukturen mit unterschiedlichen Eigenschaften über einen Wafer verteilt hergestellt und charakterisiert. Zudem werden Wege aufgezeigt, wie diese Strukturen in der Erforschung und Optimierung von mikrotechnischen Schaltern für Hohlleiter im mm-Wellen- und THz-Bereich angewendet werden können.

Item Type: Book Section
Erschienen: 2015
Editors: Sörgel, Timo
Creators: Lämmle, David and Winterstein, Thomas and Schlosser, Michael and Schlaak, Helmut F.
Title: Untersuchung der lokalen Schichthöhe und Schichtspannung von galvanisch abgeschiedenem Nickel für elektrostatische Mikroaktoren
Language: German
Abstract:

Wanderkeilaktoren zeichnen sich durch eine freistehende gekrümmte Elektrode aus, die sich beim Anlegen einer elektrischen Spannung auf ein Dielektrikum abrollt. Bei der Herstellung der dafür notwendigen gebogenen Nickelbiegebalken wird die bei der galvanischen Abscheidung auftretende Schichtspannung gezielt genutzt um Strukturen weit aus dem Substrat heraus ragen zu lassen. Die Schichtspannung in einer solchen galvanisch hergestellten Nickelstruktur ist dabei direkt von der Stromdichte bei der Abscheidung abhängig [1]. Da bei den hierfür notwendigen hohen Stromdichten (≥ 20 A/dm2) starke Schwankungen in der Strukturhöhe gemessen werden können, muss eine starke Variation der Stromdichtenverteilung über dem Wafer vorliegen. In diesem Artikel soll der Zusammenhang zwischen der Strukturhöhe und den dort vorherrschenden lokalen mechanischen Spannungen näher untersucht werden. Dazu werden gezielt gebogene Nickelstrukturen mit unterschiedlichen Eigenschaften über einen Wafer verteilt hergestellt und charakterisiert. Zudem werden Wege aufgezeigt, wie diese Strukturen in der Erforschung und Optimierung von mikrotechnischen Schaltern für Hohlleiter im mm-Wellen- und THz-Bereich angewendet werden können.

Journal or Publication Title: Jahrbuch der Oberflächentechnik
Title of Book: Jahrbuch der Oberflächentechnik
Volume: 70
Place of Publication: Bad Saulgau
Publisher: LEUZE Verlag
ISBN: 978-3-87480-285-7
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design (dissolved 18.12.2018)
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
Date Deposited: 23 Feb 2015 09:55
Official URL: http://www.leuze-verlag.de/neuerscheinungen/jahrbuch-oberfla...
Alternative Abstract:
Alternative abstract Language
Curved beam actuators primarily consist of a movable curved electrode, which unrolls on a dielectric layer when applying a voltage high enough. Curved nickel-beams for the use in these actuators are fabricated by taking advantage of the intrinsic stresses that occur during the electroplating process. The intrinsic stress in electroplated nickel structures directly depends on the current density during the deposition [1]. The high current densities (> 20 A/dm2) also cause large deviations in the height of the structures, which means, that there also must be a large deviation in the distribution of the current density. In this paper, the relation between the height of a structure and the local intrinsic stresses is discussed. Therefore curved nickel beams with different properties on the wafer are fabricated and characterized. In addition, the use of these results for the research on micromechanical switches for rectangular waveguides in the mm-wave and THz-range is discussed.English
Projects: LOEWE Schwerpunkt Sensors Towards Terahertz
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