絕緣襯底上薄膜硅材料楊氏模量測(cè)試結(jié)構(gòu)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種測(cè)量絕緣襯底上薄膜硅材料楊氏模量測(cè)試結(jié)構(gòu)及方法。該測(cè)試結(jié)構(gòu)由兩組結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中第一組結(jié)構(gòu)由一個(gè)多晶硅懸臂梁(101)、一個(gè)薄膜硅懸臂梁(103)和一個(gè)由薄膜硅制作的墊板(102)組成；第二組結(jié)構(gòu)由一個(gè)多晶硅懸臂梁和一個(gè)薄膜硅制作的墊板組成。實(shí)際測(cè)量薄膜硅楊氏模量的單元是薄膜硅懸臂梁，而這兩組結(jié)構(gòu)的差別僅在于是否包括薄膜硅懸臂梁，兩組結(jié)構(gòu)中其他對(duì)應(yīng)單元結(jié)構(gòu)和幾何尺寸完全相同。施加靜電力使多晶硅懸臂梁下彎并進(jìn)而下壓薄膜硅懸臂梁和墊板接觸襯底。通過兩組測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)試提取出單獨(dú)驅(qū)動(dòng)薄膜硅懸臂梁彎曲到測(cè)試撓度所需要的力，由力、測(cè)試撓度和幾何尺寸可以計(jì)算得到絕緣襯底上薄膜硅材料的楊氏模量。
【專利說(shuō)明】絕緣襯底上薄膜娃材料楊氏模量測(cè)試結(jié)構(gòu)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種絕緣襯底上薄膜娃材料楊氏模量的測(cè)試結(jié)構(gòu)。屬于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)材料參數(shù)測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】。
技術(shù)背景
[0002]微機(jī)電器件的性能與材料參數(shù)有密切的關(guān)系，由于加工過程的影響，一些材料參數(shù)將產(chǎn)生變化，這些由加工工藝所導(dǎo)致的不確定因素，將使得器件設(shè)計(jì)與性能預(yù)測(cè)出現(xiàn)不確定和不穩(wěn)定的情況。材料參數(shù)測(cè)試目的就在于能夠?qū)崟r(shí)地測(cè)量由具體工藝制造的微機(jī)電器件材料參數(shù)，對(duì)工藝的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)控，并將參數(shù)反饋給設(shè)計(jì)者，以便對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正。因此，不離開加工環(huán)境并采用通用設(shè)備進(jìn)行的測(cè)試成為工藝監(jiān)控的必要手段。材料力學(xué)性能的物理參數(shù)主要包括楊氏模量、泊松比、殘余應(yīng)力、斷裂強(qiáng)度等。
[0003]在MEMS【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)，絕緣襯底上的硅膜(一種SOI材料)是一種常用的襯底材料，主要由三層材料疊合而成，自下而上為大襯底，絕緣層(通常為二氧化硅)，硅膜層。這類SOI材料通常采用兩類方法制造:注氧和鍵合。注氧SOI材料所形成的硅膜比較薄，大約為幾百納米，鍵合形成的SOI材料上的硅膜相對(duì)注氧結(jié)構(gòu)要厚一些，幾微米到幾十微米。SOI材料中的絕緣層主要是二氧化硅，其中注氧形成的二氧化硅通常只有幾十納米，鍵合形成SOI的二氧化硅則相對(duì)厚一些，厚度范圍也大一些。這些二氧化硅常作為制作MEMS器件的犧牲層，即這層二氧化硅在結(jié)構(gòu)下的部分最終將被腐蝕掉，這樣，上層硅膜所制作的結(jié)構(gòu)可以做離面或面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。不論是注氧工藝還是鍵合工藝，都將在上面的硅膜中形成應(yīng)力。絕緣襯底上的硅膜為單晶硅薄膜，其薄膜材料的力學(xué)參數(shù)和晶向有關(guān)。采用絕緣襯底上的薄膜硅所制作的MEMS器件通常是離面運(yùn)動(dòng)形式，而絕緣襯底上的厚膜硅所制作的MEMS器件通常是面內(nèi)運(yùn)動(dòng)形式。
[0004]目前大多數(shù)微機(jī)電材料參數(shù)在線測(cè)試結(jié)構(gòu)主要是測(cè)量微機(jī)械表面加工工藝所制作的薄膜材料，如各層多晶硅、金屬層等。隨著絕緣襯底上的硅膜材料在MEMS加工中越來(lái)越多的得到應(yīng)用，對(duì)于絕緣襯底上硅膜材料的楊氏模量、泊松比、殘余應(yīng)力、斷裂強(qiáng)度等力學(xué)參數(shù)的在線測(cè)量需求越來(lái)越大。
[0005]本發(fā)明提供了一種測(cè)量絕緣襯底上薄膜硅材料楊氏模量的測(cè)試結(jié)構(gòu)。測(cè)試結(jié)構(gòu)由兩組結(jié)構(gòu)構(gòu)成。其中第一組由一個(gè)多晶硅懸臂梁、一個(gè)薄膜硅懸臂梁、一個(gè)由薄膜硅制作的墊板組成；第二組由一個(gè)多晶硅懸臂梁和一個(gè)由薄膜硅制作的墊板組成。實(shí)際測(cè)量薄膜硅楊氏模量的單元是薄膜硅懸臂梁，而兩組結(jié)構(gòu)的差別僅在于是否包括薄膜硅懸臂梁，兩組結(jié)構(gòu)中其他對(duì)應(yīng)單元結(jié)構(gòu)和幾何尺寸完全相同。施加靜電力使多晶硅懸臂梁下彎并進(jìn)而下壓薄膜硅懸臂梁和墊板接觸襯底。通過兩組測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)試提取出單獨(dú)驅(qū)動(dòng)薄膜硅懸臂梁彎曲到測(cè)試撓度所需要的力，由力、測(cè)試撓度和幾何尺寸可以計(jì)算得到絕緣襯底上薄膜硅材料的楊氏模量。本發(fā)明的測(cè)試結(jié)構(gòu)、測(cè)量方法和參數(shù)提取的方法極其簡(jiǎn)單。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]技術(shù)問題:測(cè)量材料的楊氏模量通常需要知道結(jié)構(gòu)受力大小和結(jié)構(gòu)受力所產(chǎn)生的形變或彎曲的撓度。本發(fā)明提出了一種絕緣襯底上薄膜硅材料楊氏模量測(cè)試結(jié)構(gòu)及方法。利用兩組測(cè)試單元提取出楊氏模量測(cè)量單元所受到的力的大小，利用SOI材料中二氧化硅層的厚度設(shè)置楊氏模量測(cè)量單元受力彎曲的撓度。
[0007]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]該測(cè)試結(jié)構(gòu)由兩組單元組成:其中一組用于測(cè)量包含了薄膜硅楊氏模量測(cè)量單元的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定彎曲撓度時(shí)所施加力的大?。涣硪唤M用于測(cè)量在同樣彎曲撓度條件下，去除薄膜硅的楊氏模量測(cè)量單元后所需要施加的力的大小。將兩次所施加的力相減，得到在薄膜硅的楊氏模量測(cè)量單元上實(shí)際受到的力值，根據(jù)該值和彎曲撓度并結(jié)合測(cè)試結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)，即可計(jì)算得到該絕緣襯底上薄膜硅材料的楊氏模量。另一方面，由于在SOI材料上制作的MEMS結(jié)構(gòu)在犧牲層腐蝕時(shí)很容易使結(jié)構(gòu)的錨區(qū)受到鉆蝕，使錨區(qū)的強(qiáng)度受到影響，必須對(duì)其進(jìn)行加固。
[0009]實(shí)際測(cè)試絕緣襯底上的薄膜娃材料楊氏模量的單兀，為一個(gè)由該薄膜娃材料制作的懸臂梁(以下簡(jiǎn)稱薄膜硅懸臂梁)。驅(qū)動(dòng)薄膜硅懸臂梁向下彎曲的作用力源是一個(gè)利用靜電驅(qū)動(dòng)的多晶硅懸臂梁(以下簡(jiǎn)稱為多晶硅懸臂梁)。彎曲撓度為SOI中二氧化硅層厚度，也即當(dāng)薄膜硅懸臂梁向下彎曲接觸到大襯底時(shí)測(cè)試結(jié)束。
[0010]根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明提出了一種絕緣襯底上薄膜硅材料楊氏模量測(cè)試結(jié)構(gòu)，該測(cè)試結(jié)構(gòu)由兩組結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中第一組結(jié)構(gòu)由一個(gè)多晶硅懸臂梁、一個(gè)薄膜硅懸臂梁和一個(gè)由薄膜硅制作的墊板組成；第二組結(jié)構(gòu)由一個(gè)多晶硅懸臂梁和一個(gè)薄膜硅制作的墊板組成；
[0011]所述第一組測(cè)試結(jié)構(gòu)的多晶硅懸臂梁由第一錨區(qū)、細(xì)長(zhǎng)梁、作為上電極的寬梁、細(xì)短梁和下電極組成，自左向右，第一錨區(qū)、細(xì)長(zhǎng)梁、寬梁和細(xì)短梁依次連接，下電極位于作為上電極的寬梁之下，寬梁和下電極之間是空氣層，在細(xì)短梁的下部設(shè)有第一凸點(diǎn)、第二凸點(diǎn)，分別作為對(duì)于薄膜硅懸臂梁和墊板的施力點(diǎn)，
[0012]所述第一組結(jié)構(gòu)中由絕緣襯底上薄膜硅材料制作的薄膜硅懸臂梁由第二錨區(qū)和長(zhǎng)梁連接而成，薄膜硅懸臂梁和多晶硅懸臂梁垂直，長(zhǎng)梁的自由端位于多晶硅懸臂梁中細(xì)短梁下的第一凸點(diǎn)之下，
[0013]所述第一組測(cè)試結(jié)構(gòu)中的墊板包括矩形板、兩個(gè)支撐矩形板的第一折疊梁、第二折疊梁、分別連接第一折疊梁、第二折疊梁的第四錨區(qū)、第五錨區(qū)；墊板材料與薄膜硅十字梁相同，均采用絕緣襯底上的薄膜硅制作，矩形板的中心位于多晶硅懸臂梁中細(xì)短梁的右邊第二凸點(diǎn)之下；
[0014]薄膜硅懸臂梁和墊板中的第二錨區(qū)、第四錨區(qū)、第五錨區(qū)均采用加固結(jié)構(gòu)，即在這些錨區(qū)之上有一層包裹材料，該包裹材料覆蓋住全部錨區(qū)并向外延伸至二氧化硅層區(qū)域，包裹材料圖形大于錨區(qū)部分并直接生長(zhǎng)在SOI材料中的二氧化硅層上。
[0015]所述第二組測(cè)試結(jié)構(gòu)中的多晶硅懸臂梁和墊板的幾何形狀、尺寸以及相對(duì)位置與第一組的多晶硅懸臂梁和墊板相同。
[0016]本發(fā)明的絕緣襯底上的薄膜硅材料楊氏模量測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)量方法是，利用第一組結(jié)構(gòu)和第二組結(jié)構(gòu)相同部分在相同測(cè)試撓度下受力相同的原理，提取出驅(qū)動(dòng)絕緣襯底上的薄膜硅材料制作的懸臂梁末端達(dá)到測(cè)試撓度時(shí)所需要的靜電力，[0017]所述第一組結(jié)構(gòu)在測(cè)試撓度下的靜電力Fl包含了三部分:驅(qū)動(dòng)多晶硅懸臂梁彎曲所需要的力；下壓墊板所需要的力；由待測(cè)薄膜硅材料制作的懸臂梁彎曲所需要的力，
[0018]所述第二組結(jié)構(gòu)在測(cè)試撓度下的靜電力F2包括了兩部分:驅(qū)動(dòng)多晶硅懸臂梁彎曲所需要的力；下壓墊板所需要的力，
[0019]Fl減去F2即為單獨(dú)驅(qū)動(dòng)由待測(cè)絕緣襯底上薄膜硅材料制作的懸臂梁到達(dá)測(cè)試撓度所需要的凈力。
[0020]由絕緣襯底上薄膜硅制作的懸臂梁末端的測(cè)試撓度等于二氧化硅層的厚度。
[0021]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)在于絕緣襯底上的薄膜硅材料楊氏模量測(cè)試方法簡(jiǎn)單，測(cè)試設(shè)備要求低，測(cè)試過程及測(cè)試參數(shù)值穩(wěn)定。加工過程與微機(jī)電器件同步，沒有特殊加工要求。完全符合在線測(cè)試的要求。計(jì)算方法僅限于簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)公式。本發(fā)明的測(cè)試結(jié)構(gòu)、測(cè)量方法和參數(shù)提取的計(jì)算方法極其簡(jiǎn)單，適應(yīng)性廣。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明的第一組結(jié)構(gòu)。
[0024]圖2是本發(fā)明的第二組結(jié)構(gòu)。
[0025]圖3是本發(fā)明的薄膜硅加固錨區(qū)結(jié)構(gòu)。
[0026]圖中有:
[0027]多晶硅懸臂梁101、第一錨區(qū)101-1、細(xì)長(zhǎng)梁101-2、寬梁101-3、細(xì)短梁101-4、第一凸點(diǎn)101-5、第二凸點(diǎn)101-6、下電極101-7，
[0028]墊板102、墊板102、矩形板102_1、第一折疊梁102-2、第二折疊梁102-3、第四錨區(qū)102-4、第五錨區(qū)102-5、第二凸點(diǎn)101-6，
[0029]薄膜硅懸臂梁103、長(zhǎng)梁103-1、第二錨區(qū)103-2，
[0030]大襯底200、二氧化硅層201、薄膜硅層202、包裹層203。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖1、圖2和圖3對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0032]本發(fā)明提供了一種測(cè)量絕緣襯底上薄膜硅材料楊氏模量的測(cè)試結(jié)構(gòu)。該測(cè)試結(jié)構(gòu)由兩組結(jié)構(gòu)構(gòu)成。其中第一組結(jié)構(gòu)如圖1所示，該組結(jié)構(gòu)由一個(gè)多晶硅懸臂梁101、一個(gè)薄膜硅懸臂梁103、一個(gè)由薄膜硅制作的墊板102組成；第二組如圖2所示，由一個(gè)多晶硅懸臂梁101和一個(gè)由薄膜硅制作的墊板102組成。這兩組結(jié)構(gòu)的差別僅在于是否包括薄膜硅懸臂梁103，兩組結(jié)構(gòu)中其他對(duì)應(yīng)單元結(jié)構(gòu)和幾何尺寸完全相同。
[0033]所述第一組測(cè)試結(jié)構(gòu)的多晶硅懸臂梁101由第一錨區(qū)101-1、細(xì)長(zhǎng)梁101-2、作為上電極的寬梁101-3、細(xì)短梁101-4和下電極101-7組成，自左向右，第一錨區(qū)101-1、細(xì)長(zhǎng)梁101-2、寬梁101-3和細(xì)短梁101-4依次連接，下電極101-7位于作為上電極的寬梁
101-3之下，寬梁101-3和下電極101-7之間是空氣層，在細(xì)短梁101-4的下部設(shè)有第一凸點(diǎn)101-5、第二凸點(diǎn)101-6，分別作為對(duì)于薄膜硅懸臂梁103和墊板102的施力點(diǎn)，
[0034]所述第一組結(jié)構(gòu)中由絕緣襯底上薄膜硅材料制作的薄膜硅懸臂梁103由第二錨區(qū)103-2和長(zhǎng)梁103-1連接而成，薄膜硅懸臂梁103和多晶硅懸臂梁101垂直，長(zhǎng)梁103-1的自由端位于多晶硅懸臂梁101中細(xì)短梁101-4下的第一凸點(diǎn)101-5之下，
[0035]所述第一組測(cè)試結(jié)構(gòu)中的墊板102包括矩形板102-1、兩個(gè)支撐矩形板102_1的第一折疊梁102-2、第二折疊梁102-3、分別連接第一折疊梁102-2、第二折疊梁102-3的第四錨區(qū)102-4、第五錨區(qū)102-5 ;墊板102材料與薄膜硅十字梁103相同，均采用絕緣襯底上的薄膜硅制作，矩形板102-1的中心位于多晶硅懸臂梁101中細(xì)短梁101-4的右邊第二凸點(diǎn)
101-6之下；
[0036]所述第二組測(cè)試結(jié)構(gòu)中的多晶硅懸臂梁101和墊板102的幾何形狀、尺寸以及相對(duì)位置均與第一組的多晶硅懸臂梁101和墊板102相同。兩組結(jié)構(gòu)的差別僅在于是否包括薄膜硅懸臂梁103。
[0037]薄膜硅懸臂梁103和墊板102中的第二錨區(qū)103_2、第四錨區(qū)102_4、第五錨區(qū)
102-5均采用加固結(jié)構(gòu)，即在這些錨區(qū)之上有一層包裹材料203，該包裹材料203覆蓋住全部錨區(qū)并向外延伸至二氧化硅層201區(qū)域，包裹材料203圖形大于錨區(qū)部分并直接生長(zhǎng)在SOI材料中的二氧化硅層201上。
[0038]錨區(qū)結(jié)構(gòu)如圖3所示，在SOI材料的大襯底200之上是絕緣材料二氧化硅201，錨區(qū)由SOI材料的上層硅膜202制作，在硅膜202制作的錨區(qū)之上，覆蓋了 一層包裹材料203，本實(shí)施例為多晶硅，包裹材料覆蓋住全部錨區(qū)并向外延伸至二氧化硅201區(qū)域。
[0039]絕緣襯底上薄膜娃材料楊氏模量的測(cè)試原理如下:
[0040]首先對(duì)第一組結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，在多晶硅懸臂梁101的上下極板之間施加逐漸增加的電壓，該電壓產(chǎn)生的多晶硅懸臂梁101的右端向下彎曲，同時(shí)通過第一凸點(diǎn)101-5、第二凸點(diǎn)101-6壓迫薄膜硅懸臂梁103中長(zhǎng)梁103-1的自由端和墊板102的矩形板102-1向下移動(dòng)，直至矩形板102-1和長(zhǎng)梁103-1自由端接觸大襯底200。此時(shí)薄膜硅懸臂梁的撓度就等于二氧化硅201的厚度。由撓度和所施加的電壓值Vl可以計(jì)算得到此時(shí)的靜電力Fl。Fl包括了三個(gè)部分:多晶硅懸臂梁101彎曲所需要的力；下壓墊板102中矩形板102-1移動(dòng)所需要的力；薄膜硅懸臂梁103彎曲所需要的力。
[0041]接下來(lái)對(duì)第二組結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試。同樣地，通過上下極板施加逐漸增加的電壓，使多晶硅懸臂梁101的右端向下彎曲，同時(shí)通過第二凸點(diǎn)101-6壓迫墊板102的矩形板102-1向下移動(dòng)，當(dāng)矩形板102-1接觸大襯底200時(shí)停止增加電壓并記錄電壓值V2。由所施加的電壓值V2和移動(dòng)距離(撓度)可以計(jì)算得到此時(shí)的靜電力F2。F2包括了兩個(gè)部分:多晶硅懸臂梁101彎曲所需要的力；下壓墊板102中矩形板102-1移動(dòng)所需要的力。
[0042]Fl減去F2即為單獨(dú)驅(qū)動(dòng)薄膜硅懸臂梁103到達(dá)設(shè)定撓度所需要的凈力F3。由該力的值、測(cè)試撓度和薄膜硅懸臂梁103的幾何尺寸可以計(jì)算得到薄膜硅材料的楊氏模量。
[0043]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種絕緣襯底上薄膜硅材料楊氏模量測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于該測(cè)試結(jié)構(gòu)由兩組結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中第一組結(jié)構(gòu)由一個(gè)多晶硅懸臂梁(101)、一個(gè)薄膜硅懸臂梁(103)和一個(gè)由薄膜硅制作的墊板(102)組成；第二組結(jié)構(gòu)由一個(gè)多晶硅懸臂梁(101)和一個(gè)薄膜硅制作的墊板(102)組成； 所述第一組測(cè)試結(jié)構(gòu)的多晶硅懸臂梁(101)由第一錨區(qū)(101-1)、細(xì)長(zhǎng)梁(101-2)、作為上電極的寬梁(101-3)、細(xì)短梁(101-4)和下電極(101-7)組成，自左向右，第一錨區(qū)(101-1)、細(xì)長(zhǎng)梁(101-2)、寬梁(101-3)和細(xì)短梁(101-4)依次連接，下電極(101-7)位于作為上電極的寬梁(101-3)之下，寬梁(101-3)和下電極(101-7)之間是空氣層，在細(xì)短梁(101-4)的下部設(shè)有第一凸點(diǎn)(101-5)、第二凸點(diǎn)(101-6)，分別作為對(duì)于薄膜硅懸臂梁(103)和墊板(102)的施力點(diǎn)， 所述第一組結(jié)構(gòu)中由絕緣襯底上薄膜硅材料制作的薄膜硅懸臂梁(103)由第二錨區(qū)(103-2)和長(zhǎng)梁(103-1)連接而成，薄膜硅懸臂梁(103)和多晶硅懸臂梁(101)垂直，長(zhǎng)梁(103-1)的自由端位于多晶硅懸臂梁(101)中細(xì)短梁(101-4)下的第一凸點(diǎn)(101-5)之下， 所述第一組測(cè)試結(jié)構(gòu)中的墊板(102)包括矩形板(102-1)、兩個(gè)支撐矩形板(102-1)的第一折疊梁(102-2)、第二折疊梁(102-3)、分別連接第一折疊梁(102-2)、第二折疊梁(102-3)的第四錨區(qū)(102-4)、第五錨區(qū)(102-5);墊板(102)材料與薄膜硅十字梁(103)相同，均采用絕緣襯底上的薄膜硅制作，矩形板(102-1)的中心位于多晶硅懸臂梁(101)中細(xì)短梁(101-4)的右邊第二凸點(diǎn)(101-6)之下； 所述第二組測(cè)試結(jié)構(gòu)中的多晶硅懸臂梁(101)和墊板(102)的幾何形狀、尺寸以及相對(duì)位置均與第一組的多晶硅懸臂梁(101)和墊板(102)相同。兩組結(jié)構(gòu)的差別僅在于是否包括薄膜硅懸臂梁(103)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣襯底上的薄膜硅材料楊氏模量測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于薄膜硅懸臂梁(103)和墊板(102)中的第二錨區(qū)(103-2)、第四錨區(qū)(102-4)、第五錨區(qū)(102-5)均采用加固結(jié)構(gòu)，即在這些錨區(qū)之上有一層包裹材料(203)，該包裹材料(203)覆蓋住全部錨區(qū)并向外延伸至二氧化硅層(201)區(qū)域，包裹材料(203)圖形大于錨區(qū)部分并直接生長(zhǎng)在SOI材料中的二氧化硅層(201)上。
3.—種如權(quán)利要求1所述的絕緣襯底上的薄膜硅材料楊氏模量測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)量方法，其特征在于利用第一組結(jié)構(gòu)和第二組結(jié)構(gòu)相同部分在相同測(cè)試撓度下受力相同的原理，提取出驅(qū)動(dòng)絕緣襯底上的薄膜硅材料制作的懸臂梁(103)末端達(dá)到測(cè)試撓度時(shí)所需要的靜電力， 所述第一組結(jié)構(gòu)在測(cè)試撓度下的靜電力Fl包含了三部分:驅(qū)動(dòng)多晶硅懸臂梁(101)彎曲所需要的力；下壓墊板(102)所需要的力；由待測(cè)薄膜硅材料制作的懸臂梁(103)彎曲所需要的力， 所述第二組結(jié)構(gòu)在測(cè)試撓度下的靜電力F2包括了兩部分:驅(qū)動(dòng)多晶硅懸臂梁(101)彎曲所需要的力；下壓墊板(102)所需要的力， Fl減去F2即為單獨(dú)驅(qū)動(dòng)由待測(cè)絕緣襯底上薄膜硅材料制作的懸臂梁(103)到達(dá)測(cè)試撓度所需要的凈力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣襯底上的薄膜硅材料楊氏模量測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于由絕緣襯底上薄膜硅制作的懸臂梁(103)末端的測(cè)試撓度等于二氧化硅層(201)的厚度。
【文檔編號(hào)】G01N3/20GK104034603SQ201410242784
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】李偉華, 王雷, 張璐, 周再發(fā) 申請(qǐng)人:東南大學(xué)