[发明专利]一种基于横卧T形梁的MEMS微梁应力梯度的各向异性测试结构和测量方法

权利要求书

1.一种基于横卧T形梁的MEMS微梁应力梯度的各向异性测试结构，其特征在于：包括衬底、正方柱、四个锚区以及四根被测横卧T形梁；

所述正方柱固定于衬底上表面的中央位置；

所述四根被测横卧T形梁的材料和尺寸完全相同，对称分布于正方柱的四周，并悬置在衬底的上方；被测横卧T形梁的一端分别固定在各自锚区的侧面，另一端在接近末端边缘的一小截处的宽度宽于其它地方形成横卧T形梁的翼缘；

所述四根被测横卧T形梁的上表面与正方柱的顶面处于同一平面，且横卧T形梁的翼缘边分别靠近并平行正方柱顶面的四条边，在正方柱外围围成一不完全封闭的正方图形。

2.根据权利要求1所述的一种基于横卧T形梁的MEMS微梁应力梯度的各向异性测试结构的测试方法，其特征在于：具体步骤如下：

1)将释放工序前后的测试结构分别置于光学显微镜下观察，放大倍数根据测试结构的尺寸而定，调节显微镜的焦距直至测试结构的图像清晰可见，分别记录测试结构释放工序前后的俯视图像；

2)对比释放工序前后的两张图像，分析结构释放后，正方柱外围围成的不完全封闭的正方图形是否发生变化；无变化表明被测横卧T形梁不存在应力，否则有应力梯度的存在；

如果被测横卧T形梁不存在应力梯度，那么横卧T形梁结构释放后，横卧T形梁在水平面上的投影长度不变；那么，由四根横卧T形梁围成的正方图形也保持不变；

如果被测横卧T形梁存在应力梯度，那么在横卧T形梁被释放悬空后，横卧T形梁会向上翘起或向下弯曲，导致在水平面上的投影长度明显缩短，因而由四根横卧T形梁的T形横边所围成的正方图形将扩大；

3)对于发生变化的正方图形，测量各T形横边与正方柱对应边的间距变化量，从而获知横卧T形梁弯曲程度，判断出结构层应力梯度的大小；

若变化后的图形仍为正方形，表明在同一水平面上相互垂直的两个方向上的横卧T形梁的弯曲情况相同，应力梯度与方向基本无关；

若变化后的图形变为长方形，表明在同一水平面上相互垂直的两个方向上的横卧T形梁弯曲情况有差异，应力梯度与方向有关，可分别测量和获取相互垂直的两个方向的应力梯度。