[发明专利]MEMS中的薄膜应力检测结构及其制备方法

说明书

本申请涉及一种MEMS中的薄膜应力检测结构。MEMS中的薄膜应力检测结构包括基板、指针、第一悬臂、第二悬臂、第一支撑体、第二支撑体和标尺。第一悬臂包括相对的第一端和第二端。第二悬臂包括相对的第三端和第四端。沿指针的延伸方向，第一端与第三端交错连接于指针的两侧。第二端与第一支撑体连接。第四端与第二支撑体连接。当第一悬臂和第二悬臂内部存在应力时，分别通过第一端和第三端对指针施加转动力矩，转动力矩带动指针转动。刻度标识用于标识指针端的位置。通过刻度标识获知指针端的位置发生变化，进而获知第一悬臂和第二悬臂内部应力的变化。MEMS中的薄膜应力检测结构的结构简单，通过直观的刻度标识即能辨识应力的变化。

技术领域

本申请涉及检测技术领域，特别是涉及一种MEMS中的薄膜应力检测结构及其制备方法。

背景技术

微机电系统是在微电子技术(半导体制造技术)基础上发展起来的，融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。微机电系统结构体积小、重量轻。微机电系统在航天、航空、船舶、电子等军事及民用领域具有不可替代的优势，其应用越来越广泛。

在以体硅工艺为基础的微机电系统工艺加工工程中，通常使用化学气相沉积(CVD)、电镀、溅射和氧化等工艺在硅衬底上制备各种不同的单层或多层复合薄膜。在制备过程中，由于存在晶格失配、热膨胀系数不同或薄膜内部的缺陷等原因，薄膜中会产生应力。薄膜应力会造成薄膜的弯曲或翘曲。极端情况下，薄膜应力会使硅衬底产生断裂。薄膜应力也会影响器件电学性能和机械性能。

目前薄膜应力的测试手段有X射线衍射法或Raman光谱法等，这些方法操作复杂。怎样才能简便的检测出薄膜应力的变化是亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对怎样才能简便的检测出薄膜应力的大小的问题，提供一种MEMS中的薄膜应力检测结构。

一种MEMS中的薄膜应力检测结构包括基板、指针、第一悬臂、第二悬臂、第一支撑体、第二支撑体和标尺。所述指针与所述基板的表面间隔设置。所述指针包括指针端。所述第一悬臂和所述第二悬臂分别与所述基板的表面间隔设置。所述第一悬臂和所述第二悬臂分别错位设置于所述指针的两侧。所述第一悬臂包括相对的第一端和第二端。所述第二悬臂包括相对的第三端和第四端。沿所述指针的延伸方向，所述第一端与所述第三端交错连接于所述指针的两侧。

所述第一支撑体和所述第二支撑体设置于所述基板的表面。所述第二端与所述第一支撑体连接。所述第四端与所述第二支撑体连接。所述标尺设置于所述基板的表面。所述标尺与所述指针端间隔设置。所述标尺包括刻度标识。所述刻度标识用于标识所述指针端的位置。

在一个实施例中，所述第一端连接于所述指针的中部。

在一个实施例中，所述第一支撑体包括第一支柱和第一薄膜体。所述第一支柱设置于所述基板的表面。所述第一薄膜体设置于所述第一支柱远离所述基板的表面，且所述第一薄膜体与所述第二端连接。

在一个实施例中，所述第二支撑体包括第二支柱和第二薄膜体。所述第二支柱设置于所述基板的表面。所述第二薄膜体设置于所述第二支柱远离所述基板的表面，且所述第二薄膜体与所述第四端连接。

在一个实施例中，所述指针、所述第一悬臂和所述第二悬臂分别为直线结构。所述第一悬臂与所述指针的夹角为第一夹角。所述第二悬臂与所述指针的夹角为第二夹角，所述第一夹角与所述第二夹角相等。

在一个实施例中，所述第一夹角为直角。

在一个实施例中，所述标尺包括第三支柱和标尺薄膜体。所述第三支柱设置于所述基板的表面。所述第三支柱与所述指针端间隔设置。所述标尺薄膜体设置于所述第三支柱远离所述基板的表面。所述标尺薄膜体靠近所述指针的边缘为弧形结构，所述刻度标识设置于所述弧形结构。