[发明专利]一种多层薄膜热膨胀系数提取方法

权利要求书

1.一种多层薄膜热膨胀系数提取方法，其特征在于，包括n组多层双端固支梁测试结构，其中每组多层双端固支梁测试结构均包括一根等宽多层双端固支梁和一根不等宽多层双端固支梁，二者的长度相同，基于上述n组多层双端固支梁测试结构提取多层薄膜热膨胀系数的方法包括：

测量每根等宽多层双端固支梁在常温T₀下的吸合电压V_a1、V_a2、V_a3…V_an；

测量每根不等宽多层双端固支梁在常温T₀下的吸合电压V_b1、V_b2、V_b3…V_bn；

根据每根等宽多层双端固支梁在常温T₀下的吸合电压和每根不等宽多层双端固支梁在常温T₀下的吸合电压，计算第i层薄膜的等效杨氏模量和初始残余应力σ_0i；

测量每根等宽多层双端固支梁在温度T下的吸合电压V’_a1、V’_a2、V’_a3…V’_an，并计算第i层薄膜在温度T下的残余应力σ_1i；

根据第i层薄膜的等效杨氏模量和初始残余应力σ_0i，以及第i层薄膜在温度T下的残余应力σ_1i，计算各层薄膜在温度T下的热膨胀系数。

2.根据权利要求1所述的一种多层薄膜热膨胀系数提取方法，其特征在于，还包括：

测量每根等宽多层双端固支梁在不同温度下的吸合电压，并计算第i层薄膜在不同温度下的残余应力；

根据第i层薄膜的等效杨氏模量和初始残余应力σ_0i，以及第i层薄膜在不同温度下的残余应力，计算各层薄膜在不同温度下的热膨胀系数。

3.根据权利要求1所述的一种多层薄膜热膨胀系数提取方法，其特征在于，所述测量每根等宽多层双端固支梁在常温T₀下的吸合电压V_a1、V_a2、V_a3…V_an的具体方法包括：在每根等宽多层双端固支梁的上下电极之间施加扫描电压，使每根等宽多层双端固支梁向下弯曲，直至与下电极接触，发生吸合，测量每根等宽多层双端固支梁在常温T₀下的吸合电压V_a1、V_a2、V_a3…V_an。

4.根据权利要求1所述的一种多层薄膜热膨胀系数提取方法，其特征在于，所述测量每根不等宽多层双端固支梁在常温T₀下的吸合电压V_b1、V_b2、V_b3…V_bn的具体方法包括：在每根不等宽多层双端固支梁的上下电极之间施加扫描电压，使每根不等宽多层双端固支梁向下弯曲，直至与下电极接触，发生吸合，测量每根不等宽多层双端固支梁在常温T₀下的吸合电压V_b1、V_b2、V_b3…V_bn。

5.根据权利要求1所述的一种多层薄膜热膨胀系数提取方法，其特征在于，所述测量每根等宽多层双端固支梁在温度T下的吸合电压V’_a1、V’_a2、V’_a3…V’_an的具体方法包括：对每根等宽多层双端固支梁进行环境温度加热，使每根等宽多层双端固支梁的温度保持在T，在每根等宽多层双端固支梁的上下电极之间施加扫描电压，使每根等宽多层双端固支梁向下弯曲，直至与下电极接触，发生吸合，测量每根等宽多层双端固支梁在温度T下的吸合电压V’_a1、V’_a2、V’_a3…V’_an。

6.根据权利要求1所述的一种多层薄膜热膨胀系数提取方法，其特征在于，计算第i层薄膜在温度T下的热膨胀系数α_i(T)的公式为：

其中，为第i层薄膜的等效杨氏模量，σ_0i为第i层薄膜的初始残余应力，σ_1i为第i层薄膜在温度T下的残余应力。