[发明专利]膜层结构测试系统及膜层电学参数测试结构

说明书

本发明公开一种膜层结构测试系统，其包括信号产生模块、待测模块、信号放大模块以及信号处理模块，信号产生模块用于产生检测信号；待测模块包括压电薄膜，待测模块用于接收检测信号，将压电薄膜通过逆压电效应产生形变并将形变转换成电信号，再将该电信号在压电薄膜通过正压电效应产生输出电信号；信号放大模块用于将接收的输出电信号进行放大处理产生放大电信号；信号处理模块用于分别接收检测信号和放大电信号，再进行比较处理，获得压电薄膜的电学参数。本发明还公开两种应用于膜层结构测试系统的膜层电学参数测试结构。与相关技术相比，本发明的膜层结构测试系统和膜层电学参数测试结构的结构简单且易于测试。

【技术领域】

本发明涉及测试技术领域，尤其涉及应用于压电薄膜的膜层结构测试系统及膜层电学参数测试结构。

【背景技术】

压电材料在各种领域均有广泛的应用，如压电换能器，压电传感器，压电驱动器，滤波器，谐振器等。随着半导体加工工艺的发展无线终端的多元化的需求，MEMS压电麦克风，MEMS压电扬声器，SAW，FBAR逐步走向商用产品中。为了满足压电MEMS器件的微型化、低功耗、高性能的需求，上述器件往往采用压电膜层结构(即压电材料薄膜)，而压电系数正是衡量上述器件的性能的重要指标。目前，压电系数一般采用通过商业设备进行测试。目前，压电系数通过商业专业测试设备进行测试。

相关技术的压电系数测试的系统和结构一般采用两种方法：第一种是利用“逆压电效应”，即通过加电信号使材料产生形变，再通过光学检测设备测量材料的形变量的大小，测量压电系数，如激光干涉法，激光多普勒测振仪和压电力显微镜。第二种是利用“正压电效应”，即通过施加力使材料产生电荷，通过测量电荷的大小测量压电系数。

然而，相关技术的测试的准确度均受限于台面面型与工装夹具的精度。其中，检测多利用光学方案获取振幅，测试系统复杂且昂贵，需要考虑反射、折射、损耗等。当膜层结构为超微小的膜层结构时，受限测试光斑尺寸，无法获取超微小膜层结构相关性能。

因此，有必要对上述系统进行改进以解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种结构简单且易于测试的膜层结构测试系统及膜层电学参数测试结构。

为了实现上述目的，本发明提供一种膜层结构测试系统，所述膜层结构测试系统包括：

信号产生模块，用于产生检测信号；

待测模块，所述待测模块包括待测试的压电薄膜，所述待测模块用于接收所述检测信号，将根据该检测信号在所述压电薄膜通过逆压电效应产生形变，并将所述形变转换成电信号，再将该电信号在所述压电薄膜通过正压电效应产生输出电信号；

信号放大模块，用于接收所述输出电信号，再将接收的所述输出电信号进行放大处理产生放大电信号；

信号处理模块，用于分别接收所述检测信号和所述放大电信号，再将所述检测信号和所述放大电信号进行比较处理，获得所述压电薄膜的电学参数。

优选的，所述电学参数包括压电系数、频率响应曲线、品质因数以及谐振频率。

优选的，所述检测信号为高频电信号。

优选的，所述信号处理模块为锁相放大器。

优选的，所述膜层结构测试系统处于真空状态下进行测试。