[发明专利]一种应用悬臂梁与固支梁结构的多层薄膜残余应力和杨氏模量测试结构及其测试方法

权利要求书

1.一种应用悬臂梁与固支梁结构的多层薄膜残余应力和杨氏模量测试结构的测试方法，其特征在于，所述测试结构包括：第一测试结构和第二测试结构，其中，

所述第一测试结构包括：两端固支梁结构(02)、加固锚区、绝缘衬底(05)、介质间隙(08)、顶层电极(01)和底层电极(09)；所述加固锚区包括第一梁锚区(04)、第二梁锚区(07)、第一顶电极锚区(03)、第二顶电极锚区(06)，其中，

所述第一梁锚区(04)和第二梁锚区(07)分别固定在绝缘衬底上，所述第一顶电极锚区(03)固定在第一梁锚区(04)上，所述第二顶电极锚区(06)固定在第二梁锚区(07)上；两个梁锚区的上端连接有两端固支梁结构(02)，两个顶电极锚区的上端连接有顶层电极(01)；所述两端固支梁结构(02)最少包括1层薄膜，当所述薄膜层数多于1层时，每层薄膜采用的材料成分均不相同，并且薄膜的两端别固定在第一梁锚区(04)和第二梁锚区(07)上，最顶层的薄膜上附着所述顶层电极，最底层的薄膜与底层电极之间存在间隙，该间隙为介质间隙，在所述介质间隙内设置有所述底层电极，所述底层电极下表面固定在所述绝缘衬底上；

所述第二测试结构包括：悬臂梁结构、梁锚区、顶电极锚区、绝缘衬底、介质间隙、顶层电极和底层电极；所述顶电极锚区固定在梁锚区上，梁锚区的上端连接有悬臂梁结构，顶电极锚区的上端连接有顶层电极，所述悬臂梁结构最少包括1层薄膜，当所述薄膜层数多于1层时，每层薄膜采用的材料成分均不相同，最顶层的薄膜上附着所述顶层电极，最底层的薄膜与底层电极之间存在间隙，该间隙为介质间隙，在所述介质间隙内设置有所述底层电极，所述底层电极下表面固定在所述绝缘衬底上；

所述测试方法包括以下步骤：

步骤S1、选取n个所述第一测试结构，该n个所述第一测试结构中任一一个第一测试结构中的两端固支梁结构的n层薄膜具有相同的长度，并且不同第一测试结构之间的薄膜长度不完全相同；

步骤S2、在所述步骤S1中的n个所述第一测试结构中，第一测试结构与第一测试结构之间，包含的薄膜材料种类不同，或者种类相同，但是同种材料的薄膜的尺寸不同；选取第i个所述第一测试结构，对该结构中的顶层电极和底层电极之间施加由零开始增加的电压差，当发生吸合现象时，记录此时的顶层电极及底层电极之间的实际吸和电压值V，重复步骤S2，直到该n个第一测试结构的的实际吸和电压值V均被记录；

步骤S3、选取n个所述第二测试结构，第二测试结构与第二测试结构之间，包含的薄膜材料种类不同；对悬臂梁和衬底施加由零开始增加的电压差，当发生吸合现象时，记录此时的实际吸和电压值V，重复步骤S2，直到该n个第二测试结构的实际吸和电压值V均被记录；

步骤S4、将2n个吸合电压V带入在线提取程序中计算得到各材料薄膜的残余应力与杨氏模量。

2.根据权利要求1所述的一种应用悬臂梁与固支梁结构的多层薄膜残余应力和杨氏模量测试结构的测试方法，其特征在于，在所述第一测试结构中，所述顶层电极(01)和底层电极(09)的长度以及宽度与所述两端固支梁结构的长度以及宽度相同。