[发明专利]硅材料顶层硅杨氏模量和残余应力的测试结构及测试方法

权利要求书

1.一种硅材料顶层硅杨氏模量和残余应力的测试结构，其特征在于，包括： SOI硅片，所述SOI硅片包括底层硅材料（108），在底层硅材料（108）上设有中间二氧化硅层，在中间二氧化硅层上设有顶层硅，在底层硅材料（108）有刻蚀中间二氧化硅层形成的第一锚区绝缘介质层（101）、第二锚区绝缘介质层（103）和电极绝缘介质层（104），在第一锚区绝缘介质层（102）、第二锚区绝缘介质层（103）和电极绝缘介质层（104）上分别设有刻蚀顶层硅形成的第一锚区（106）、第二锚区（107）和电极（105），在底层硅材料（108）的上方设有刻蚀顶层硅形成的双端固支梁（101），且通过双端固支梁（101）与底层硅材料（108）之间的中间二氧化硅层的释放使双端固支梁（101）悬浮于底层硅材料（108）的上方，所述双端固支梁（101）与所述电极（105）相面对。

2.一种硅材料顶层硅杨氏模量和残余应力的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、把待测的具有硅材料顶层硅杨氏模量和残余应力测试结构的样片放在半导体分析仪的探针台上，调节半导体分析仪在二极管模式，通过在电极（105）与第一锚区（106）或第二锚区（107）之间施加电压，使电压加载在所述双端固支梁（101）与所述电极（105）之间，为了使双端固支梁发生准静态变化，将电压设定在0.0V开始，电压增长的步长设定在0.1V，当双端固支梁被静电引力突然拉到固定电极上时，半导体分析仪会停止增加电压，记录下该吸合电压;

b、按照步骤a，测出两组不同长度的双端固支梁的吸合电压，并把测出的两组吸合电压值分别代入描述吸合电压、杨氏模量和残余应力关系的数学模型，可以得到一组二元方程组，通过联立求解二元方程组，计算出绝缘衬底上的硅材料顶层硅的杨氏模量和残余应力。