[实用新型]一种薄膜拉伸应变的测试器

说明书

一种薄膜拉伸应变的测试器，包括水平基座，水平基座上方放置有测试样品，测试样品上方设置有用于定位的显微镜，水平基座上设置有用于进行轴线位移的左轴向线性位移台和右轴向线性位移台，的左轴向线性位移台和右轴向线性位移台顶部设置有左圆柱和右圆柱，左圆柱和右圆柱与设在测试样品的左圆孔和右圆孔对应设置，本实用新型具有测试平台简单、成本低、测试方便的特点。

技术领域

本实用新型涉及测量薄膜断裂韧性技术领域，特别涉及一种薄膜拉伸应变的测试器。

背景技术

对于薄膜材料，由于厚度一般在微米或亚微米量级，采用通常的压、拉、弯等方法对其力学性能进行测试的难度很大。目前比较成熟的方法就是采用纳米压痕技术对附着在基底表面薄膜进行压入，测试其硬度、弹性模量等参数，但基底材料的影响往往难以避免。因此，薄膜研究领域近年来尝试实现自由薄膜(与基底脱离)的拉伸测试，进而对断裂韧性等参量进行有效表征。

拉伸法是对无基底材料约束自由薄膜的力学性能进行有效测试的最直接方法，但微小薄膜样品的夹持和微小力和位移的加载是个难题。根据文献报到，国外有学者采用静电吸附的方法对自由薄膜进行加持，然后采用高精度微拉伸仪对薄膜进行拉伸测试；也有采用从单晶硅基底的背面进行刻蚀，直至穿透基底使薄膜悬空(周边薄膜仍然附着在基底表面)，然后采用纳米压痕仪对薄膜从上往下垂直加载，使薄膜承受纵向拉伸作用。但上述方法涉及复杂的样品制备和微、纳米量级的微拉伸测试设备，到目前为止还没有成熟的商业化设备。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种薄膜拉伸应变的测试器，可用于薄膜断裂韧性的实验表征，具有测试平台简单、成本低、测试方便的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种薄膜拉伸应变的测试器，包括水平基座2，水平基座2上方放置有测试样品1，测试样品1上方设置有显微镜7，所述的水平基座2上设置有用于进行轴线位移的左轴向线性位移台5和右轴向线性位移台6，所述的左轴向线性位移台5和右轴向线性位移台6顶部设置有左圆柱14和右圆柱15，左圆柱14和右圆柱15与设在测试样品 1的左圆孔10和右圆孔11对应设置。

所述的左轴向线性位移台5和右轴向线性位移台6分别通过左高分辨率线性促动器3和右高分辨率线性促动器4进行调节。

所述的测试样品1由紧凑拉伸测试样品晶圆基底8和基底表面微桥薄膜样品9组成。

所述的紧凑拉伸测试样品晶圆基底8为16x32mm的矩形单晶硅样品，包括左圆孔10和右圆孔11，所述的紧凑拉伸测试样品晶圆基底 8中间为基底裂纹12，基底裂纹12上部连接有圆孔13，下部设置有左圆孔10和右圆孔11。

所述的左圆孔10和右圆孔11为的通孔，圆孔13为的通孔。

所述的微桥薄膜样品9由一系列宽w＝60微米、长度L＝400微米的条形薄膜组成，薄膜与紧凑拉伸测试样品晶圆基底8脱离，但两端仍然与附着在紧凑拉伸测试样品晶圆基底8表面的薄膜相连。

所述的左高分辨率线性促动器3，可采用程序控制位移量，位移精度50纳米，用来驱动左轴向线性位移台5；

所述的右高分辨率线性促动器4，采用手动调节控制位移量，位移精度0.5微米，用来驱动右轴向线性位移台6；

所述的左高分辨率线性促动器3是M-230普爱纳米位移技术(上海) 有限公司产品；右高分辨率线性促动器4型号是1D1V。

一种薄膜拉伸应变的测试器的运行方法，包括测试样品1的制备、及拉伸应变测试两部分：

测试样品1的制备包括紧凑拉伸测试样品晶圆基底8和基底表面微桥薄膜样品9的制备两个环节；