[发明专利]一种高精度原位力学测试芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种高精度原位力学测试芯片，其特征在于，包括位于同一平面内的热执行器、样品台、以及悬梁杠杆；样品台、悬梁杠杆均设置在热执行器上；

热执行器和样品台均为轴对称结构，且关于同一条对称轴对称；

所述样品台为环岛结构，包括矩形框结构的第一样品台、以及位于矩形框结构内的第二样品台，所述的第二样品台为矩形结构，第一样品台矩形框的一条边上向外设置有测距梳齿；

热执行器包括质量块，质量块为矩形窄平板，所述质量块位于对称轴上；

第一样品台与质量块连接，沿对称轴方向将质量块分成两部分；设置有测距梳齿的第一样品台矩形框边与质量块平行；

质量块上近第一样品台的一端与悬梁杠杆连接，悬梁杠杆的固定端连接有悬梁杠杆锚点，悬梁杠杆自由端与测距梳齿相临近。

2.根据权利要求1所述一种高精度原位力学测试芯片，其特征在于，悬梁杠杆与悬梁杠杆锚点之间设有压阻条，压阻条和悬梁杠杆锚点的表面设置有压焊块。

3.根据权利要求1所述一种高精度原位力学测试芯片，其特征在于，所述测距梳齿为矩形结构，垂直设置在矩形框边上。

4.根据权利要求1所述一种高精度原位力学测试芯片，其特征在于，所述的悬梁杠杆分为三段，包括第一连接杆、第二连接杆和第三连接杆，第二连接杆的一端垂直连接第一连接杆的一端，第一连接杆的另一端为悬梁杠杆固定端，第二连接杆的另一端垂直连接第三连接杆的一端，第三连接杆的另一端为悬梁杠杆自由端；第一连接杆与质量块垂直连接。

5.根据权利要求1所述一种高精度原位力学测试芯片，其特征在于，所述热执行器还包括热沉梁、V型梁、设置在V型梁两端的V型梁锚点以及设置在热沉梁两端的热沉梁锚点；热沉梁、V型梁均与质量块连接，并关于质量块对称；V型梁两端的V型梁锚点上均设置有压焊块。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的高精度原位力学测试芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：采用光刻、掺杂工艺在SOI晶片上形成压阻条；所述SOI晶片从上到下依次包括硅器件结构层、埋氧层和硅衬底；

第二步：采用光刻、电子束蒸发工艺在结构层上制备Ti/Au压焊块；

第三步：采用光刻、反应离子刻蚀工艺在结构层制备出热执行器、样品台、悬梁杠杆、以及与悬梁杠杆连接的锚点；

第四步：采用湿法腐蚀工艺腐蚀所述测试芯片除锚点与第二样品台外下方的埋氧层；

第五步：采用光刻、深反应离子刻蚀工艺将TEM观测区域下方的硅衬底和埋氧层刻穿，形成TEM观测窗口，完成测试芯片结构的制备。