半导体器件 微电子机械器件 第29部分：室温下悬空导电薄膜的机电松弛试验方法.pdf

半导体器件微电子机械器件第29部分：室温下悬空导电薄膜的机

电松弛试验方法

1范围

本文件规定了一种松弛试验方法，用于测量微机电系统(MEMS)的悬空导电薄膜在受控应变和室温

下的机电性能。悬空导电薄膜在MEMS、光电子学、柔性/可穿戴电子产品中有着广泛的应用。对产品

中的悬空薄膜施加外部和内部的应力，即使在室温下，保持一段时间后就会出现松弛，这种松弛会导致

产品的电性能随时间而变化。这种试验方法适用于各向同性、均质和线性粘弹性材料。

2引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

IEC62047-2:2006,半导体器件-微电子机械器件-第2部分:薄膜材料的拉伸试验方法（Part2:Tensile

testingmethodofthinfilmmaterials）

IEC62047-3:2006,半导体器件-微电子机械器件-第3部分:拉伸试验的薄膜标准试样（Part3:Thin

filmstandardtestpiecefortensiletesting）

IEC62047-8:2011,半导体器件-微电子机械器件-第8部分:薄膜张力特性测量的剥离弯曲试验方法

（Part8:Stripbendingtestmethodfortensilepropertymeasurementofthinfilms）

IEC62047-21:2014,半导体器件-微电子机械器件-第21部分:薄膜MEMS材料泊松比的测试方法

（Part21:TestmethodforPoisson’sratioofthinfilmMEMSmaterials）

IEC62047-22:2014,半导体器件-微电子机械器件-第22部分:柔性衬底导电薄膜的机电拉伸测试方

法（Part22:Electromechanicaltensiletestmethodforconductivethinfilmsonflexiblesubstrates）

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

应变系数Ggaugefactor

F

电阻R的变化量与机械应变变化量(Δε)之比。

注：应变系数定义为G=(ΔR/R)/Δε，其中，ΔR是电阻变化量，R是无应变电阻，Δε是机械应变

F

变化量，R和ΔR以欧姆标称，Δε以μm/m标称。

3.2

1

压阻系数πpiezoresistivecoefficient

电阻率ρ的相对变化量与所施加的机械应力之比。

注：压阻系数定义为π=(Δρ/ρ)/σ，其中，Δρ为电阻率的变化量，ρ为未施加应力下的电阻率，σ

为施加的机械应力。应力以帕斯卡(Pa)标称。

3.3符号和标志

试样的结构和符号分别如图1和表1所示。

试样的整体结构类似用于剥离弯曲试验的传统的薄膜或薄板（参见IEC62047-8:2011），它具有悬

空结构和四个用于电测量的触点。

注：1四个用于电测量的测量点

2试样

3基底

图1悬空试样

表1试样的符号及定义

符号单位定义

l1μm应变及阻值变化测量的标距长度

L2μm试样的宽度

hμm试样的厚度

4试样

4.1通则

试样的制备工艺应与实际MEMS器件的薄膜工艺相同。制备的试样应防止在测试中出现裂纹、缺

陷或分层。