[發(fā)明專利]一種測量鑲嵌薄膜楊氏模量的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201110378267.0 | 申請日： | 2011-11-24 |
| 公開（公告）號： | CN102520066A | 公開（公告）日： | 2012-06-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 肖夏;孫遠(yuǎn);單興錳 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津大學(xué) |
| 主分類號： | G01N29/07 | 分類號： | G01N29/07;G01N29/12 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201 | 代理人： | 程毓英 |
| 地址： | 300072*** | 國省代碼： | 天津;12 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 測量 鑲嵌 薄膜 楊氏模量 方法 | ||
1.一種測量鑲嵌薄膜楊氏模量的方法，用于測量覆蓋在硅襯底上的鑲嵌薄膜的楊氏模量，鑲嵌薄膜的基體為低介電常數(shù)電介質(zhì)材料，鑲嵌體為金屬材料，包括下列步驟：
(1)根據(jù)待測樣本的鑲嵌薄膜的結(jié)構(gòu)，建立鑲嵌薄膜及硅襯底的2維仿真模型：模型高度至少為模型寬度的1.5倍；
(2)確定鑲嵌薄膜及硅襯底的參數(shù)：將硅襯底設(shè)為壓電材料，鑲嵌薄膜設(shè)置為去耦合各向同性材料，然后根據(jù)表面波的傳播方向(沿Si[100]或Si[110])確定襯底的剛度矩陣，再設(shè)定硅襯底的介電常數(shù)以及密度，并分別設(shè)定鑲嵌薄膜的鑲嵌體和基體的楊氏模量、密度和介電常數(shù)；
(3)確定鑲嵌薄膜及硅襯底的邊界條件：把模型的寬度設(shè)置成一個波長的長度的整數(shù)倍，鑲嵌薄膜的左右邊界使用周期性邊界條件，使得左邊界與右邊界的位移和速度相等；硅襯底的左右邊界的電勢相等，并把硅襯底的底部邊界設(shè)置成固定邊界，把鑲嵌薄膜的頂端設(shè)置為自由表面；
(4)根據(jù)表面波的傳播速度和波長，估算頻率搜索范圍，利用有限元的方法求解表面波所對應(yīng)的特征頻率；
(5)根據(jù)特征頻率，計算其所對應(yīng)的相速度，從而得到一個相速度頻率點；
(6)改變表面波的波長，重復(fù)步驟(3)至(5)，確定一系列的相速度頻率點；
(7)繪制出表面波在鑲嵌薄膜傳播的理論頻散曲線；
(8)改變鑲嵌薄膜上低介電常數(shù)電介質(zhì)材料的楊氏模量設(shè)定值，重復(fù)步驟(3)至(7)得到一系列鑲嵌薄膜基體取不同楊氏模量時的理論頻散曲線；
(9)對待測樣本的鑲嵌薄膜的實際頻散曲線進(jìn)行測量；
(10)將測量得到的待測樣本的鑲嵌薄膜的實際頻散曲線與理論頻散曲線進(jìn)行匹配，得到鑲嵌薄膜的楊氏模量。
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