[發明專利]膜層結構測試系統及膜層電學參數測試結構

有效

• 申請號: 202011295120.0
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112557775B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 沈宇;占瞻;石正雨;童貝
• 申請（專利權）人: 瑞聲新能源發展（常州）有限公司科教城分公司;瑞聲聲學科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G01R29/22
• 分類號: G01R29/22
• 代理公司: 深圳君信誠知識產權代理事務所(普通合伙) 44636
• 代理人: 劉偉

本發明公開一種膜層結構測試系統，其包括信號產生模塊、待測模塊、信號放大模塊以及信號處理模塊，信號產生模塊用于產生檢測信號；待測模塊包括壓電薄膜，待測模塊用于接收檢測信號，將壓電薄膜通過逆壓電效應產生形變并將形變轉換成電信號，再將該電信號在壓電薄膜通過正壓電效應產生輸出電信號；信號放大模塊用于將接收的輸出電信號進行放大處理產生放大電信號；信號處理模塊用于分別接收檢測信號和放大電信號，再進行比較處理，獲得壓電薄膜的電學參數。本發明還公開兩種應用于膜層結構測試系統的膜層電學參數測試結構。與相關技術相比，本發明的膜層結構測試系統和膜層電學參數測試結構的結構簡單且易于測試。

【技術領域】

本發明涉及測試技術領域，尤其涉及應用于壓電薄膜的膜層結構測試系統及膜層電學參數測試結構。

【背景技術】

壓電材料在各種領域均有廣泛的應用，如壓電換能器，壓電傳感器，壓電驅動器，濾波器，諧振器等。隨著半導體加工工藝的發展無線終端的多元化的需求，MEMS壓電麥克風，MEMS壓電揚聲器，SAW，FBAR逐步走向商用產品中。為了滿足壓電MEMS器件的微型化、低功耗、高性能的需求，上述器件往往采用壓電膜層結構(即壓電材料薄膜)，而壓電系數正是衡量上述器件的性能的重要指標。目前，壓電系數一般采用通過商業設備進行測試。目前，壓電系數通過商業專業測試設備進行測試。

相關技術的壓電系數測試的系統和結構一般采用兩種方法：第一種是利用“逆壓電效應”，即通過加電信號使材料產生形變，再通過光學檢測設備測量材料的形變量的大小，測量壓電系數，如激光干涉法，激光多普勒測振儀和壓電力顯微鏡。第二種是利用“正壓電效應”，即通過施加力使材料產生電荷，通過測量電荷的大小測量壓電系數。

然而，相關技術的測試的準確度均受限于臺面面型與工裝夾具的精度。其中，檢測多利用光學方案獲取振幅，測試系統復雜且昂貴，需要考慮反射、折射、損耗等。當膜層結構為超微小的膜層結構時，受限測試光斑尺寸，無法獲取超微小膜層結構相關性能。

因此，有必要對上述系統進行改進以解決上述問題。

【發明內容】

本發明的目的是克服上述技術問題，提供一種結構簡單且易于測試的膜層結構測試系統及膜層電學參數測試結構。

為了實現上述目的，本發明提供一種膜層結構測試系統，所述膜層結構測試系統包括：

信號產生模塊，用于產生檢測信號；

待測模塊，所述待測模塊包括待測試的壓電薄膜，所述待測模塊用于接收所述檢測信號，將根據該檢測信號在所述壓電薄膜通過逆壓電效應產生形變，并將所述形變轉換成電信號，再將該電信號在所述壓電薄膜通過正壓電效應產生輸出電信號；

信號放大模塊，用于接收所述輸出電信號，再將接收的所述輸出電信號進行放大處理產生放大電信號；

信號處理模塊，用于分別接收所述檢測信號和所述放大電信號，再將所述檢測信號和所述放大電信號進行比較處理，獲得所述壓電薄膜的電學參數。

優選的，所述電學參數包括壓電系數、頻率響應曲線、品質因數以及諧振頻率。

優選的，所述檢測信號為高頻電信號。

優選的，所述信號處理模塊為鎖相放大器。

優選的，所述膜層結構測試系統處于真空狀態下進行測試。