[发明专利]压电性能测试方法及结构

说明书

本发明公开一种压电性能测试方法，该方法包括如下步骤：步骤S1、将交流信号输入至待测样品的信号输入端；步骤S2、通过输入的交流信号使待测样品通过逆压电效应产生形变，待测样品将形变转换成电信号输出；步骤S3、获取待测样品的信号输出端的输出电信号，输出电信号为压电薄膜通过正压电效应产生；步骤S4、将输出电信号进行信号放大或者信号处理，以获得压电薄膜的压电系数。本发明还公开两种压电性能测试结构。与相关技术相比，本发明的压电性能测试方法和的压电性能测试结构的结构简单且易于测试。

【技术领域】

本发明涉及测试技术领域，尤其涉及应用于压电材料的压电性能测试的一种压电性能测试方法和压电性能测试结构。

【背景技术】

压电材料在各种领域均有广泛的应用，如压电换能器，压电传感器，压电驱动器，滤波器，谐振器等。随着半导体加工工艺的发展无线终端的多元化的需求，MEMS压电麦克风，MEMS压电扬声器，SAW，FBAR逐步走向商用产品中。为了满足压电MEMS器件的微型化、低功耗、高性能的需求，上述器件往往采用压电膜层结构(即压电材料薄膜)，而压电系数正是衡量上述器件的性能的重要指标。目前，压电系数一般采用通过商业设备进行测试。目前，压电系数通过商业专业测试设备进行测试。

相关技术的压电系数测试一般采用两种方法：第一种是利用“逆压电效应”，即通过加电信号使材料产生形变，再通过光学检测设备测量材料的形变量的大小，测量压电系数，如激光干涉法，激光多普勒测振仪和压电力显微镜。第二种是利用“正压电效应”，即通过施加力使材料产生电荷，通过测量电荷的大小测量压电系数。

然而，相关技术的测试的准确度均受限于台面面型与工装夹具的精度。其中，检测多利用光学方案获取振幅，测试系统复杂且昂贵，需要考虑反射、折射、损耗等。当膜层结构为超微小的膜层结构时，受限测试光斑尺寸，无法获取超微小膜层结构相关性能。

因此，有必要对上述方法进行改进以解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种结构简单且易于测试的压电性能测试方法和压电性能测试结构。

为了实现上述目的，本发明提供一种压电性能测试方法，其应用于待测样品的压电性能测试，所述待测样品包括压电薄膜，该方法包括如下步骤：

步骤S1、将交流信号输入至所述待测样品的信号输入端；

步骤S2、通过输入的所述交流信号使所述待测样品通过逆压电效应产生形变，所述待测样品将所述形变转换成电信号输出；

步骤S3、获取所述待测样品的信号输出端的输出电信号，所述输出电信号为所述压电薄膜通过正压电效应产生；

步骤S4、将所述输出电信号进行信号放大或者信号处理，以获得所述压电薄膜的压电系数。

优选的，所述待测样品处于真空状态下进行测试。

优选的，所述待测样品还包括后端电路，所述步骤S4中，所述信号放大或者信号处理通过所述后端电路实现。

本发明还提供一种压电性能测试结构，所述压电性能测试结构包括具有空腔的衬底、压电层以及贴设于所述压电层相对两侧的上电极和下电极；所述压电层、所述上电极以及所述下电极形成一体结构，所述一体结构通过所述下电极与所述衬底连接并悬置于所述空腔上方；所述衬底、所述压电层、所述上电极以及所述下电极共同形成谐振器电路；所述上电极包括位于所述压电层相对两端的第一上电极和第二上电极，所述下电极包括位于所述压电层相对两端的第一下电极和第二下电极，所述第一上电极与所述第一下电极对应设置，所述第二上电极和所述第二下电极对应设置；所述第一上电极作为信号输入端，所述第二上电极作为信号输出端，所述第一下电极和所述第二下电极接地，或所述第一上电极和所述第二下电极接地，所述第一下电极作为信号输入端，所述第二下电极作为信号输出端。