[发明专利]一种用于多层键合MEMS器件的跨层过刻坡度测试结构及测试方法

权利要求书

1.一种用于多层键合MEMS器件的跨层过刻坡度测试结构，其特征是，包括键合连接的SOI硅片和上层硅片；

SOI硅片包括从下至上依次设置的底层硅衬底(4)、绝缘层(5)和过刻结构(6)，过刻结构(6)材质为单晶硅；

上层硅片包括等距顺次设置的第一L型硅梁单元(101)、第二L型硅梁单元(102)、第三L型硅梁单元(103)和第四L型硅梁单元(104)；

四个L型硅梁单元围成方形刻蚀区(9)；

各L型硅梁单元均包括L型硅梁(1)，L型硅梁(1)的拐点处设有锚区(3)，锚区(3)顶端设有电极(2)，电极(2)用于连接外置的电源或电压表。

2.根据权利要求1所述的用于多层键合MEMS器件的过刻坡度测试结构，其特征是，各所述锚区(3)底端设有第一金属键合层(7)，过刻结构(6)顶部设有与各第一金属键合层(7)对应的第二金属键合层(8)；

所述键合连接的SOI硅片和上层硅片是通过第一金属键合层(7)和第二金属键合层(8)键合连接。

3.根据权利要求1所述的用于多层键合MEMS器件的跨层过刻坡度测试结构，其特征是，所述L型硅梁(1)材质为单晶硅。

4.根据权利要求1所述的用于多层键合MEMS器件的跨层过刻坡度测试结构，其特征是，所述电极(2)为金属电极。

5.一种用于多层键合MEMS器件的跨层过刻坡度测试方法，其特征是，包括以下步骤：

在第一L型硅梁单元(101)和第二L型硅梁单元(102)之间外接直流电源I，测量第三L型硅梁单元(103)和第四L型硅梁单元(104)之间的电压V₁；

在第二L型硅梁单元(102)和第三L型硅梁单元(103)之间外接直流电源I，测量第四L型硅梁单元(104)和第一L型硅梁单元(101)之间的电压V₂；

根据V₁、V₂和I计算得到过刻蚀结构(6)的等效电阻率ρ_eff，并根据等效电阻率ρ_eff计算过刻蚀结构(6)的过刻坡度。

6.根据权利要求5所述的用于多层键合MEMS器件的跨层过刻坡度测试方法，其特征是，所述根据V₁、V₂和I计算得到过刻蚀结构(6)的等效电阻率ρ_eff包括通过(1)式得到ρ_eff：

其中，h为底部SOI单晶硅结构层的厚度。

7.根据权利要求5所述的用于多层键合MEMS器件的跨层过刻坡度测试方法，其特征是，所述根据等效电阻率ρ_eff计算过刻蚀结构(6)的过刻坡度包括通过(2)式得到：

其中，ρ_ref为底部SOI单晶硅结构层的电阻率，l为刻蚀区的边长。