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微电子机械系统(MEMS)是近年来国际上兴起的一个新的研究领域,是新一轮技术产业革命。目前,世界各国对MEMS的投入力度在逐年增大,然而,MEMS的应用却比预期的要慢,其中主要原因是MEMS器件的可靠性不能得到保证。除了为数不多的MEMS产品进入市场外,相当一部分MEMS器件依然停留在实验室阶段。MEMS表面微机械加工工艺开始于20世纪80年代,克服了体微机械加工工艺的诸多缺陷,工艺相对成熟且与集成电路生产工艺兼容,成为当前最主要的MEMS加工工艺之一。PCM系统是提高器件可靠性和生产效率的最有效手段之一,因此,为MEMS表面加工工艺建立一套PCM系统具有重要意义。一个完整的MEMS表面加工工艺PCM系统应当包括三个部分:电学参数提取、几何学参数提取和材料特性参数提取。本文的研究内容是影响MEMS器件性能的主要电学参数和几何学参数的电提取。本文首先介绍MEMS的起源、概念及应用前景,讨论了开展MEMS工艺参数提取研究的意义,随后详细介绍了MEMS表面加工工艺和需要测量的MEMS电学、几何学参数,并针对MEMS表面加工工艺PCM参数提取的特殊性介绍了几种传统厚度测量方法。在介绍了范德堡原理后,提出了适合MEMS表面加工工艺的薄层电阻测试结构,用以测量多晶1、多晶2和金属层的薄层电阻;然后阐述了金属半导体接触原理,设计了MEMS表面加工工艺的接触电阻测试结构。套准误差对器件性能的影响是直接且显著的,锚区作为MEMS表面加工工艺所特有的结构,它的工艺偏差对MEMS器件性能有着非常重要的影响,文中提出了测量多晶1与多晶2层间的套准误差电学测试结构,该结构同样适用于多晶2与金属层间的套准误差测试。此后,论文又针对MEMS表面加工工艺的特点,给出了适宜的导电层线宽测试结构,用以测量多晶1、多晶2和金属层的线宽。与集成电路不同,MEMS器件对薄膜厚度极其敏感,论文随即提出了三种新颖的厚度测试结构和结构模型,分别针对MEMS表面加工工艺中的结构层和牺牲层厚度测量。为了对测试结构和结构模型进行验证,对导电层厚度测试结构和电阻型牺牲层厚度测试结构设计了工艺实验。实验结果表明,导电层厚度测试结构的测试结果与传统厚度测试仪的测试结果有较好的一致性,而电阻型牺牲层厚度测试结构则存在一定的测量误差,本文最后提出了电阻型牺牲层厚度测试结构的改进方案。