一种面向MEMS矢量水听器的硅纳米线制备方法

发布时间：2024-04-01 01:37

　　为了进一步提高MEMS矢量水听器灵敏度,把硅纳米线作为压敏单元,将硅纳米线工艺引入到MEMS矢量水听器制备过程中,利用其所具有的巨压阻效应来提高MEMS矢量水听器的灵敏度.本文提出了一种自上而下的微加工工艺方法,将TMAH(四甲基氢氧化铵)各向异性腐蚀和干法刻蚀法结合来制备出硅纳米线,其中TMAH腐蚀形成屋檐结构,干法刻蚀形成氧化硅掩模图形以及硅纳米线.该制备方法与半导体工艺相兼容,能够实现与MEMS水声传感器的集成.

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【部分图文】：

图1MEMS矢量水听器结构图

水听器作为水下目标探测的核心器件,一直以来都是科学家们研究的重点[1-2].而MEMS矢量水听器,以其体积小、灵敏度高、能探测水下目标矢量信息的优点,更是未来水听器的发展方向.由于对水下目标探测距离要求的提高,目标空间复杂性的增大,对水听器的灵敏度提出了高要求.....

图2几种硅纳米线制备工艺对比

2006年,硅纳米线巨压阻效应[8]报道的出现为压阻式传感器的发展开拓了新的思路.硅纳米线的压阻系数非常高,所以对于硅纳米线的制备方法,科学家们也进行了大量的研究,而自下而上法和自上而下法制备的硅纳米线均有相关报道.自下而上是指从衬底上通过化学或物理气相淀积生长硅纳米....

图3纳米线制备工艺流程图

首先选取合适类型的SOI晶圆.根据所设计MEMS矢量水听器,以及制备硅纳米线的尺寸范围要求,最终确定晶圆为4英寸(1英寸=2.54cm)双面抛光,P型掺杂,〈100〉晶向,电阻率为0.01～0.02Ω·cm-1的SOI晶圆,其器件层厚度为220nm,埋氧层为....

图4TMAH溶液腐蚀后的形貌图

完成了刻蚀,下一步作为形成屋檐结构的关键步骤,我们采用TMAH腐蚀液,利用其各向异性腐蚀的特点对器件层〈100〉晶向进行湿法腐蚀,腐蚀掉整个器件层上的硅.通过实验最终确定了TMAH水溶液的腐蚀速率,在80℃的TMAH(20%重量百分比水溶液)中,对〈100〉晶向腐....

本文编号：3944807