為了進(jìn)一步提高M(jìn)EMS矢量水聽器靈敏度,把硅納米線作為壓敏單元,將硅納米線工藝引入到MEMS矢量水聽器制備過程中,利用其所具有的巨壓阻效應(yīng)來提高M(jìn)EMS矢量水聽器的靈敏度.本文提出了一種自上而下的微加工工藝方法,將TMAH(四甲基氫氧化銨)各向異性腐蝕和干法刻蝕法結(jié)合來制備出硅納米線,其中TMAH腐蝕形成屋檐結(jié)構(gòu),干法刻蝕形成氧化硅掩模圖形以及硅納米線.該制備方法與半導(dǎo)體工藝相兼容,能夠?qū)崿F(xiàn)與MEMS水聲傳感器的集成.

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【部分圖文】：

圖1MEMS矢量水聽器結(jié)構(gòu)圖

水聽器作為水下目標(biāo)探測的核心器件,一直以來都是科學(xué)家們研究的重點(diǎn)[1-2].而MEMS矢量水聽器,以其體積小、靈敏度高、能探測水下目標(biāo)矢量信息的優(yōu)點(diǎn),更是未來水聽器的發(fā)展方向.由于對水下目標(biāo)探測距離要求的提高,目標(biāo)空間復(fù)雜性的增大,對水聽器的靈敏度提出了高要求.....

圖2幾種硅納米線制備工藝對比

2006年,硅納米線巨壓阻效應(yīng)[8]報(bào)道的出現(xiàn)為壓阻式傳感器的發(fā)展開拓了新的思路.硅納米線的壓阻系數(shù)非常高,所以對于硅納米線的制備方法,科學(xué)家們也進(jìn)行了大量的研究,而自下而上法和自上而下法制備的硅納米線均有相關(guān)報(bào)道.自下而上是指從襯底上通過化學(xué)或物理氣相淀積生長硅納米....

圖3納米線制備工藝流程圖

首先選取合適類型的SOI晶圓.根據(jù)所設(shè)計(jì)MEMS矢量水聽器,以及制備硅納米線的尺寸范圍要求,最終確定晶圓為4英寸(1英寸=2.54cm)雙面拋光,P型摻雜,〈100〉晶向,電阻率為0.01～0.02Ω·cm-1的SOI晶圓,其器件層厚度為220nm,埋氧層為....

圖4TMAH溶液腐蝕后的形貌圖

完成了刻蝕,下一步作為形成屋檐結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵步驟,我們采用TMAH腐蝕液,利用其各向異性腐蝕的特點(diǎn)對器件層〈100〉晶向進(jìn)行濕法腐蝕,腐蝕掉整個(gè)器件層上的硅.通過實(shí)驗(yàn)最終確定了TMAH水溶液的腐蝕速率,在80℃的TMAH(20%重量百分比水溶液)中,對〈100〉晶向腐....

本文編號：3944807