一種基于MEMS的單晶硅納米線制造技術(shù)研究.pdf

1、本論文研究了一種基于MEMS工藝的硅納米線制造技術(shù)。圍繞該納米線的加工、表征與應(yīng)用，首先提出了一套基于SOI圓片的硅納機(jī)械加工工藝，研究并確定了單項(xiàng)工藝的具體參數(shù)與工藝集成的方法；此后，利用該方法成功的實(shí)現(xiàn)了單晶硅納米線的制備，并對(duì)樣品進(jìn)行了顯微電子學(xué)表征與電學(xué)特性分析；最后，基于此納米線，提出了一種雙端固支結(jié)構(gòu)的NEMS諧振器，并對(duì)其機(jī)械電子特性進(jìn)行了初步的分析與研究。 本文介紹的基于MEMS的硅納米線制造技術(shù)，以及利用此技術(shù)

2、制備的單晶硅納米線與NEMS諧振器，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.采取巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和準(zhǔn)確的工藝控制，避免了傳統(tǒng)納米制造技術(shù)中采用的電子束直寫等高精度光刻工藝，大大的降低了加工成本，提高了生產(chǎn)效率； 2.通過采用SOI材料，充分利用了MEMS技術(shù)中平面工藝批量制作的優(yōu)勢，工藝流程簡單易控、工藝成品率較高、與VLSI工藝兼容、易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模批量化生產(chǎn)； 3.所制作的硅納米線尺度參數(shù)可控、規(guī)格統(tǒng)一、易于實(shí)現(xiàn)陣列化。目前采用本技術(shù)

3、實(shí)現(xiàn)的單晶硅納米線結(jié)構(gòu)參數(shù)為：長度L為10μm～100μm，直徑W為～50nm： 4.基于此單晶硅納米線設(shè)計(jì)的NEMS諧振器具有結(jié)構(gòu)尺寸微小可控(L=～10μm，W=～50nm)、超低功耗(Pmin在pw量級(jí))、較高諧振頻率(f0=141.2MHz)以及較高品質(zhì)因數(shù)(Q=1669.74)等特點(diǎn)。 本文提出的基于MEMS的硅納米線制造技術(shù)，有望進(jìn)一步拓展到納米電子學(xué)器件、納米光學(xué)器件、納米機(jī)械電子生物傳感等的設(shè)計(jì)、加工與制