传感器与微系统
傳感器與微繫統
전감기여미계통
TRANSDUCER AND MICROSYSTEM TECHNOLOGY
2012年
12期
9-11,15
,共4页
张加宏%杨镇博%刘清惓%李敏%冒晓莉
張加宏%楊鎮博%劉清惓%李敏%冒曉莉
장가굉%양진박%류청권%리민%모효리
硅纳米悬臂梁%压阻特性%原子力显微镜%有限元
硅納米懸臂樑%壓阻特性%原子力顯微鏡%有限元
규납미현비량%압조특성%원자력현미경%유한원
为了研究拉伸和大形变弯曲共存状态下硅纳米悬臂梁传感结构的压阻特性,采用CMOS工艺制作了硅纳米悬臂梁传感测试结构,结合原子力显微镜和半导体参数测试仪对其电学参数进行了测量,其位移灵敏度高达1.582 16 ×10-4/nm.在电阻相对变化率实验测量和ANSYS有限元平均应力仿真的基础之上,进而提出了一个非线性压阻模型来提取大弯曲硅纳米悬臂梁的一阶和二阶压阻系数.研究结果表明:其一阶压阻系数约为体硅的5倍,该巨压阻效应为利用硅纳米压阻传感结构来实现超高灵敏度的纳米压力传感器提供了可能的途径.研究结果同时也揭示了要获得高的灵敏度和好的可靠性,硅纳米悬臂梁的长度设计需要折衷考虑.
為瞭研究拉伸和大形變彎麯共存狀態下硅納米懸臂樑傳感結構的壓阻特性,採用CMOS工藝製作瞭硅納米懸臂樑傳感測試結構,結閤原子力顯微鏡和半導體參數測試儀對其電學參數進行瞭測量,其位移靈敏度高達1.582 16 ×10-4/nm.在電阻相對變化率實驗測量和ANSYS有限元平均應力倣真的基礎之上,進而提齣瞭一箇非線性壓阻模型來提取大彎麯硅納米懸臂樑的一階和二階壓阻繫數.研究結果錶明:其一階壓阻繫數約為體硅的5倍,該巨壓阻效應為利用硅納米壓阻傳感結構來實現超高靈敏度的納米壓力傳感器提供瞭可能的途徑.研究結果同時也揭示瞭要穫得高的靈敏度和好的可靠性,硅納米懸臂樑的長度設計需要摺衷攷慮.
위료연구랍신화대형변만곡공존상태하규납미현비량전감결구적압조특성,채용CMOS공예제작료규납미현비량전감측시결구,결합원자력현미경화반도체삼수측시의대기전학삼수진행료측량,기위이령민도고체1.582 16 ×10-4/nm.재전조상대변화솔실험측량화ANSYS유한원평균응력방진적기출지상,진이제출료일개비선성압조모형래제취대만곡규납미현비량적일계화이계압조계수.연구결과표명:기일계압조계수약위체규적5배,해거압조효응위이용규납미압조전감결구래실현초고령민도적납미압력전감기제공료가능적도경.연구결과동시야게시료요획득고적령민도화호적가고성,규납미현비량적장도설계수요절충고필.
