納米硅薄膜晶體管加速度傳感器制作及特性研究.pdf

1、隨著CMOS工藝和MEMS技術的發(fā)展，國內(nèi)外在加速度傳感器結構、制作工藝及集成化方面開展了大量的研究工作。本文基于納米硅薄膜具有高應變因子、高載流子遷移率等優(yōu)異物理性質，采用CMOS工藝和MEMS技術在<100>晶向雙面拋光高阻單晶硅片上設計、制作納米硅薄膜晶體管加速度傳感器芯片，以納米硅薄膜作為薄膜晶體管溝道層，在懸臂梁結構根部沿<011>晶向和<0(1)1>晶向分別制作兩個納米硅薄膜晶體管，四個納米硅薄膜晶體管溝道電阻構成惠斯通電橋

2、結構，在懸臂梁頂端制作質量塊。通過論述壓阻效應和納米硅薄膜晶體管工作原理，本文給出納米硅薄膜晶體管加速度傳感器工作原理。在此基礎上，采用ANSYS有限元分析軟件建立懸臂梁結構仿真模型，研究結構尺寸對懸臂梁結構特性影響。
　　 本文基于納米硅薄膜晶體管加速度傳感器工作原理和ANSYS仿真結果，采用CMOS工藝和MEMS技術在<100>晶向高阻單晶硅襯底上實現(xiàn)納米硅薄膜晶體管加速度傳感器芯片設計、制作和封裝。采用SINOCERAYE

3、1311型掃描信號發(fā)生器、MolalShakerJZK-2型振動臺等儀器對加速度傳感器芯片進行動態(tài)特性測試，研究懸臂梁厚度及質量塊的質量對加速度傳感器固有頻率的影響，實驗測得懸臂梁長度、寬度和厚度分別為6000μm、1500μm和62μm的加速度傳感器共振頻率為460Hz，加速度傳感器的共振頻率隨懸臂梁厚度降低而下降，隨質量塊質量增加而降低。利用ESS-050/Amber標準振動臺測試系統(tǒng)對加速度傳感器的靈敏度特性進行標定，得到懸臂梁長