納米壓阻梁的力電特性研究.pdf

1、NEMS（Nano Electro Mechanical System）納機(jī)電系統(tǒng)，是基于MEMS技術(shù)而提出的一個(gè)新概念，其特征尺寸在幾納米到幾百納米，以機(jī)電結(jié)合為主要特征，是基于納米級結(jié)構(gòu)新效應(yīng)的器件和系統(tǒng)。NEMS系統(tǒng)具有超高的機(jī)械諧振頻率、高品質(zhì)因數(shù)、超高的質(zhì)量和力感應(yīng)靈敏度以及超低的功耗等優(yōu)點(diǎn)。納米梁是NEMS中十分基礎(chǔ)又具有代表性的結(jié)構(gòu)，是構(gòu)成傳感器，混頻器的基礎(chǔ)，因此對它的力電特性研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。對于納米梁的研究，除

2、了在理論上根據(jù)分子動(dòng)力學(xué)或量子力學(xué)基本原理進(jìn)行計(jì)算、模擬，實(shí)驗(yàn)也是研究的一個(gè)重要手段。本論文主要從實(shí)驗(yàn)的角度，設(shè)計(jì)了各種用于測試納米梁力學(xué)，電學(xué)，力電耦合特性的結(jié)構(gòu)，通過實(shí)驗(yàn)手段研究了納米梁的力學(xué)，電學(xué)，力電耦合特性。
　　 納米梁的力學(xué)參數(shù)中，楊氏模量是一個(gè)非常重要的參量，梁的形變、振動(dòng)等都與其有直接關(guān)系。彎曲測試是最常用的一種測試方法，原子力顯微鏡高分辨率，高精度的特點(diǎn)使其成為實(shí)驗(yàn)的良好選擇。在一維納米梁中，由于表面與體積之

3、比很小，電子傳輸與體材料不同，研究納米梁的I-V特性很有意義。壓阻效應(yīng)廣泛應(yīng)用于壓阻傳感器，它要求壓阻變化具有很高的靈敏度，納米量級大于體硅的壓阻系數(shù)為生產(chǎn)超高靈敏度的傳感器提供了可能。
　　 本論文首先給出了納機(jī)電系統(tǒng)的定義以及研究、應(yīng)用領(lǐng)域，并在此基礎(chǔ)上概述了國內(nèi)外對納米梁力學(xué)、電學(xué)、力電耦合特性實(shí)驗(yàn)研究的進(jìn)展。論文針對多種納米梁力電特性測試結(jié)構(gòu)，利用中芯國際集成電路有限公司標(biāo)準(zhǔn)的0.18μmCMOS工藝線成功釋放了二維尺寸