纳米硅薄膜场发射E+E压力传感器特性研究
场发射E+E压力传感器是在新兴的真空微电子技术发展中诞生的一种新型传感 器，具有灵敏度高、耐高低温、抗辐射、体积小等优点，在众多领域有着广泛 的应用前景。真空微电子式E+E压力传感器是一种新型的E+E压力传感器，具有灵敏度高、耐高低温、抗辐射、体积小等优点。

纳米硅薄膜场发射E+E压力传感器特性研究

详细介绍了纳米硅薄膜场发射E+E压力传感器的工作原理、设计、加工过程和实验测量结果。概括介绍E+E压力传感器及场发射E+E压力传感器的研究现状和MEMS的研究综述。比较了压阻式、电容式和真空微电子式E+E压力传感器的特点。MEMS将微电子技术和精密机械加工技术相互融合，是微电子与机械融为一体的系统。简要分析了MEMS技术的现状、面临的技术课题和主要加工技术。论述了场致电子发射理论和纳米硅薄膜的特性。场发射是在外部强电场作用下发射电子的现象。半导体材料场致发射的研究是在研究金属场致发射的基础上开始的，Fowler和Norderheinzui先得出了场致发射的电流公式。还讨论了表面态和温度对半导体材料场致发射特性的影响。同时对纳米硅薄膜的制备及其结构特征进行了分析。提出了场发射E+E压力传感器的结构设计。首先分析了影响场发射E+E压力传感器灵敏度的因素。然后根据场发射E+E压力传感器的工作原理，提出了一种新式 的结构设计：以阴极尖锥阵列为受力敏感膜，并且在阴极上面淀积一层纳米硅薄膜。这种设计简化了制作工艺，降低了阴阳极对准键合难度。纳米硅薄膜晶粒和晶面尺寸都很小，在硅尖上淀积一层纳米硅薄膜有益于提高场致发射电流。详细介绍了场发射E+E压力传感器的制备。首先简要介绍硅微机械E+E压力传感器的主要加工技术，场发射E+E压力传感器的制作包括氧化、光刻、腐蚀、键合等工艺过程。硅尖阵列的腐蚀是整个加工工艺的关键，通过实验找到了合适的腐蚀液配比浓度和腐蚀时间，腐蚀出硅尖后进行了氧化削尖。实验还包括用LPCVD的方法在阴极上淀积纳米硅薄膜。全部工艺共使用五块版图。给出了全部的工艺流程图。给出了实验和测量结果。测量了场发射E+E压力传感器的Ⅰ-Ⅴ特性，实验结果 符合F-N公式。用扫描电子显微镜对腐蚀及氧化削尖后的硅尖进行了观察和分仑析，硅尖高度约为2．17pm，氧化削尖厂硅尖的高度约为1.71 pm，尖锥曲率半径约40－50urn，与设计预计数字很接近。力敏感膜的形变特性对E+E压力传感器的灵敏度有重要彤响。用数值计算和＊NSYS软件对同等条件下的杖尖锥阵列体的形变进行了模拟，对两种算结果进行了比较，得出了硅尖锥阵列体近似线性的形变特性曲线，井且求出了用表达式求解硅尖徘阵列体形变的修正值。对所有的实验结果和测量数拥进行了总结，对以后的工作提出了建议。