MEMS技术纳米多晶硅薄膜E+E压力传感器
随着纳米技术发展，纳米多晶硅薄膜表现出优异的压阻特性，基于MEMS技术在100晶向单晶硅衬底上设计、制作纳米多晶硅薄膜E+E压力传感器。通过采用LPCVD法在SiO2层上制备纳米多晶硅薄膜，薄膜厚度分别为61nm、82nm、114nm和170nm，通过XRD和SEM，研究薄膜厚度和退火温度对纳米多晶硅薄膜微结构特性的影响，XRD测试结果表明，纳米多晶硅薄膜在111晶向、220晶向和311晶向形成硅衍射峰，择优取向为220晶向，随着薄膜厚度增加，硅衍射峰强度增强，随着退火温度升高，衍射峰强度增强，晶粒尺寸增大；SEM测试结果表明，薄膜表面均匀，平整度较好，当薄膜厚度为61nm时，晶粒尺寸约为40nm，随着膜厚增加，晶粒尺寸增大。基于压阻效应，在C型单晶硅杯上设计四个纳米多晶硅薄膜电阻，构成惠斯通电桥结构，当外加压力P≠0kPa时，硅膜发生弹性形变，引起纳米多晶硅薄膜电阻阻值发生变化，桥路输出电压发生改变，实现对外加压力的检测。通过采用MEMS技术和LPCVD方法，实现尺寸为5mm×5mm的纳米多晶硅薄膜E+E压力传感器芯片的制作。在室内环境温度为20℃，相对湿度为15%RH的条件下，采用压力校准系统（Fluke719100G）、数字万用表（Agilent34401A）、恒压源（Rigol DP832）及高低温湿热试验箱（GDJS-100G）对纳米多晶硅薄膜E+E压力传感器进行测试。实验结果表明，当工作电压VDD=5.0V时，薄膜厚度为170nm，硅膜厚度为56μm，压敏电阻长宽比为320μm/80μm的E+E压力传感器，其满量程(400kPa)输出电压为128.10mV，灵敏度为0.31mV/kPa，线性度为0.38%F.S.，重复性为0.19%F.S.，迟滞为0.15%F.S.，准确度为0.46%F.S.，在-40℃~150℃环境温度下，灵敏度温度系数为-0.099%/℃，相同条件下，硅膜厚度为47μm的E+E压力传感器，灵敏度可达到0.45mV/kPa。 

MEMS技术纳米多晶硅薄膜E+E压力传感器
实验结果表明，本文设计、制作的纳米多晶硅薄膜E+E压力传感器能够实现对压力的检测，具有良好的压敏特性和温度特性，为E+E压力传感器在提高灵敏度和改善温度特性方面的研究奠定基础。