[发明专利]基于硅纳米线阵列的加速度计及其制备方法

权利要求书

1.一种基于硅纳米线阵列的加速度计的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在SOI硅片的顶层硅表面制备氮化硅薄膜，形成介质掩膜层；

S2、在介质掩膜层转移小三角形阵列图案，并刻蚀三角形处的氮化硅，以形成小三角形阵列窗口；接着对小三角形阵列窗口处的顶层硅进行干法刻蚀，制得深度相同的竖直小三角形槽，以形成小三角形阵列槽，然后去除光刻胶；

S3、基于自限制热氧化工艺对小三角形阵列槽进行氧化；

S4、在介质掩膜层转移大三角形阵列图案，并刻蚀三角形处的氮化硅，以形成大三角形阵列窗口；接着对大三角形阵列窗口处的顶层硅进行干法刻蚀，制得深度相同的竖直大三角形槽，以形成大三角形阵列槽，然后去除光刻胶；

其中，小三角形阵列槽与大三角形阵列槽构成以三个竖直大三角形槽围合区域的中部具有一个竖直小三角形槽为阵列单元的阵列结构；

S5、对大三角形阵列槽的各竖直大三角形槽进行各项异性湿法腐蚀，形成六边形腐蚀槽阵列；其中，相邻两个六边形腐蚀槽之间形成单晶硅薄壁结构；同一阵列单元的三个六边形腐蚀槽中间出现相对的锥体结构，即质量块；

S6、基于自限制热氧化工艺对硅片进行氧化后，所有单晶硅薄壁结构的顶部中央位置都形成单晶硅纳米线；

S7、在硅片的适当位置刻蚀氮化硅形成方形窗口，对方形窗口硼离子注入后再进行退火，之后制作正、负电极；

S8、在硅片的适当位置制作隔离沟道，以正、负电极的物理隔绝；

S9、去除被氧化的单晶硅薄壁结构，释放整个结构。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阵列单元中的三个竖直大三角形槽的分布为两个位于同一行、剩余的一个位于另一行。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，相邻阵列单元共用二个竖直大三角形槽，四个竖直大三角形槽的分布为两个位于同一行、另两个位于另一行。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮化硅薄膜是采用低应力CVD薄膜生长技术制得。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述湿法腐蚀的溶液是10-100℃、10-80wt％的KOH溶液，湿法腐蚀时间为5分钟-10小时。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述单晶硅薄壁结构的预设宽度小于1μm。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述单晶硅纳米线的宽度为10-800nm。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述离子注入的工艺参数包括离子注入能量为5-100KeV，离子注入计量为0.1E15cm^-2-10E15cm^-2，退火温度为200-4000℃，退火时间为5分钟-10小时。

9.如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的基于硅纳米线阵列的加速度计。

10.如权利要求9所述的硅纳米线阵列的加速度计，其特征在于，所述的硅纳米线阵列加速度计的核心结构是由氮化硅薄膜和多根硅纳米线支撑起多个质量块构成的，且整个结构呈现梳齿型。