Nanotechnology编辑优选：纳米热电器件中MEMS悬空结构的优化与制备
文章介绍
Lei Wei（魏磊）, Jiangtao Wei（魏江涛）, Xuebao Kuai（蒯学宝）, Zhiwei You（尤志伟）, Mingliang Zhang（张明亮）, Wen Liu（刘雯）, Fuhua Yang（杨富华） and Xiaodong Wang（王晓东）
- 王晓东，中国科学院半导体研究所
1. 研究内容
MEMS悬空纳米器件如图1所示，主要由两个悬空的SiNx岛组成。每个岛通过六根SiNx梁与衬底相连，而中间的硅纳米材料将两个岛连接起来。在每个岛上，都制作了Pt加热器和温度传感器。
尽管在该结构中，接触热阻被大大降低，但由于硅纳米带将两个岛连接起来，使得梁、悬空岛和纳米带容易因严重的相互干扰应力而断裂。本文主要研究了悬空结构的应力分布情况，分别对硅纳米带、悬空梁的尺寸与结构以及不同层的厚度等进行了优化；利用低压化学气相沉积、干法刻蚀等半导体工艺制备了几种结构的器件进行了实验验证。
图1. MEMS悬空器件示意图
2.实验结果
图 2. 悬空结构的应力分布图
图 3. 实验制备的悬空器件
研究背景：
通过消除衬底对寄生热阻的影响，MEMS悬空结构可用于精确评价纳米材料的热电性能。然而，该类器件工艺复杂，其多层悬空结构容易因应力过大而断裂。因此，优化悬空结构的设计对于降低制备复杂性和提高成品率至关重要。本研究的主要目的是模拟优化悬空梁及纳米带的结构和尺寸等，并进行实验验证。论文的结果可为MEMS悬空纳米热电器件的制备提供有益参考。
期刊介绍
- 2021年影响因子：3.953 Citescore：6.2
- Nanotechnology（NANO）创刊于1990年，是第一本纳米科研和技术领域的专业期刊。NANO发表纳米技术研究发展前沿的高水平研究论文及纳米研究进展的综述，主要集中在纳米能源、生物和医学、电子和光子、图案和纳米加工、传感和驱动、材料合成和材料性能等领域。