为制备高纵横比的纳米硅尖,研究了掩模的偏转方向对硅尖形状的影响。设计了硅尖制备的工艺流程,采用KOH溶液湿法各向异性腐蚀(100)单晶硅的方法制备硅尖,根据实验结果和{411}晶面模型,分析了硅尖侧壁的组成晶面,讨论了掩模偏转方向对硅尖形状的影响,得到了制备高纵横比纳米硅尖的工艺参数。实验结果表明:当腐蚀溶液浓度和温度一定时,正方形掩模的方向并不影响快腐蚀晶面的类型,利用正方形掩模的偏转,可以制备出八面体和四面体的硅尖。当正方形掩模边缘沿〈110〉晶向时,在78 ℃、浓度为40%的KOH溶液中腐蚀硅尖,经980 ℃干氧氧化3 h进行削尖,可制备出纵横比＞2的八面体纳米硅尖阵列,硅尖侧壁由与(100)面夹角为76.37°的{411}晶面组成。

提出了一种基于PT/PZT/PT压电薄膜微悬臂梁结构的微力传感器.运用Sol-Gel(溶胶-凝胶)法制作了PT和PZT薄膜,采用X射线衍射技术表征了PZT和PT/PZT/PT两种薄膜的成相特征,用阻抗分析仪测试了PZT和PT/PZT/PT薄膜的介电常数.结果表明,在PZT薄膜退火温度同为600℃时,PZT和PT/PZT/PT薄膜均为完整的钙钛矿结构,而且PT/PZT/PT薄膜沿(100)晶向强烈取向;在测试频率为1 kHz时,经600℃热处理条件下制备的PZT和PT/PZT/PT薄膜的相对介电常数分别为525和981.最后应用MEMS工艺制作了基于PT/PZT/PT压电薄膜微悬臂梁结构的微力传感器.在静态和准静态下对微力传感器的传感特性进行了测试.测试结果表明,力与位移或电荷具有良好的线性关系.两种尺寸微力传感器的灵敏度分别为0.045 mV/μN和0.007 mV/μN,力分辨率分别为3.7 μN和16.9μN,满足了微牛顿量级微小力的测量.