[发明专利]一种压阻式金硅复合纳米梁谐振器及其制作方法

权利要求书

1.一种压阻式金硅复合纳米梁谐振器，其特征在于，所述谐振器包括一个双端固定的金硅复合纳米梁、匹配电阻(7)、将金硅复合纳米梁上的压阻区引出的第一铝电极(8)、将金硅复合纳米梁上的压阻区和匹配电阻引出的第二铝电极(9)、将金硅复合纳米梁上的匹配电阻引出第三铝电极(10)、与金硅复合纳米梁顶部金层相连的金电极(11)、与衬底相连的第四铝电极(12)；其层状结构为：在衬底(1)上的两边分别设有氧化牺牲层(2)，在氧化牺牲层(2)上设有单晶硅(3)，在单晶硅(3)中的一边设有压阻区(4)，在单晶硅(3)和压阻区(4)的上部设有氮化硅绝缘层(5)，在氮化硅绝缘层(5)上设有金层(6)；

其中，所述金硅复合纳米梁的形状为H型，将梁的压阻区和匹配电阻串联，在两端施加相位相反的交流信号作为偏置信号，中间电压作为被测输出信号。

2.根据权利要求1所述的压阻式金硅复合纳米梁谐振器，其特征在于，所述的金硅复合纳米梁主体为单晶硅(3)，通过离子注入在金硅复合纳米梁上靠近锚区的位置产生一个和匹配电阻完全相同的压阻区(4)，纳米梁的顶层溅射了一金层(6)，在金层(6)与单晶硅(3)之间有一层氮化硅绝缘层(5)。

3.根据权利要求1所述的压阻式金硅复合纳米梁谐振器，其特征在于，所述的金硅复合纳米梁主体的一端接金电极(11)，另一端分别接第一铝电极(8)、第二铝电极(9)。

4.根据权利要求1所述的压阻式金硅复合纳米梁谐振器，其特征在于，所述的匹配电阻(7)的一端接第二铝电极(9)，另一端接第三铝电极(10)。

5.一种如权利要求1所述的压阻式金硅复合纳米梁谐振器的制作方法，其特征在于，基于SOI工艺，并将掩模光刻与电子束光刻相结合，步骤如下：

步骤1：SOI硅片准备；

步骤2：溅射铬和金，产生离子束光刻的标记；

步骤3：电子束光刻画出离子注入区域，离子注入产生压阻区和匹配电阻；

步骤4：在金上长一层SiO₂保护层，进行快速热退火，再去掉SiO₂层；

步骤5：在纳米梁上淀积一层氮化硅作为绝缘层；

步骤6：用掩模光刻画出金电极的区域，溅射铬和金；

步骤7：用电子束光刻画出梁的区域，镀上铬和金；

步骤8：用电子束光刻画出梁两侧需要挖掉的区域，刻蚀掉氮化硅和单晶硅；

步骤9：用掩模光刻画出铝pad的区域，刻蚀掉氮化硅；

步骤10：先清理通孔中的杂质和氧化物，溅射铝，再去除光刻胶；

步骤11：同样用掩模光刻画出铝pad的区域，但比上一次刻出的区域大，溅射金，将铝完全包裹住；

步骤12：用湿法刻蚀去除梁下面的氧化牺牲层，并进行梁的释放，使梁结构悬空。