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Post-CMOS processing challenges and design developments of CMOS-MEMS microheaters for local CNT synthesis

Microsystems & Nanoengineering 2023年第6期9卷 281-295页

作者： avisek roy Bao Q.Ta Mehdi Azadmehr Knut E.Aasmundtveit Department of Microsystems University of South-Eastern Norway3184 HortenNorway

Carbon nanotubes(CNTs)can be locally grown on custom-designed CMOS microheaters by a thermal chemical vapour deposition(CVD)process to utilize the sensing capabilities of CNTs in emerging micro-and nanotechnology *** such a direct CMOS-CNT integration,a key requirement is the development of necessary post-processing steps on CMOS chips for fabricating CMOS-MEMS polysilicon heaters that can locally generate the required CNT synthesis temperatures(~650-900℃).In our post-CMOS processing,a subtractive fabrication technique is used for micromachining the polysilicon heaters,where the passivation layers in CMOS are used as masks to protect the *** dielectric etching,it is necessary to achieve high selectivity,uniform etching and a good etch rate to fully expose the polysilicon layers without causing *** achieved successful post-CMOS processing by developing two-step reactive ion etching(RIE)of the SiO2 dielectric layer and making design improvements to a second-generation CMOS *** the dry etching process,CMOS-MEMS microheaters are partially suspended by SiO2 wet etching with minimum damage to the exposed aluminium layers,to obtain high thermal *** fabricated microheaters are then successfully utilized for synthesizing CNTs by a local thermal CVD *** CMOS post-processing challenges and design aspects to fabricate CMOS-MEMS polysilicon microheaters for such high-temperature applications are detailed in this *** developed process for heterogeneous monolithic integration of CMOS-CNT shows promise for wafer-level manufacturing of CNT-based sensors by incorporating additional steps in an already existing foundry CMOS process.

关键词： synthesis steps damage

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