基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤及其制备方法技术

本发明专利技术公开了基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤及其制备方法,包括上基底层，栅极介电层，下基底层，基底层包括含有通孔的氧化物层，栅极介电层在沉积栅极加入介电层，结构具有层叠网状结构，为周期性层叠，对微小压力具有超高的灵敏度，可以高精度探测微小压力的存在，响应时间短，高稳定性，抗干扰能力强。抗干扰能力强。抗干扰能力强。

【技术实现步骤摘要】
基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤及其制备方法


[0001]本专利技术涉及机器人电子皮肤触觉传感
，具体地说，是一种基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤及其制备方法。

技术介绍

[0002]锗硅纳米线在一维纳米材料技术中具有突出的性能表现，不仅可以制作柔性器件。与普通硅材料相比有更低的功耗、更高的稳定性，更节省空间。在纳米电子器件、以及机器皮肤应用方面具有巨大的潜在市场应用价值。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤及其制备方法，该电子皮肤可以覆盖在机器人表面作为电子皮肤赋予其触觉感知能力的柔性器件，其集成了压力信号等检测功能。
[0004]本专利技术通过下述技术方案来实现：一种基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤，包括上基底层，栅极介电层，下基底层，所述上基底层、栅极介电层与下基底层为限定通孔的氧化物层，在通孔中采用化学气相沉积法沉积纳米线，其中纳米线材料为锗硅混合纳米线，所述上基底层、栅极介电层与下基底层使用层叠网状结构，为周期性层叠；所述上基底层的锗硅纳米混合线沉积进行原位掺杂，栅极介电层的锗硅纳米混合线完成通路的沉积，下基底层的锗硅纳米混合线沉积进行原位掺杂。
[0005]本专利技术还提供了一种基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤的制备方法，包括以下步骤：步骤一：去除硅层的天然氧化物：锗硅预处理中首先将其浸入氢氟酸，HF酸用水稀释比例为95:1，浸入时间为60s，预定温度为850℃
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950℃。
[0006]步骤二：沉积通孔：使用400℃
‑
600℃的温度范围处理锗硅混合纳米线沉积通孔，在氧化硅的基底层上操作，其中通孔的比例为1:3；步骤三：硅锗纳米混合线加入等离子体参加，再进行退火处理，将栅极介电层沉积其表面；步骤四：在栅极介电层沉积间隙填充氧化硅，通过CMP方法平坦化基底；基底通过退火处理以增强掺杂剂扩散，并且使其表面更加光滑。
[0007]上述技术方案中：所述步骤四，栅极介电层（2）在锗硅纳米混合线上部沉积，并在栅极介电层（2）的间隙中沉积氧化膜，以此方法填充，对其进行CMP抛光，使其平坦化。
[0008]上述技术方案中：所述步骤三，栅极介电层（2）沉积方法是采用化学气相沉积。
[0009]与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：本专利技术制备的基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤器件，具有良好的柔性，可以供机器人使用；本专利技术制备的基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤器件，对微小压力具有超高的灵敏度，可以高精度探测微小压力的存在，响应时间短，高稳定性，抗干扰能力强；本专利技术的制备方法，过程简单，易于
控制，可实现工业化生产。
附图说明
[0010]图1为本专利技术基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤单元结构图；附图标记：基底层
‑
1，栅极介电层
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2，下基底层
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3。
具体实施方式
[0011]下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限此。
[0012]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的 范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。
[0013]本专利技术提供一种基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤，包括上基底层1，栅极介电层2，下基底层3，所述上基底层1、栅极介电层2与下基底层3为限定通孔的氧化物层，在通孔中采用化学气相沉积法沉积纳米线，其中纳米线材料为锗硅混合纳米线，所述上基底层、栅极介电层与下基底层使用层叠网状结构，为周期性层叠；所述上基底层1的锗硅纳米混合线沉积进行原位掺杂，栅极介电层2的锗硅纳米混合线完成通路的沉积，下基底层3的锗硅纳米混合线沉积进行原位掺杂。
[0014]基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤的制备方法，包括以下步骤：步骤一：去除硅层的天然氧化物：锗硅预处理中首先将其浸入氢氟酸，HF酸用水稀释比例为95:1，浸入时间为60s，预定温度为850℃
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950℃。
[0015]步骤二：沉积通孔：使用400℃
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600℃的温度范围处理锗硅混合纳米线沉积通孔，在氧化硅的基底层上操作，其中通孔的比例为1:3；步骤三：硅锗纳米混合线加入等离子体参加，再进行退火处理，将栅极介电层沉积其表面；步骤四：在栅极介电层沉积间隙填充氧化硅，通过CMP方法平坦化基底；基底通过退火处理以增强掺杂剂扩散，并且使其表面更加光滑。
[0016]需要说明的是：上基底层1与下基底层3为限定通孔的氧化物层，在通孔中采用化学气相沉积法沉积第一部分纳米线，其中纳米线材料为锗硅混合纳米线。
[0017]具体参数步骤如下：（1）锗硅预处理中首先将其浸入氢氟酸，HF酸用水稀释比例为95:1，浸入时间为60s，预定温度为850℃
‑
950℃。
[0018]（2）在500℃的范围下热处理锗纳米线，氢气的比率以1:50的预定量供应到腔室，进行处理。
[0019]（3）使用20:1稀释比例的氢氟酸对基底进行湿法化学蚀刻，并对基底进行退火处理，对栅极介电层进行沉积，ALD掺杂处理。
[0020]（4）栅极介电层在沉积栅极的间隙填充层之后，并对其CMP化学机械法抛光。
[0021]（5）基底通过退火处理以增强掺杂剂扩散，并且使其表面更加光滑。
[0022]其中部分锗硅纳米线采用化合物薄膜沉积和原位掺杂，使其具有更灵敏的精度，纳米线为单晶，基底采用硅层，并使用氧化层沉积在轨层上。
[0023]本专利技术基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤,包括设置上基底层，基底层包括含有通孔的氧化物层，在通孔中使用化学气相沉积法对锗硅混合纳米线进行加工，对纳米线进行有选择性的回蚀氧化物层，使其暴露上表面，栅极介电层在沉积栅极加入介电层，并使用掺杂剂物质对暴露的纳米线上部进行掺杂，外表面结构具有层叠网状结构，为周期性层叠，对微小压力具有超高的灵敏度，可以高精度探测微小压力的存在，响应时间短，高稳定性，抗干扰能力强。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤，包括上基底层（1），栅极介电层（2），下基底层（3），其特征在于，所述上基底层（1）、栅极介电层（2）与下基底层（3）为限定通孔的氧化物层，在通孔中采用化学气相沉积法沉积纳米线，其中纳米线材料为锗硅混合纳米线，所述上基底层（1）、栅极介电层（2）与下基底层（3）使用层叠网状结构，为周期性层叠；所述上基底层（1）的锗硅纳米混合线沉积进行原位掺杂，栅极介电层（2）的锗硅纳米混合线完成通路的沉积，下基底层（3）的锗硅纳米混合线沉积进行原位掺杂。2.根据权利要求1所述的一种基于锗硅混合纳米线的机器人电子皮肤的制备方法，包括以下步骤：步骤一：去除硅层的天然氧化物：锗硅预处理中首先将其浸入氢氟酸，HF酸用水稀释比例为95:1，浸入时间为60s，预定温度为850℃
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950℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨剑乐，张三，贺宁，何志仙，
申请(专利权)人：陕西中建建乐智能机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：