专利名称：可电测加速度和电压的无源测量器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及包括碳纳米管的微电子和微机电器件领域；更具体地说，涉及微加速计和电压测量器件及其制造方法。
背景技术：
目前测量和记录加速度或最大电压的方法中，器件经历在测量加速度的时间段内加速度测量和电压测量器件以及记录器件需要供电。在许多应用中，需要确定是否发生加速度或曝露于电压产生事件以及引起多少发生的加速度或电压，采用需要恒定电源的加速度和记录器件是不切实际而且十分昂贵的，尤其对超出的时间段。也有一些应用具有很小的空间用以封装目前加速度和电压测量器件的所需机械、电子和电源。因此，需要紧凑且无源的最大加速度和电压测量记录器件。
发明内容
本发明的第一方面为一种器件，包括导电板，在第一绝缘层的顶表面上；第二绝缘层，在所述导电板的顶表面上，所述板的所述顶表面在所述第二绝缘层中的开口中露出；一个或多个导电纳米管的一组或多组，所述纳米管的末端的第一和第二端部区域与所述第二绝缘层接触，所述纳米管的中间区域悬置于所述开口上，所述一个或多个纳米管的不同组中的纳米管互相不电接触；以及一个或多个导电接触，所述一个或多个接触的每个与所述一个或多个纳米管的不同组的纳米管的第一端部区域电接触。
本发明的第二方面为一种方法，包括以下步骤在第一绝缘层的顶表面上形成导电板；在所述导电板的顶表面上形成第二绝缘层；在所述第二绝缘层中形成开口，所述板的所述顶表面在所述开口中露出；形成一个或多个导电纳米管的一组或多组，所述纳米管的末端的第一和第二端部区域与所述第二绝缘层接触，所述纳米管的中间区域悬置于所述开口上，所述一个或多个纳米管的不同组中的纳米管互相不电接触；以及形成一个或多个导电接触，所述一个或多个接触的每个与所述一个或多个纳米管的不同组的纳米管的第一端部区域电接触。
本发明的第三方面为一种器件，包括一个或多个导电板，在第一绝缘层的顶表面上；第二绝缘层，在所述导电板的顶表面上，所述导电板的所述顶表面在每个所述导板上的所述第二绝缘层中的开口中露出；导电纳米管垫层，在所述开口上悬置；以及导电接触，与所述纳米管垫层接触。
本发明的第四方面为一种方法，包括以下步骤在第一绝缘层的顶表面上形成一个或多个导电板；在所述导电板的顶表面上形成第二绝缘层；在所述第二绝缘层中在每个导电板上方形成开口，所述板的所述顶表面在所述开口中露出；形成在所述开口上悬置的导电纳米管垫层；以及形成与所述纳米管垫层的导电接触。
在所附权利要求中提出了本发明的特征。然而，当结合附图阅读本发明时，通过参考下面示意性实施例的详述，本发明自身将得以最佳理解，附图包括图1A到8A为顶部视图而图1B到8B为相应的横截面图，示出了根据本发明的第一实施例制造加速度/电压测量器件的步骤；图2C为穿过图2A的线2C-2C的横截面图；图9A到11A为顶部视图而图9B到11B为相应的横截面图，示出了根据本发明的第一实施例在制造加速度测量器件期间添加可选惯性重量的步骤；图12A到14A为加速之前根据本发明的第一实施例的加速度测量器件的横截面图，而相应的图12B到14B为加速之后根据本发明的第一实施例的加速度测量器件的横截面图；图15A为顶部视图，图15B为穿过图15A的线15B-15B的横截面图，而图15C为穿过15A的线15C-15C的横截面图，示出了根据本发明的第二实施例的加速度/电压测量器件；图16A到20A为顶部视图，而图16B到20B为相应的横截面图，示出了根据本发明的第三实施例制造加速度/电压测量器件的步骤；图21A为顶部视图，而图21B为穿过图21A的线21B-21B的横截面图，示出了根据本发明的第四实施例的加速度/电压测量器件；图22A为顶部视图，而图22B为穿过图22A的线22B-22B的横截面图，示出了根据本发明的某些实施例的电压测量器件；以及图23A为顶部视图，而图23B为穿过图23A的线23B-23B的横截面图，示出了根据本发明的某些实施例的电压测量器件。
具体实施例方式
碳纳米管更恰当地应该称为碳富勒烯(fullerene)，它是由按六角形排列的SP2杂化碳原子组成的闭笼分子。碳纳米管包括两类富勒烯管，类似空心管结构的单壁富勒烯管以及多壁富勒烯管。多壁富勒烯类似多组同心柱。本发明利用了在此文中称作单壁纳米管(SWNT)的单壁碳富勒烯和在此文中称作多壁纳米管(MWNT)的多壁碳富勒烯。为了本发明，术语碳纳米管(CNT)代表碳SWNT或碳MWNT。碳SWNT趋于比碳MWNT更柔韧。
图1A到8A为顶部视图而图1B到8B为相应的横截面图，示出了根据本发明的第一实施例制造加速度/电压测量器件的步骤。图1A为顶部视图，而图1B为穿过图1A的线1B-1B的横截面图。图1A和1B中，衬底100的顶表面上形成的是第一绝缘层105。绝缘层105的顶表面上形成的是构图的导电层110。导电层110包括板区115、衬垫区120和板区与衬垫区之间的连接区125。在一个实例中，衬底100为半导体衬底，第一绝缘层105包括SiO2，而导电层110包括掺杂的多晶硅。
在一个实例中，通过淀积导电材料的覆盖层、在此覆盖层上形成光致抗蚀剂层、在光致抗蚀剂层中光刻限定开口图形以暴露覆盖层、减去蚀刻覆盖层并除去剩余的光致抗蚀剂，形成构图的导电层110。
图2A为顶部视图，而图2B为穿过图2A的线2B-2B的横截面图。图2A和2B中，第二绝缘层130形成于第一绝缘层105和导电层110的覆层板区115之上。第二绝缘层130没有覆盖导电层110的衬垫区120。在第二绝缘层130中形成开口135，以暴露板区115上的第一导电层110的顶表面140。开口135具有四个侧壁145、150、155和160，并具有梯形的形状。侧壁145和150相对且相互平行，并通过侧壁155和160连接。侧壁150短于侧壁145。侧壁155和160长度相等。在另一个几何形状中，侧壁160与侧壁145和150垂直(参见图4C)。
在一个实例中，通过淀积层130的覆盖层、在此覆盖层上形成光致抗蚀剂层、在光致抗蚀剂层中光刻限定开口图形以暴露覆盖层、减去蚀刻覆盖层下至板区115和第一绝缘层105、并除去剩余的光致抗蚀剂，形成构图的第二绝缘层130中的开口135。
图3A为顶部视图，而图3B为穿过图3A的线3B-3B的横截面图。图3A和3B中，用填充材料170填充开口135。填充材料170的顶表面172与第二绝缘层130的顶表面174共面。在一个实例中，填充材料是多晶或单晶锗。
在一个实例中，通过覆盖淀积填充材料，用填充材料填充开口135，接着进行化学机械抛光，以除去第二绝缘层174的顶表面上的任何填充材料。然后，可以通过形成光致抗蚀剂层，在光致抗蚀剂层中光刻限定岛图形以保护开口135中的填充材料170、减去蚀刻掉暴露的填充材料、并除去剩余的光致抗蚀剂，除去不在开口135中的任何剩余的填充材料。当填充材料170为锗时，H2O2的水溶液可以用作蚀刻剂。
图4A为顶部视图，而图4B为穿过图4A的线4B-4B的横截面图。图4A和4B中，在第二绝缘层130的顶表面174上形成催化剂条175，它与开口135的侧壁160相邻并在与侧壁145和150垂直的方向上延伸。催化剂条175具有相反的末端176和177。催化剂条175比侧壁145和150之间的距离长，末端176延伸经过侧壁145而末端177延伸经过侧壁150。作为选择，催化剂条175可以比侧壁145和150之间的距离短，并延伸经过侧壁145和150之一或不经过它们。催化剂条175的成分如下所述。
在一个实例中，使用升离(lift-off)工艺，通过形成光致抗蚀剂层、在光致抗蚀剂层中光刻限定其中将要形成催化剂条175的开口、淀积催化剂条材料的覆盖层并然后除去光致抗蚀剂层和光致抗蚀剂顶部上的任何催化剂条材料，形成催化剂条175。
图5A为顶部视图，而图5B为穿过图5A的线5B-5B的横截面图。图5A和5B中，从催化剂条175，在与侧壁145和150平行并与填充材料170的顶表面172和第二绝缘层130的顶表面174平行的方向上，并接触顶表面172和顶表面174，生长CNT180。CNT从催化剂条175延伸穿过侧壁160、填充材料170和侧壁155。在与侧壁145和150平行的方向上测量CNT的长度。
在第一实例中，通过将其中通有CNT清洁(sweep)气体的加热管中的衬底100置于碳和催化金属的合金上，制造CNT180。衬底100的顶表面设置为平行于CNT清洁气体流动的方向。定向衬底100，以使催化剂条175在上游并与气流垂直，而填充材料170在催化剂条的下游。用激光加热催化剂条175会使CNT从催化剂条生长并通过开口135被清洁。在第一实例中，催化剂条175包括与铁、钴、镍或其组合混合的碳。
在第二实例中，催化剂条175包括铁、钴、镍或其组合，并在加热催化剂条175之后，关闭激光，而将碳氢化合物气体加入清洁气体。可以使用的碳氢化合物包括甲烷，乙烷，丙烷，丁烷，烯属、环状或芬芳碳氢化合物，或任何其它碳氢化合物。
在一个实例中，CNT180由单壁碳纳米管组成。在一个实例中，CNT180由多壁碳纳米管组成。
图6A为顶部视图，而图6B为穿过图6A的线6B-6B的横截面图。图6A和6B中，CNT180与催化剂条175“断开”，而且如果需要，光刻“调整”CNT180的长度，以使其不会悬置于第二绝缘层130的顶表面174。尽管将催化剂条175示为留在位置上，但是可以可选地除去催化剂条。
图7A为顶部视图，而图7B为穿过图7A的线7B-7B的横截面图。图7A和7B中，通过导电布线195将多个导电衬垫185连接到导电CNT接触190。使用的4个衬垫185是示例性的，而且可以采用更多或更少数量的衬垫185。可以整体形成衬垫185、CNT接触190和布线195。每个CNT接触190接触一组一个或多个不同的CNT180。不是所有的CNT180都需要接触，而相邻的CNT接触190不应该接触相同的一个或多个CNT180。在一个实例中，衬垫185、CNT接触190和布线195由Pt、Au、或其它金属和其组合组成。
在一个实例中，通过淀积层导电材料的覆盖层、在此覆盖层上形成光致抗蚀剂层、在光致抗蚀剂层中光刻限定开口图形以暴露覆盖层、减去蚀刻覆盖层并除去剩余的光致抗蚀剂，形成衬垫185、CNT接触190和布线195。
图8A为顶部视图，而图8B为穿过图8A的线8B-8B的横截面图。图8A和8B中，从开口135除去填充材料170(参见图7B)，以留下悬置于开口135的CNT180，以完成器件205A。当填充材料170为锗时，可以使用H2O2的水溶液作为蚀刻剂。由于开口135的宽度(从侧壁155到侧壁160在与侧壁145和150平行的方向上测量)从侧壁145到侧壁150减小，单个CNT180悬置的长度或悬置的距离的变化取决于它们相对于侧壁145和150所处的位置。相比于横穿开口135的较窄部分延伸的CNT180，需要更少的力使横穿开口135的较宽部分延伸的CNT180弯曲。下文将提供进一步的讨论。
图9A到11A为顶部视图而图9B到11B为相应的横截面图，示出了根据本发明的第一实施例在制造加速度测量器件期间添加可选惯性重量的步骤。在图1A到6A和对应的图1B到6B中示出的步骤之后实施图9A到11A和对应的图9B到11B中示出的步骤，并用它们取代图7A、7B、8A和8B中示出的步骤。
图9A为顶部视图，而图9B为穿过图9A的线9B-9B的横截面图。图9A和9B中，多个惯性重量200被附装到单组一个或多个CNT180上。每个重量200被附装到单组一个或多个不同的CNT180上。不是所有的CNT180需要附装重量200，而相邻的重量200不应该附装到相同组一个或多个CNT180上。
在一个实例中，使用升离工艺，通过形成光致抗蚀剂层、在光致抗蚀剂层中光刻限定其中将要形成重量200的开口、淀积重量材料的覆盖层并接着除去光致抗蚀剂层和光致抗蚀剂层顶部上的任何重量材料，形成重量200。在一个实例中，重量200由导电材料形成。在一个实例中，重量200由半导体材料形成。在一个实施例中，重量200由电绝缘体形成。
图10A为顶部视图，而图10B为穿过图10A的线10B-10B的横截面图。除了重量200，图10A和10B分别与图7A和7B类似。
图11A为顶部视图，而图11B为穿过图11A的线11B-11B的横截面图。除了重量200，图11A和11B的器件205B分别与图8A和8B的器件205A类似。
图12A到14A为加速之前根据本发明的第一实施例的加速度测量器件的横截面图，而相应的图12B到14B为加速之后根据本发明的第一实施例的加速度测量器件的横截面图。
图12A中，CNT180跨过开口135，而且在导电层110和衬垫185之间没有电连接。图12B中，因为在与导电层110的顶表面140垂直的方向上具有明显矢量分量的加速事件，CNT180会弯曲并与导电层110的顶表面140电和物理接触。导电层110和衬垫185之间通过CNT180电连接。图12B中，一旦CNT180与导电层110的顶表面140形成接触，CNT180通过范德华力保持在适当位置上。
通常，虽然没有全部理解，但是范德华力为分子间的吸引力。通过轨道电子引起分子间的接合。在任一时刻，任何给定的电子可以被认为是在分子的一侧或另一侧，由此在分子的一侧上形成剩余的负电荷并在分子的另一侧上缺少电荷(正电荷)，即，形成偶极子。当附近分子上的偶板子将正极对准负极，将负极对准正极时，就会产生微弱的和瞬态的静电吸引。由于目标由多个分子组成，总是具有有限数量的具有吸引偶极子的分子对。
回到图8A，连接到标记为“A”的衬垫的CNT180比连接到标记为“B”的衬垫的CNT180跨过更短的横穿开口135的距离。连接到标记为“B”的衬垫的CNT180比连接到标记为“C”的衬垫的CNT180跨过更短的横穿开口135的距离。连接到标记为“C”的衬垫的CNT180比连接到标记为“D”的衬垫的CNT180跨过更短的横穿开口135的距离。应该理解，施加到CNT180上的力与CNT的质量和加速度的量成比例。除了其它因素，跨过间隙的横向部件的弯曲量与该部件跨过的长度成比例。由此，在经历比连接到标记为“C”的衬垫的CNT180接触导电层110的顶表面140所需的加速度更小的加速度时，连接到标记为“D”的衬垫的CNT180将接触导电层110的顶表面140。如果发现短路到衬垫120的衬垫185越多，那么在探测方向上经历的加速度就越大。如果引起CNT180接触并“粘附”到顶表面140的范德华力大于将CNT拉离顶表面的加速度力，那么短路到衬垫120的衬垫185的数量与器件205A经历的最大加速度具有公知的关系(易于校准)。
图13A和13B与图12A和12B类似，除了附装到CNT180上的附加重量200。重量200起“放大”因为加速度施加到CNT180上的力的作用，以克服CNT的弯曲阻抗。换句话说，重量200通过增加CNT的有效质量增加CNT180的弯曲力矩。图11A的器件205B利用了此效应。
图14A和14B与图13A和13B类似，除了附装到CNT180上的重量200包围CNT并在CNT下面延伸向顶表面140。由此，重量200电接触导电层110的顶表面140，并且重量200通过范德华力保持到导电层110。可以通过在图7A和8B中所示的步骤和图9A和9B中所示的步骤之间实施凹槽蚀刻填充物170(参见图7B)以及如上述制造图14A中所示的结构。
图15A为顶部视图，而图15B为穿过图15A的线15B-15B的横截面图，而图15C为穿过图15A的线15C-15C的横截面图，示出了根据本发明的第二实施例的加速度/电压测量器件。图15A和15B的器件205C与图11A和11B的器件205B类似，除了用在第一绝缘层105中的凹槽225A、225B、225C和225D上形成的矩形开口220替代图11A和11B的开口135。图15C中，可以看到，区域225A上的CNT180和导电层110之间的距离为DA。区域225B上的CNT180和导电层110之间的距离为DB。区域225C上的CNT180和导电层110之间的距离为DC。区域225D上的CNT180和导电层110之间的距离为DD。其中DA＞DC＞DB＞DD。由此，尽管横穿开口220的CNT180的跨距相同，但是在225A、225B、225C和225D中，CNT电接触并“粘附”到导电层110所需的弯曲量不同。器件205C中加速度的测量依赖于横向部件的弯曲度与在其上施加的力成比例的实事。
尽管图15C示出了蚀刻进入第一绝缘层105的步骤，但是作为选择，可以进行蚀刻进入衬底100的步骤，以形成区域225A、225B、225C和225D。应该理解，可以在没有重量200或使用如图14A中所示的包围CNT的重量的情况下，制造图15A、15B和15C中所示的结构。
用于形成下文中所述的本发明的第三和第四实施例的各种结构的工艺的操作原理和材料与上述用于本发明的第一和第二实施例的相同，除非另有说明。
图16A到20A为顶部视图，而图16B到20B为相应的横截面图，示出了根据本发明的第三实施例制造加速度/电压测量器件的步骤。图16A为顶部视图，而图16B为穿过图16A的线16B-16B的横截面图。图16A和16B中，在第一绝缘层105上形成具有各自的板区115A、115B和115C和各自的衬垫区域120A、120B和120C的三个构图的导电层110A、110B和110C。
图17A为顶部视图，而图17B为穿过图17A的线17B-17B的横截面图。图17A和17B中，在板区115A、115B和115C上形成第二绝缘层130，并在各自的板区115A、115B和115C上的第二绝缘层130中形成圆形开口135A、135B和135C。每个板区115A、115B和115C的顶表面140A、140B和140C暴露于各自的开口135A、135B和135C中。开口135A具有直径RA、开口135B具有直径RB而开口135C具有直径RC，其中RC＞RB＞RA。使用三个板区(115A、115B和115C)和相应的开口(135A、135B和135C)是示例性的，而实际可以采用更多或更少数量的衬垫和开口。
图18A为顶部视图，而图18B为穿过图18A的线18B-18B的横截面图。图18A和18B中，在开口135A、135B和135C中形成填充物170。
图19A为顶部视图，而图19B为穿过图19A的线19B-19B的横截面图。图19A和19B中，在开口135A、135B和135C上形成CNT的单个连续垫层250。在一个实例中，CNT的垫层250是用随后蒸发的溶剂中的CNT的分散剂旋转施加的。在一个实例中，分散剂是胶状的。在另一个实例中，分散剂是机械加工的(通过搅动维持)。控制垫层250中CNT的密度，以使充足的开口135A、135B和135C的面积保持不被CNT覆盖，以使蚀刻剂能渗透垫层并除去填充物170，如针对图8A和8bB所述。在一个实例中，垫层250由单壁碳纳米管组成。在一个实例中，垫层250由多壁碳纳米管组成。
图20A为顶部视图，而图20B为穿过图20A的线20B-20B的横截面图。图20A和20B中，在开口135A、135B和135C的中心上的垫层250上形成可选的重量200、将导电衬垫255连接到垫层250并除去填充材料170(参见图19B)，以完成器件260A。如上所述，在形成重量之前，通过凹蚀填充材料170(参见图19B)，重量200可以包围形成垫层250的CNT。
图21A为顶部视图，而图21B为穿过图21A的线21B-21B的横截面图，示出了根据本发明的第四实施例的加速度/电压测量器件。图21A和21B中，器件260B与图20A和20B的器件260A类似，除了开口135D、135E和135F都具有相同的直径，而距离D1、D2和D3不同，其中D1＞D2＞D3。D1为垫层250和导电板110D之间的距离。D2为垫层250和导电板110E之间的距离。D3为垫层250和导电板110F之间的距离。不同的距离D1、D2和D3通过第一绝缘层105中的蚀刻步骤产生。作为选择，不同的距离D1、D2和D3可以通过在衬底100中的蚀刻步骤产生。
本发明的各个实施例的相同结构也可以用作电压测量器件以及加速度测量器件。例如，回到图8A，横穿衬垫185和衬垫120施加相同的电压差将使CNT180弯向导电层110。与将CNT180弯曲并连接到例如衬垫B所需的电压差相比，将连接到衬垫D的CNT180充分弯曲以使CNT通过范德华力接触并然后连接到导电层110，需要较低的电压差。一旦除去电压，任何连接到导电层110的CNT将保持连接，并且通过不同的衬垫185和120之间的探测，可以确定器件经历的最大电压。
图22A为顶部视图，而图22B为穿过图22A的线22B-22B的横截面图，示出了根据本发明的某些实施例的电压测量器件。图22A和22B中，器件300A包括衬底305，在衬底上形成有绝缘层310，以及连接到绝缘层310的绝缘覆层(lid)315。在绝缘层310上形成根据本发明的第一和第二实施例的导电板320上的CNT阵列315A。导电触线(antenna)325位于覆层315顶部并通过接触330电连接到衬垫340。衬垫340电连接到导电板320。导电衬垫345连接到CNT阵列315A的不同CNT组。
在操作中，器件300A可以位于例如等离子体蚀刻或等离子体淀积室的电荷环境中，而衬垫340和衬垫345电浮置(floating)。触线325上引起的电压将使一些CNT组被吸引，然后，范德华力使CNT粘附到导电板320。然后，将器件300A从电荷环境中取出，并分别探测衬垫340与不同的衬垫345，以确定CNT和CNT下面的导电板之间经历的最大电压。
图23A为顶部视图，而图23B为穿过图23A的线23B-23B的横截面图，示出了根据本发明的某些实施例的电压测量器件。图23A和23B中，器件300B包括衬底305，在衬底上形成有绝缘层310，以及连接到绝缘层310的绝缘覆层315。在绝缘层310上形成根据本发明的第三和第四实施例的一组导电板320A、320B、320C和320D上的CNT垫层315B。导电触线325位于覆层315顶部。衬垫340电连接到CNT垫层315B。导电衬垫345连接到不同的导电板320A、320B、320C和320D。触线325通过导电接触360电连接到位于CNT垫层315B上的电极365。用绝缘层370覆盖电极365，以使当部分CNT垫层被吸引到电极时，CNT垫层315B不短路到电极365，如下文所述。
首先预充电器件300B，以将部分CNT垫层315B吸引到导电板320A、320B、320C和320D并通过范德华力连接。接下来，在操作中，器件300B可以位于例如等离子体蚀刻或等离子体淀积室的电荷环境中，而衬垫340和衬垫345接地或电浮置。触线325上引起的电压将使一些CNT吸引到电极365并破坏将CNT保持到导电板320的范德华接合。然后，将器件300B从电荷环境中取出，并分别探测衬垫340与不同的衬垫345，以确定CNT垫层315B和导电板320A、320B、320C和320D之间经历的最大电压。
由此，本发明的各个实施例提供了紧凑的并无源的最大加速和电压记录器件及其制造方法。例如，第一实施例的变化的开口宽度可以与第二实施例的变化的开口深度结合。类似地，第三实施例的变化的开口宽度可以与第四实施例的变化的开口深度结合。而且尽管本发明的第三和第四实施例在第二绝缘层中示出了圆形开口，但是可以使用例如三角形、正方形、矩形、梯形和多边形的其它几何形状的开口。作为选择，可以用导电纳米管或包括非碳或与碳结合的材料的细丝替代碳纳米管。
上面所给本发明的实施例的描述用于理解本发明。应该理解，本发明不限于这里所述的具体实施例，而是现在对于本领域内的技术人员将变得明显地是，在不脱离本发明范围的情况下能够进行各种修改、重新布置和替换。因此，旨在所附权利要求涵盖所有落入本发明的真实精神和范围之内的这些修改和改变。
权利要求
1.一种器件，包括导电板，在第一绝缘层的顶表面上；第二绝缘层，在所述导电板的顶表面上，所述板的所述顶表面在所述第二绝缘层中的开口中露出；一个或多个导电纳米管的一组或多组，所述纳米管的末端的第一和第二端部区域与所述第二绝缘层接触，所述纳米管的中间区域悬置于所述开口上，所述一个或多个纳米管的不同组中的纳米管互相不电接触；以及一个或多个导电接触，所述一个或多个接触的每个与所述一个或多个纳米管的不同组的纳米管的第一端部区域电接触。
2.根据权利要求1的器件，还包括附装到所述一个或多个纳米管的所述一组或多组的所述一个或多个的所述中间区域上的惯性重量。
3.根据权利要求1的器件，其中在所述一个或多个纳米管的所述一组或多组的每个下面，在与所述纳米管的纵轴平行的方向上，所述开口的宽度不同；或者其中在所述一个或多个纳米管的所述一组或多组的每个下面，在与所述导电板的顶表面垂直的方向上，所述开口的深度不同；或者其中在所述一个或多个纳米管的所述一组或多组的每个下面，在与所述纳米管的纵轴平行的所述方向上，所述开口的所述宽度不同，以及在与所述导电板的顶表面垂直的所述方向上，所述开口的所述深度不同。
4.根据权利要求1的器件，其中在所述开口上悬置的所述纳米管的区域可以通过具有在与所述导电板的所述顶表面垂直的方向上施加的矢量分量的加速度力弯曲，以使与所述导电板的所述顶表面物理接触的所述一个或多个纳米管的所述一组或多组的任何一个或多个，将在除去所述加速度力之后，通过范德华力保持连接到所述导电板的所述顶表面。
5.根据权利要求4的器件，其中所述纳米管为碳纳米管。
6.根据权利要求1的器件，还包括导电触线；以及用于将所述触线临时电连接到所述导电板的部件。
7.一种方法，包括以下步骤在第一绝缘层的顶表面上形成导电板；在所述导电板的顶表面上形成第二绝缘层；在所述第二绝缘层中形成开口，所述板的所述顶表面在所述开口中露出；形成一个或多个导电纳米管的一组或多组，所述纳米管的末端的第一和第二端部区域与所述第二绝缘层接触，所述纳米管的中间区域悬置于所述开口上，所述一个或多个纳米管的不同组中的纳米管互相不电接触；以及形成一个或多个导电接触，所述一个或多个接触的每个与所述一个或多个纳米管的不同组的纳米管的第一端部区域电接触。
8.根据权利要求7的方法，还包括形成附装到所述一个或多个纳米管的所述一组或多组的所述一个或多个的所述中间区域上的惯性重量。
9根据权利要求7的方法，其中在所述一个或多个纳米管的所述一组或多组的每个下面，在与所述纳米管的纵轴平行的方向上，所述开口的宽度不同；或者其中在所述一个或多个纳米管的所述一组或多组的每个下面，在与所述导电板的顶表面垂直的方向上，所述开口的深度不同；或者其中在所述一个或多个纳米管的所述一组或多组的每个下面，在与所述纳米管的纵轴平行的所述方向上，所述开口的所述宽度不同，以及在与所述导电板的顶表面垂直的所述方向上，所述开口的所述深度不同。
10.根据权利要求7的方法，其中在所述开口上悬置的所述纳米管的区域可以通过具有在与所述导电板的所述顶表面垂直的方向上施加的矢量分量的加速度力弯曲，以使与所述导电板的所述顶表面物理接触的所述一个纳米管的所述一组或多组的任何一个或多个，将在除去所述加速度力之后，通过范德华力保持连接到所述导电板的所述顶表面。
11.根据权利要求7的方法，其中所述纳米管为碳纳米管。
12.一种器件，包括一个或多个导电板，在第一绝缘层的顶表面上；第二绝缘层，在所述导电板的顶表面上，所述导电板的所述顶表面在每个所述导板上的所述第二绝缘层中的开口中露出；导电纳米管垫层，在所述开口上悬置；以及导电接触，与所述纳米管垫层接触。
13.根据权利要求12的器件，还包括附装到所述开口上方的所述纳米管垫层上的惯性重量。
14.根据权利要求12的器件，其中每个所述开口的面积不同；其中在与所述导电板的顶表面垂直的方向上的每个所述开口的深度不同；或者其中每个所述开口的所述面积不同，以及在与所述导电板的顶表面垂直的方向上的每个所述开口的所述深度不同。
15.根据权利要求12的器件，其中所述纳米管垫层在所述开口上方可以通过具有在与所述导电板的所述顶表面垂直的方向上施加的矢量分量的加速度力弯曲，以使与任何所述导电板的任何顶表面物理接触的所述纳米管垫层的任何部分，将在除去所述加速度力之后，通过范德华力保持连接到所述导电板的所述顶表面。
16.根据权利要求12的器件，其中所述纳米管为碳纳米管。
17.根据权利要求12的器件，还包括导电触线；以及导电电极，与所述触线电连接并位于所述导电纳米管垫层上。
18.一种方法，包括以下步骤在第一绝缘层的顶表面上形成一个或多个导电板；在所述导电板的顶表面上形成第二绝缘层；在所述第二绝缘层中在每个导电板上方形成开口，所述板的所述顶表面在所述开口中露出；形成在所述开口上悬置的导电纳米管垫层；以及形成与所述纳米管垫层的导电接触。
19.根据权利要求18的方法，还包括形成附装到所述开口上方的所述纳米管垫层上的惯性重量。
20.根据权利要求18的方法，其中每个所述开口的面积不同；其中在与所述导电板的顶表面垂直的方向上的每个所述开口的深度不同；或者其中每个所述开口的所述面积不同，以及在与所述导电板的顶表面垂直的方向上的每个所述开口的所述深度不同。
21.根据权利要求18的方法，其中所述纳米管垫层在所述开口上方可以通过具有在与所述导电板的所述顶表面垂直的方向上施加的矢量分量的加速度力弯曲，以使与任何所述导电板的任何顶表面物理接触的所述纳米管垫层的任何部分，将在除去所述加速度力之后，通过范德华力保持连接到所述导电板的所述顶表面。
22.根据权利要求18的方法，其中所述纳米管为碳纳米管。
全文摘要
本发明提供了加速度和电压测量器件及其制造方法。所述加速度和电压测量器件包括导电板，在第一绝缘层的顶表面上；第二绝缘层，在所述导电板的顶表面上，所述板的所述顶表面在所述第二绝缘层中的开口中露出；导电纳米管，在所述开口上悬置；以及与所述纳米管的导电接触。
文档编号H01L41/22GK1949528SQ200610107760
公开日2007年4月18日 申请日期2006年7月25日 优先权日2005年10月13日
发明者D·V·霍拉克, C·W·柯布格尔三世, 古川俊治, S·J·霍尔梅斯, M·C·哈基, L·M·P·帕斯特尔 申请人:国际商业机器公司