多晶硅纳米膜表层钝化的研究毕业论文

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1、多晶硅纳米膜表层钝化的研究毕业论文目录I摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题来源及研究意义11.2国内外的研究状况11.2.1国外研究状况21.2.2国内研究状况51.3本课题的主要研究内容7第2章欧姆接触的基本原理与测试方法82.1欧姆接触的能带分析82.2欧姆接触的传输机理92.3接触电阻率的测量102.3.1线性传输线模型法112.3.2圆点传输线模型法122.3.3圆环传输线模型法132.3.4传输线模型的比较分析162.4本章小结17第3章多晶硅纳米膜欧姆接触的制作183.1欧姆接触的

2、设计183.1.1接触金属的材料特性183.1.2表面处理213.1.3掺杂与退火223.2铝膜欧姆接触的制作223.3本章小结26第4章多晶硅纳米膜欧姆接触的表征与测试274.1多晶硅纳米膜欧姆接触的表征274.1.1多晶硅纳米膜的表征274.1.2铝欧姆接触的表征284.2线性传输线模型测试31-52-4.2.1退火前接触电阻率的测试314.2.2退火后接触电阻率的测试324.3圆点传输线模型测试394.3.1退火前接触电阻率的测试404.3.2退火后接触电阻率的测试414.4本章小结43结论44参考文

3、献45附录49哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明51哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书51致谢52-52-第1章绪论1.1　课题来源及研究意义本课题研究源于国家自然科学基金项目“多晶硅纳米膜压阻式压力传感器研究”的一部分，以多晶硅纳米膜为研究对象，进行多晶硅表面钝化及缺陷钝化的实验研究，并进行理论分析，提取适用于传感器制作工艺的钝化方案及关键参数，从而提高多晶硅纳米膜压力传感器的可靠性与稳定性，使其达到实际应用水平。作为信息采集的核心技术，传感器技术是现代科技发展水平的重要标志，是现代测量和工业自动化的

4、关键技术之一，在工业、农业、国防等各个领域有着广泛的应用。已实现商品化的扩散硅压阻式传感器存在温漂大、工作温度范围小等不足，严重制约了传感器的应用。多晶硅压阻式传感器是目前提高传感器工作温度、改善温度稳定性，又能保持其低成本的主要技术途径之一，采用多晶硅压阻薄膜的压力传感器得到了迅速的发展。其中，多晶硅压力传感器由于其线性好、灵敏度高、可批量化生产、成本低等优点在石油、化工、航空、航天、汽车电子等领域得到了广泛的应用[1]。目前，多晶硅薄膜已经广泛地用于各种微电子器件的制造。其用途已从栅极材料和互连引线发展

5、到绝缘隔离、钝化、存储单元的负载电阻、掺杂扩散源、多晶发射区、掺氧多晶Si-Si异质结、太阳能电池、真空微电子器件和各种光电器件等。特别是在近二十多年来，随着微电子机械系统（MEMS）技术的迅速兴起[2]，多晶硅薄膜作为压阻敏感材料受到普遍重视，世界各国的研究者对多晶硅的压阻特性进行了大量研究，利用多晶硅薄膜开发出多种压阻式传感器[3-9]。与常规的金属或单晶硅压阻材料相比，多晶硅薄膜具有以下特点：（1）与IC工艺兼容性好。多晶硅生长温度一般在几百度，甚至可降到200℃以下，不会对IC工艺中的杂子分布产生影

6、响，而且具有与单晶硅相近的机械特性，适合于集成敏感器件的制作[10]。-52-（2）薄膜与衬底绝缘性好。不存在p-n结隔离问题，具有良好的高温压阻特性。（3）薄膜可淀积在诸如玻璃、陶瓷、金属等各种衬底上，易于加工、适合批量生产、成本低，有利于拓宽应用领域。（4）应变灵敏度高，应变因子（GF）一般可达到单晶硅的60%左右[11-12]。重掺杂情况下，多晶硅纳米薄膜的GF比单晶硅更高。正是由于具有了这些优点，多晶硅薄膜被广泛地用于各种力学量传感器的研制。在集成电路中，在一块单晶基片上需要组装很多器件，这些器件之

7、间需要互相布线连接，而且随着集成度的提高和特征尺寸的减小，布线密度必须增加，所以用于器件之间以及布线之间电气隔离的绝缘钝化膜是非常重要的。此外，由于半导体表面与内部结构的差异(表面晶格原子终止而存在悬挂键,即未饱和的键)，导致表面与内部性质的不同，离子Na+、水汽、尘埃等),就会影响器件表面的电学性质,如表面电导及表面态等。为提高器件性能的稳定性和可靠性，必须把器件与周围环境气氛隔离开来，以增强器件对外来离子沾污的阻挡能力，控制和稳定半导体表面的特征，保护器件内部的互连以及防止器件受到机械和化学损伤。为此就

8、提出了半导体器件表面钝化的要求。1.1　国内外的研究状况在材料科学中，表面科学的理论研究占有十分重要的地位。这是因为材料的许多重要物理、化学过程首先发生在表面和界面，表面结构表现出不同于体材料的光、电、磁和力学性质[13]。特别是在半导体器件高度集成化的今天，表面问题将是直接影响器件工作效率和寿命的关键。在很多情况下，往往不是半导体的体内效应，而是其表面效应支配着半导体器件的特性。-52-多晶硅薄膜的表面层与晶界