多晶硅纳米膜表层钝化的研究

摘要

多晶硅纳米膜凭借其优良的压阻特性及温度稳定性可广泛应用于压阻式传感器，而表层钝化的质量是影响传感器可靠性和稳定性的重要因素，因此表层钝化的改进对于传感器性能的提高及实用化有重要意义。课题主要研究多晶硅纳米薄膜的表层钝化。
　　首先分析了多晶硅表层钝化的原理和种类，并对几种钝化材料进行分析和比较，确定了利用低压化学气相淀积法(LPCVD)和等离子体气相沉积法(PECVD)来制作含有二氧化硅，氮化硅的钝化薄膜和利用旋转涂覆的方法制作含有聚酰亚胺树脂的钝化薄膜。
　　利用低压化学气相淀积法(LPCVD)在表面有热氧化二氧化硅的(111)硅衬底上生长90nm厚多晶硅纳米膜，采用原子力显微镜对多晶硅纳米膜进行表征，纳米膜的晶粒大小均匀；采用X射线衍射(XRD)表征多晶硅的结晶学结构，得到多晶硅的XRD分析图。
　　对表层钝化理论的少子平均寿命与表面复合速率的关系进行分析，利用微波光电导衰减仪对制备的多晶硅钝化样品的少子平均寿命进行测量。并对所测量的少子寿命平均分布图以及平均寿命的数据进行了分析，结果表明双层膜的钝化效果明显好于单层膜，且聚酰亚胺树脂和氮化硅的钝化效果相近。对不同质量体积比的二氧化硅和聚酰亚胺混合钝化膜的少子寿命测量结果的分析表明，两者混合的最佳质量体积比在5g/l到7.5 g/l之间。

目录

多晶硅纳米膜表层钝化的研究

RESEARCH RESEARCH RESEARCH ONONONON SURFACE SURFACE SURFACE SURFACE PASSIVATION PASSIVATION PASSIVATION PASSIVATION OFOFOFOF POLYSILICON POLYSILICON POLYSILICON POLYSILICON NANOFILMS

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外 的研究状 况

1.2.1 钝化工艺的种类及发展现状

1.2.2三种常用的钝化材料

1.3本课题的主要研究内容

第2章 多晶硅薄膜钝化材料性质和工艺及测试方法

2.1 氮化硅的性质

2.1.1 氮化硅的热性质及高温稳定性

2.1.2 氮化硅薄膜的腐蚀特性

2.2 聚酰亚胺的性质

2.3 薄膜钝化工艺

2.3.1 溅射法

2.3.2 常压化学气相沉积法

2.3.3 低压化学气相沉积

2.3.4 等离子体增强化学气相沉积

2.4 退火工艺

2.5 多晶硅薄膜表层钝化的测试方法

2.5.1 扫描电子显微镜

2.5.2 X射线衍射仪

2.5.3 微波光电导衰减仪

2.6 本章小结

第3章 多晶硅纳米薄膜表层钝化样品的制作及表征

3.1 多晶硅圆片的制备

3.2 二氧化硅和氮化硅的刻蚀

3.2.1 二氧化硅的刻蚀

3.2.2 氮化硅的刻蚀

3.2.3 样品台阶厚度测试

3.3 单重介质膜的制备

3.3.1 Si-SiO2单重介质膜的制备

3.3.2 Si-Si3N4单重介质膜的制备

3.4 双重介质膜的制备

3.4.1 SiO2-Si3N4双重介质膜的制备

3.4.2 SiO2-Si3N4双重介质膜的制备

3.5 含聚酰亚胺的钝化膜的制备

3.5.1 多晶硅加聚酰亚胺

3.5.2 多晶硅加聚酰亚胺加二氧化硅

3.6 本章小结

第4章 多晶硅纳米薄膜表层钝化的分析

4.1 多晶硅表层钝化薄膜的表征

4.2 多晶硅钝化薄膜的寿命测量

4.2.1 单层膜钝化效果对比

4.2.2 双层膜钝化效果对比

4.3 多晶硅薄膜钝化样品寿命测试的分析

4.4 二氧化硅和聚酰亚胺不同比例混合的双层钝化膜

4.4.1 测量结果

4.4.2 测试结果的对比分析

4.5 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢