本科毕业论文---对多晶硅纳米薄膜电学修正特性的研究.doc

PAGEXX

PAGEXX
--
PAGEXX
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

硕士学位论文
（工程硕士）

对多晶硅纳米薄膜电学修正特性的研究

ResearchonelectricaltrimmingcharacteristicsPROPERTIESOFPolysiliconNanofilmS

2010年6月
国内图书分类号：TN432学校代码：10213
国际图书分类号：621.3.049.774密级：公开

硕士学位论文
(工程硕士)

对多晶硅纳米薄膜电学修正特性的研究

硕士研究生：导师：申请学位级别：工程硕士学科、专业：微电子学与固体电子学所在单位：微电子科学与技术系答辩日期：授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN432
U.D.C.:621.3.049.774

ADissertationfortheMaster'sDegreeofEngineering

ResearchonelectricaltrimmingcharacteristicsPROPERTIESOFPolysiliconNanofilmS

Candidate：WuxuanSupervisor：Prof.liuxiaoweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MicroelectronicsandSolid-State
ElectronicsAffiliation：Departmentofmicroelectronic
ScienceandtechnologyDateofDefence：June,2010Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
-PAGELIII-
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。为了提高封装之后电阻的匹配性，必须对电阻进行修正。而电学修正是一种有效的电阻修正方式。因此本课题主要研究多晶硅纳米薄膜的电学修正特性。
样品的制备，利用LPCVD的方法在表面有热二氧化硅的衬底上淀积不同膜厚，不同掺杂浓度和不同淀积温度的多晶硅纳米薄膜。用扫描电镜，X射线衍射仪和透射电子显微镜对多晶硅纳米薄膜进行表征，分析晶粒的微观结构。然后通过施加高于阈值电流密度的直流电对不同淀积温度，不同膜厚以及不同掺杂浓度对多晶硅纳米薄膜电学修正特性进行测试并分析电学修正对压阻特性以及温度特性的影响。
本文建立填隙原子空位（IV）对模型，这种模型认为电学修正现象是在大电流激励下，产生焦耳热使晶界处IV对发生重结晶。基于IV对模型本文还建立了填隙原子空位对模型，它可以很好的解释电学修正现象。
实验结果表明随着掺杂浓度的提高，电学修正的精度不断提高而修正速率却有所减小；直接淀积的PSNFs比重结晶的PSNFs修正精度和稳定性好，因此通过优化淀积温度可以减少晶粒间界的无定形态，从而改善PSNFs的电学特性。因此研究电学修正技术对于封装后的调阻有十分重要的意义。
本文通过实验和理论的分析，找到应用于压阻式压力传感器的最合适的工艺参数，即多晶硅纳米薄膜的膜厚为90nm，掺杂浓度3.0×1020cm-3，淀积温度为620℃。

关键词：多晶硅纳米薄膜；电学修正；填隙原子模型；淀积温度；掺杂浓度
Abstract
Duetotheirfavorablepiezoresistivepropertiesandgoodtemperaturestability,polysiliconnanofilmshavebeenappliedinpiezoresistivesensingdevices.Inordertoimprovetheresistancematchingofsensorsafterfabrication,itisnecessarytoperformresistortrimming.Theelectricaltrimmingisaneffectivemethodofcorrectingresistanceerrorandmismatch.Therefore,inthispaper,westudytheelectricaltrimmingcharacteristicsofpolysiliconnanofilm(PSNF)resistors.
Forthesamplepreparation,PSNFweredepositedonthermallyoxidizedSisubstratesbyLowPressure