氢化非晶硅薄膜的性能研究

本文研究了PECVD系统沉积薄膜及其特性．通过椭偏仪测出了薄膜的膜厚, 采用电子薄膜应力分布测试仪分析了薄膜应力,并运用四探针装置研究了电阻率、方阻、TCR及它们之间的相互关系。结果表明,所沉积的薄膜覆形特性好、沉积速度快, 沉积速率达到了31．89nm／min,另外,它还具有低应力、高TCR的特点;当薄膜电阻率处在一定的范围内时,通过数据分析,电阻率与TCR之间几乎成线性关系．     

厚度对TaN薄膜电性能的影响研究

采用直流反应磁控溅射法制备了TaN薄膜,研究了薄膜厚度对TaN薄膜微观结构及电性能的影响。结果表明,薄膜厚度对TaN薄膜的表面形貌和相结构都没有影响,但会显著影响TaN薄膜的电学性能。在87~424 nm的范围内,随着薄膜厚度的增大,所制TaN薄膜的电阻率从555×10–6.cm减小到285×10–6.cm,方阻从84/□减小到9/□,电阻温度系数(TCR)从–120×10–6/℃增加到+50×10–6/℃。可以通过调节薄膜的厚度调节TaN薄膜的电阻率和TCR。     

绘制硅单晶电阻率等值线的Mapping技术

用斜置式四探针测定了硅单晶片(Ф75mm)上3mm间距测试点的电阻率分布.本文从电阻率的统计分布出发,确定了电阻率的分隔数和差值,采用指数函数作为模糊集的隶属度,并且选择合适的门槛值,利用模糊数学将电阻率数据归类于不同的模糊集.同一模糊集对应相同的电阻率,这样使电阻率能以一定的间隔分布,然后结合MATLAB软件画出电阻率等值线,以构成Mapping图.在同一等电阻率线条上各点具有较小的阻值偏差,且剩余未连接点少.连接质量好,可以应用于指导实际生产.     

传感器与固体电子学中非线性函数多项式拟合的规范化

多项式可用于非线性信号的拟合,关键在于求解其各项系数。对于任何非线性函数,文中提出都有一个规范化的拟合方法。相应有一个规范化的多项式。该规范化多项式是以整数n为底的幂级数,最大幂次nmax是x坐标区间的等分数,其系数可用一个规范化的矩阵积得到。我们给出了固体电子学中的两个应用实例。当x坐标区间分段拟合应用时,还讨论了函数及其导数计算值的连续性条件,并以正弦函数不同区间的展开为例,作了演示。     

MCZ硅的氧碳含量及电阻率均匀性

在国产ＴＤＲ－５０ＡＣ单晶炉中使用外加磁场生长φ１００ｍｍＰ型单晶硅锭，利用扩展电阻探针技术及红外光谱术研究其Ｏ，Ｃ含量及电阻率均匀性随磁场强度的变化。     

高电阻率条件下接地技术研究

接地系统的性能受土壤电阻率的影响很大,本文分析了土壤的电阻率及接地体的结构形式对接地电阻的影响,给出了高电阻率条件下的接地体方案,并用实践结果进行了验证。     

退火温度对Cr-Si压阻薄膜电性能的影响

采用射频磁控溅射法在氧化铝陶瓷基底上制备了Cr-Si-Ni-Ti压阻薄膜,研究了不同退火温度对薄膜电性能的影响.结果表明:在溅射态及退火温度低于600℃时,薄膜为非晶态.随着退火温度的升高,薄膜的电阻温度系数(TCR)逐渐增大,应变因子(GF)先增大后减小,室温电阻率(ρ)则逐渐降低.在退火温度为300℃时,Cr-Si...     

用于红外探测的掺硼非晶硅薄膜电阻的热电特性研究

详细研究了等离子增强型化学气相沉积（PECVD）制作的掺硼非晶硅薄膜电阻的电阻率随各种制备条件的变化特性和它的热电特性,制作出了高灵敏度的适于作室温红外探测器敏感元件的掺硼a—Si薄膜电阻。制作的非晶硅电阻室温300K下的电阻温度系数（TCR）高达2．56％／℃,且制作工艺简单,与常规工艺兼容性好。     

应用神经计算范德堡函数无需加权向量调整学习率的半导体电阻率测量方法

范德堡函数通常用于测量半导体的电阻率,但是很难得到电压测量值。如果把它表示为一个多项式,就可以获得半导体的电阻。 通常情况下,五个样本的横坐标可以为任何非线性函数提供足够的精度。因此,关键是要确定多项式的系数。我们通过用神经计算,采取五个系数作为权数,构造一个神经网络解决这个问题。最后,我们得到了范德堡函数的多项式表达。     

接触电阻率测量方法的研究

对于金属-半导体欧姆接触,本文介绍了两种接触电阻率的测量方法:两直径法和回归分析法,测量结果较准确.对同一样品,用多种方法测显,比较其结果并对各种测量方法进行了评述.     

直拉区熔联合法硅单晶生长技术研究

通过直拉工艺生长直径60 mm的N型100单晶,之后以该单晶作为原料,采用区熔工艺生长成50 mm(2英寸)N型111单晶,单晶的电阻率为2.71~5.35Ω·cm,少子寿命为500~750μs,氧碳含量均低于1×16 cm-3。实验表明,通过直拉工艺和区熔工艺联合方式研制的低阻硅单晶具有电阻率控制准确、氧碳含量低、工艺易于实施等特点。同时,对直拉区熔联合法生长单晶的技术特点进行了探讨。     

Physical Model for the Resistivity and Temperature Coefficient of Resistivity in Heavily Doped Polysilicon

One of the key benefits of using polysilicon as the material for resistors and piezoresistors is that the temperature coefficient of resistivity (TCR) can be tailored to be negative, zero, or positive by adjusting the doping concentration. This paper focuses on optimization of the boron doping of low-pressure chemical vapor deposited polysilicon resistors for obtaining near-zero TCR and development of a physical model that explains quantitatively all the results obtained in the optimization experiments encompassing the doping concentration ranges that show negative, near-zero, and positive TCR values in the polysilicon resistors. The proposed model considers single-crystal silicon grain in equilibrium with amorphous silicon grain boundary. The grain boundary carrier concentration is calculated considering exponential band tails in the density of states for amorphous silicon in the grain boundaries. Comparison of the results from the model shows excellent agreement with the measured values of resistivity as well as TCR for heavily doped polysilicon. It is shown that the trap density for holes in the grain boundary increases as the square root of the doping concentration, which is consistent with the defect compensation model of doping in the amorphous silicon grain boundaries.     

双重掩蔽层实现石英晶体高深宽比刻蚀

由于石英晶体的刻蚀速率小,要实现石英晶体的高深宽比刻蚀,常用的光刻胶或金属掩膜不能满足工艺要求。提出使用双重掩蔽层的方法实现石英晶体的高深宽比刻蚀,即石英晶体和单晶硅键合,然后在单晶硅表面生长二氧化硅,二氧化硅作为刻蚀单晶硅的掩蔽层,单晶硅作为刻蚀石英晶体的掩蔽层。ICP刻蚀过程使用SF6作为刻蚀气体、C4H8作为钝化气体、He作为冷却气体。控制好气体的流量和配比,选择合适的射频功率,能刻蚀出深度为30μm,宽度为50μm的深槽。该工艺对开发新型石英晶体器件有积极的意义。     

VB-GaAs晶体生长技术中掺Si浓度的控制

结合VB-GaAs晶体生长工艺,对工艺中掺Si浓度的控制进行了探讨,提出了掺杂计算的修正因子.针对不同浓度要求的材料,通过工艺控制可提供满足要求的优质材料.     

杂质分凝对FZ-Si单晶电阻率均匀性影响的研究

对区熔Si单晶样品的轴向、径向以及生长界面的电阻率进行了测试,分析了影响电阻率均匀性的主要因素.结果表明,通常认为的影响电阻率均匀性的因素,并不是决定性因素.本文从FZ单晶在生长过程中,杂质在轴向和侧向分凝的角度进行分析,认为由于晶体原子的侧向生长,产生的杂质侧向分凝,是电阻率分布不均匀的主要原因.大量生产实验表明,生长过程中改变常规生长参数对提高均匀性的作用并不明显,要想从本质上提高电阻率径向均匀性,只能尝试非常规的技术.     

原子量级条件下单晶硅磨削过程中的亚表面损伤

应用分子动力学仿真研究了原子量级条件下磨粒钝圆半径、磨削深度和磨削速度对单晶硅磨削后亚表面损伤层深度的影响.分子动力学仿真结果表明:在磨削深度和磨削速度相同情况下,随着磨粒钝圆半径的减小,损伤层深度和硅原子间势能亦减小.随着磨削深度的增大,损伤层深度和硅原子间势能增大.在磨削深度和磨粒钝圆半径相同的情况下,在20～200 m/s范围内,磨削速度对单晶硅亚表面损伤影响很小,说明分子动力学仿真对磨削速度的变化不敏感,因此可以适当提高仿真速度,从而缩短仿真时间和扩大仿真规模.单晶硅亚表面损伤主要是基于硅原子间势能的变化,并通过超精密磨削实验进行了实验验证.     

原子量级条件下单晶硅磨削过程中的亚表面损伤

应用分子动力学仿真研究了原子量级条件下磨粒钝圆半径、磨削深度和磨削速度对单晶硅磨削后亚表面损伤层深度的影响.分子动力学仿真结果表明:在磨削深度和磨削速度相同情况下,随着磨粒钝圆半径的减小,损伤层深度和硅原子间势能亦减小.随着磨削深度的增大,损伤层深度和硅原子间势能增大.在磨削深度和磨粒钝圆半径相同的情况下,在20～200 m/s范围内,磨削速度对单晶硅亚表面损伤影响很小,说明分子动力学仿真对磨削速度的变化不敏感,因此可以适当提高仿真速度,从而缩短仿真时间和扩大仿真规模.单晶硅亚表面损伤主要是基于硅原子间势能的变化,并通过超精密磨削实验进行了实验验证.     

量值恒定的表面光电压法测量半导体少子扩散长度的研究

为了在保持材料完整性的基础上,对单晶硅材料的质量进行评价,设计了一种利用表面光电压测量半导体少子扩散长度的系统.系统采用斩波器、单色仪和锁相放大器来获取半导体表面光电压信息,利用表面光电压与材料的光吸收系数的关系得出半导体少子扩散长度,重点阐述了系统的测量原理及各个模块的设计与实现方法.检测结果表明,量值恒定的表面光电压法用于测量半导体少子扩散长度能达到预期的效果.     

The TCR of Ni24.9Cr72.5Si2.6 thin films deposited by DC and RF magnetronsputtering

The temperature coefficient of resistance (abbreviated as TCR) of thin film resistors on some sensor chips,such as thermal converters,should be less than several ppm/℃.However,the TCR of reported thin films is larger than 5 ppm/℃.In this paper,Ni_24.9Cr_72.5Si_2.6 films are deposited on silicon dioxide film by DC and RF magnetron sputtering.Then as-deposited films are annealed at 450℃ under different durations in N₂ atmosphere. The sheet resistance of thin films with various thickness and annealing time are measured by the four probe resistivity test system at temperature of 20,50,100,150,and 200℃ and then the TCR of thin films are calculated. Experimental results show that the film with the TCR of only-0.86 ppm/℃ can be achieved by RF magnetron sputtering and appropriate annealing conditions.     

掺锰对不同导电类型硅材料热敏特性的影响

采用电阻率为5 ·cm的p型单晶硅和n型单晶硅,通过高温扩散金属锰的方法,可得到两种类型的热敏材料。测试发现,选择适当的扩散温度和时间,这两种类型的热敏材料一致性都较好。对n型硅掺锰,得到的是小正温度系数热敏材料,其B值在620 K左右;对p型硅掺锰,得到的是负温度系数热敏材料,其B值在4 200 ~4300 K之间。