大气环境下多晶硅薄膜的疲劳性能

为评估多晶硅薄膜材料的加载可靠性,发展一种新型多晶硅薄膜疲劳性能测试实验系统,利用片外测试方法研究多晶硅薄膜在大气环境下的拉伸疲劳特性.实验试件采用MEMS(micro-electro-mechanical systems)工艺制造,具有相同的长度、厚度和不同的宽度.每个加载条件下重复10次实验,应用Weibull方法对疲劳实验数据进行处理,得到0.35 GPa～0.70 GPa应力幅值范围内5个应力水平下多晶硅薄膜拉伸疲劳的S-N曲线.研究表明,多晶硅薄膜的疲劳寿命随着交变载荷幅值的减小而增大,二者呈对数线性关系.该结果可以直接用于多晶硅薄膜材料MEMS器件的可靠性设计.     

微加工多晶硅薄膜热导率T型测试结构的设计与模拟

提出了一种表面加工多晶硅薄膜热导率的T型测试结构。给出了热学模型和测试方法,并利用ANSYSTM软件进行模拟分析,验证了该测试方法是适用的。该测试方法能够实现多晶硅薄膜热导率的在线测试。     

多晶硅断裂强度的电测量

分析了两端固定的发热梁的热膨胀力,得到热膨胀力的理论公式.利用这一结论得到了断裂强度测试结构的待测多晶硅薄膜的断裂强度与输入电流的关系式.使用发热梁作驱动将待测多晶硅拉断,只须读取拉断时外加的电流就能计算出多晶硅的断裂强度.使用电测量的方法测试多晶硅的断裂强度,测试方法简单.通过模拟验证,其精度足以满足工艺线在线测试的要求.     

表面加工多晶硅薄膜电阻温度系数的在线测试

提出了一种在线提取多晶硅薄膜电阻温度系数的简单测量方法.给出了瞬态热电分析模型,综合考虑了各种散热因素如对流、辐射以及向衬底传热的影响,通过实验提取出参数.提出的方法对分析其他MEMS器件的热电特性和监控器件设计都具有实际应用价值和借鉴意义.     

低压化学气相淀积多晶硅薄膜工艺研究

在研制器件过程中，多晶硅制备的工艺条件对其性能影响较大。讨论了低压化学气相淀积（LPCVD）关键材料多晶硅薄膜的基本原理，考察了工作压力、反应温度等对多晶硅薄膜淀积速率的影响，以及影响多晶硅薄膜质量的因素，提出了改进措施，优化了多晶硅制备工艺参数，制备了合格的多晶硅薄膜。     

半导体材料激光退火技术研究(一)

1 α-Si薄膜激光退火 多晶硅薄膜是制造高迁移率薄膜半导体（TFT）的材料,TFT又是制造平面显示屏的关键元件。因而如何使非晶硅（α-Si）转变成为多晶硅就成为微电子器件制造中的重要工序。但是,现在使用的多晶硅薄膜都有高密度晶粒边界,显微组织的完整性相当差。用此种材料制造的TFT装置质量都低于用单晶硅薄膜,不能获得高性能和质量均匀稳定的TFT。使用传统加热退火虽能改善组织,提高性能,但必须用昂贵的石英基体。激光退火则可将廉价的玻璃基体上的非晶硅薄膜转化成多晶硅薄膜,而不会损伤玻璃,因此,具有广阔的应用前景。     

微型热敏传感器的薄膜电阻设计研究

应用微型热敏传感器薄膜电阻的电阻温度系数设计方法,得到基于热敏电阻的电阻温度系数的计算和设计参数.结合针对流体壁面剪应力测量的应用要求,分析多晶硅和铂金属热敏电阻的优缺点,并且对试验电阻进行电阻温度系数和时间常数的分析计算,依据计算结果确定微型热敏传感器薄膜电阻的基体材料、薄膜材料和特征尺寸等参数,为微型热敏传感器的实际应用提供参考依据和分析方法.     

表面加工多晶硅薄膜热扩散系数在线测试结构

基于目前已有的真空桥式薄膜热扩散系数测试结构和测试方法，综合考虑辐射、对流以及向衬底的传热等因素的影响，从而使得本文设计的测试结构和提取方法更具有实际价值。文中通过分析两个长度不同，但宽度与厚度相同的梁在相同加热电流下的瞬态电阻变化特性，来提取多晶硅薄膜的热扩散系数。同时利用有限元分析软件ANSYS进行了模拟分析，分析表明模拟提取值与理论值较好地吻合，从而验证了模型建立的正确性，说明该方法能够实现对多晶硅薄膜热扩散系数的在线提取，且具有较高的测试精确度。     

多晶硅薄膜电学参数的温度特性分析

本文研究了不同掺杂浓度下多晶硅薄膜的迁移率、应变系数等电学参数与温度的关系。通过霍尔迁移率的测试,给出了硼掺杂多晶硅薄膜电阻在25～150℃温度下的电阻率、霍尔迁移率、应变系数的温度特性,从理论上分析它们的变化规律。     

多晶硅薄膜热扩散率的测试结构

目前已经有用桥式结构来测试薄膜的热扩散率,在此基础上把辐射、对流、对衬底的传热等环境影响都考虑进去,使得该模型在使用中更符合实际情况,更有实际意义.利用两根不同长度的梁,以相同的电流对其加热,分析其瞬态特性,即可获得多晶硅薄膜的热扩散率.用有限元分析软件ANSYS进行了模拟分析,分析表明模拟结果与理论结果趋势一致,数值吻合,从而验证了模型建立的正确性,说明该方法能够实现对多晶硅薄膜的测量,且具有较高的测试精确度.