金属和SiC复合薄膜的应力及应力梯度控制技术

等离子增强化学气相沉积（PECVD）SiC谐振器的制作面临导电和应力及应力梯度控制问题．为了解决导电问题,采用金属W作为导电材料,它耐断腐蚀,可简化工艺．使W薄膜应力最小的溅射条件为：Ar压力2．0Pa,功率300W,反溅射工艺;为了解决应力梯度问题,采用双层金属结构、退火和离子注入3种手段．在离子注入电压120keV、剂量1．6×10^16cm^-2、不退火的条件下,可以得到应力梯度最小、结构完好的PECVD SiC谐振器.     

一种Au-Si键合强度检测结构与试验

设计了一种Au-Si键合强度检测结构。通过对一组不同尺寸压臂式测试结构的检测，可以由结构尺寸半定量地折算出键合面的键合强度；采用同一结构尺寸，可以比较不同条件下键合强度的相对大小；此结构还可用于其它类型键合强度的比较和测试。通过压臂法检测了Au-Si键合强度，其数值高于硅片基体本身的强度。     

3—6nm超薄SiO_2栅介质的特性

采用栅氧化前硅表面在 H2 SO4/ H2 O2 中形成化学氧化层方法和氮气稀释氧化制备出 3.2、 4和 6 nm的 Si O2超薄栅介质 ,并研究了其特性 .实验结果表明 ,恒流应力下 3.2和 4nm栅介质发生软击穿现象 .随着栅介质减薄 ,永久击穿电场强度增加 ,但恒流应力下软击穿电荷下降 .软击穿后栅介质低场漏电流无规则增大 .研究还表明 ,用软击穿电荷分布计算超薄栅介质有效缺陷密度比用永久击穿场强分布计算的要大 .在探讨软击穿和永久击穿机理的基础上解释了实验结果     

SiNx 和SiC 材料的红外吸收特性研究

采用LPCVD和PECVD技术制作了不同厚度的SiNx和SiC材料样品,使用傅立叶变换红外光谱仪对其进行了红外吸收特性测试,并通过离子注入的方式对其红外吸收特性进行调节.实验结果表明:LPCVD SINx材料在8～14μm波段存在吸收峰,而PECVD SiNx和SiC材料在3μm～5μm波段和8～14μm波段存在吸收峰.随着材料厚度的增加,吸收度也增加,1 μm厚的LPCVD SiNx,红外吸收度可以达到0.92.离子注入可改变材料的红外吸收能力.     

SiC薄膜制备MEMS结构

采用PECVD方法制备了无定形SiC薄膜,在此基础上,以SiC为结构层,利用传统的表面硅牺牲层工艺制作了电容式谐振器以及薄膜残余应力的在片检测结构。对SiC的MEMS结构进一步进行了长时间的腐蚀,以获得SiC材料的腐蚀特性。对SiC材料的力学特性进行了研究。深入探讨了退火工艺、薄膜硅碳原子比对SiC薄膜力学特性的影响,同时对薄膜硅碳原子比与制备工艺参数(包括硅烷、甲烷流量)之间的关系进行了实验研究。     

平面工艺辐射探测器的研制

使用高阻Si材料,通过氧化、光刻、注入和退火工艺技术研制粒子探测器——PIN二极管．采取HCl氧化、慢降温等工艺措施可减小PIN二极管的暗电流(反向电流),这对于提高器件性能起到了关键作用．电压为-5V时,探测器的暗电流可达nA/cm2量级．讨论了器件暗电流与少子寿命的关系．     

Si-PIN硅条带探测器的电子学测试

采用电子学等效方法对所研制的Si-PIN条带探测器的基本性能进行测试。Si-PIN条带探测器是在—个硅基片上刻蚀多个条带探测器,常用于空间探测中的粒子方向测量。介绍了对Si-PIN条带探测器电子学等效测试方法和结果,重点探讨了条带之间的串扰问题。     

平面工艺辐射探测器的研制

使用高阻 Si材料 ,通过氧化、光刻、注入和退火工艺技术研制粒子探测器—— PIN二极管 .采取 HCl氧化、慢降温等工艺措施可减小 PIN二极管的暗电流 (反向电流 ) ,这对于提高器件性能起到了关键作用 .电压为 - 5 V时 ,探测器的暗电流可达 n A/ cm2 量级 .讨论了器件暗电流与少子寿命的关系     

硅多条两维位置灵敏探测器的研制

描述了用平面工艺技术研制基于硅多条的两维位置灵敏探测器的制备工艺技术及性能测试初步结果.这种探测器的灵敏面积为50 mm×50 mm.P掺杂面被等分成相互平行的长度为50mm,宽度为3mm的16条,相邻条之间的间隔为100μm.硅条P掺杂层是一层均匀分布的电阻层,利用电荷分除法,可以得到入射粒子在该条上的位置(Y位置).当探测器工作在全耗尽偏压下时,大部分单条的反向漏电流＜30nA.对239Pu α粒子得到能量分辨率＜2.5%,位置分辨＜0.5 mm.     

PECVD SiC材料刻蚀技术

通过对PECVD SiC进行不同条件下的反应离子刻蚀（RIE）和电感耦合反应离子刻蚀（ICP）实验研究，提出了使用SF6和He的混合气体进行RIE刻蚀，并讨论了功率和压强分别对刻蚀速率的影响. 进一步研究了SiC中H含量对于RIE刻蚀速率的影响，同时验证ICP刻蚀过程中负载效应的存在.