【正文】 接觸電阻率的測量 10 線性傳輸線模型法 11 圓點(diǎn)傳輸線模型法 12 圓環(huán)傳輸線模型法 13 傳輸線模型的比較分析 16 本章小結(jié) 17第3章 多晶硅納米膜歐姆接觸的制作 18 歐姆接觸的設(shè)計(jì) 18 接觸金屬的材料特性 18 表面處理 21 摻雜與退火 22 鋁膜歐姆接觸的制作 22 本章小結(jié) 26第4章 多晶硅納米膜歐姆接觸的表征與測試 27 多晶硅納米膜歐姆接觸的表征 27 多晶硅納米膜的表征 27 鋁歐姆接觸的表征 28 線性傳輸線模型測試 31 退火前接觸電阻率的測試 31 退火后接觸電阻率的測試 32 圓點(diǎn)傳輸線模型測試 39 退火前接觸電阻率的測試 40 退火后接觸電阻率的測試 41 本章小結(jié) 43結(jié)論 44參考文獻(xiàn) 45附錄 49哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 51哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文使用授權(quán)書 51致謝 52 50 第1章 緒論 　課題來源及研究意義本課題研究源于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“多晶硅納米膜壓阻式壓力傳感器研究”的一部分，以多晶硅納米膜為研究對象，進(jìn)行多晶硅表面鈍化及缺陷鈍化的實(shí)驗(yàn)研究，并進(jìn)行理論分析，提取適用于傳感器制作工藝的鈍化方案及關(guān)鍵參數(shù)，從而提高多晶硅納米膜壓力傳感器的可靠性與穩(wěn)定性，使其達(dá)到實(shí)際應(yīng)用水平。與常規(guī)的金屬或單晶硅壓阻材料相比，多晶硅薄膜具有以下特點(diǎn)：（1）與IC工藝兼容性好。在集成電路中，在一塊單晶基片上需要組裝很多器件，這些器件之間需要互相布線連接，而且隨著集成度的提高和特征尺寸的減小，布線密度必須增加，所以用于器件之間以及布線之間電氣隔離的絕緣鈍化膜是非常重要的。多晶硅薄膜的表面層與晶界層相似，也存在著大量的缺陷和懸掛鍵，從而在薄膜表面附近產(chǎn)生表面態(tài)。2002年，德國的Biro等人將待鈍化樣品浸入聚合體溶液（全氟磺酸溶液）中，取出干燥后鈍化層穩(wěn)定時(shí)間可達(dá)6小時(shí)[14]。研究表明采用直接等離子體氫化工藝鈍化晶粒間界，能夠極大地提高材料的電學(xué)特性。（3） 薄膜鈍化法薄膜鈍化法就是在樣品表面制備一層或幾層具有鈍化作用的絕緣薄膜。2002年，比利時(shí)的Duerinckx等人采用含氫的PECVD氮化硅層作為表面鈍化層，在焙燒的過程中實(shí)現(xiàn)了缺陷的氫化，提高了器件的性能[20]。第一類鈍化膜是與制造器件的單晶硅材料直接接觸的。例如：電流放大系數(shù)下降；反向漏電流增大；擊穿電壓降低和低頻噪聲系數(shù)增大等，因此要求新的鈍化介質(zhì)膜來代替二氧化硅。但采用PSG－SiO2鈍化層時(shí)必須適當(dāng)控制PSG層中P含量和PSG層的厚度。Si3N4薄膜的研究開始于上個(gè)世紀(jì)60年代，氮化硅的化學(xué)穩(wěn)定性很好，作為掩蔽擴(kuò)散用的膜，氮化硅要比二氧化硅密實(shí)得多。追溯它的發(fā)展史可以看到它是一類大有發(fā)展前途的高分子材料[29]。該聚合物制備的薄膜其性能與Kapton存在相當(dāng)大的差異，特別是線脹系數(shù)小，非常適宜作復(fù)銅箔薄膜，廣泛用于柔性印刷線路板。中科院化學(xué)所專門從事PMR聚酰亞胺的研究開發(fā)、四川聯(lián)合大學(xué)(成都科技大學(xué))，研究雙馬來酰亞胺樹脂及制品，西北工業(yè)大學(xué)以聚氨基酰亞胺的研究開發(fā)為主，上海市合成樹脂研究所以研究開發(fā)聚均苯四甲酰亞胺，聚醚酰亞胺為主、桂林電器科學(xué)研究所以研究開發(fā)聚酰亞胺薄膜的流延裝置為主。（3）制備含有聚酰亞胺樹脂的鈍化層。其耐高溫、抗熱沖擊能力強(qiáng)、硬度接近于金剛石。氮化硅的導(dǎo)熱性能也很好,表 31 列出了氮化硅熱性質(zhì)方面的數(shù)據(jù)[33]。薄膜的光刻腐蝕是實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵工藝，幾種介質(zhì)膜腐蝕速率的比較列于表 3－2 中。表3－3鉬掩蔽工藝流程表表34為幾種材料的腐蝕速率表34幾種材料的腐蝕速率（半導(dǎo)體器件鈍化層氮化硅的研究，哈理工） 　聚酰亞胺的性質(zhì)具有聚酰亞胺鈍化保護(hù)層的集電成路芯片具有很低的漏電流、較強(qiáng)的機(jī)械性能以及耐化學(xué)腐蝕性能。（2）PI可耐極低溫，如在269℃的液態(tài)氦中仍不會(huì)脆裂。cm。 薄膜鈍化工藝 濺射法濺射這一物理現(xiàn)象早在1852年就已被Grove所發(fā)現(xiàn)，即指荷能粒子轟擊固體表面，使固體原子(或其分子)從其表面射出的現(xiàn)象。近些年來，隨著射頻濺射和磁控濺射等技術(shù)的發(fā)展，在實(shí)現(xiàn)快速濺射沉積和降低基板溫度方面已取得了很大的進(jìn)展[41]。APCVD氮化硅膜的不足之處在于沉積速率低，薄膜污染嚴(yán)重，究其原因在于反應(yīng)室中高的壓強(qiáng)降低了分子的擴(kuò)散速率和排出污染物的能力?；撞牧吓c膜層材料之間在高溫下也會(huì)相互擴(kuò)散，在界面上形成某些脆相性，從而削弱兩者之間的結(jié)合力。此外，PECVD同濺射法一樣，可以通過改變沉積參數(shù)的方法制備不同應(yīng)力狀態(tài)的薄膜以滿足不同的需要。由于這種方法產(chǎn)生的等離子體密度高，所以沉積的速率也往往比直接PECVD要大。晶體形態(tài)物質(zhì)具有比無定形物質(zhì)更小的體積，因此材料的收縮效應(yīng)使薄膜殘余的壓應(yīng)力向張應(yīng)力轉(zhuǎn)變。但是，MIC技術(shù)的缺點(diǎn)是薄膜易受金屬元素污染，對此可采用金屬誘導(dǎo)橫向結(jié)晶（MILC）技術(shù)加以克服。 X射線衍射儀當(dāng)存在一定位相關(guān)系的兩個(gè)或兩個(gè)以上電磁波疊加時(shí)，將發(fā)生衍射現(xiàn)象。其中光激發(fā)的過程如圖4所示。在樣品厚度一定的情況下，如果表面復(fù)合速率很大，則在測試高體壽命樣品時(shí)，測試壽命值與體壽命值就會(huì)偏差很大；而對于低體壽命的樣品，不會(huì)使少子壽命降低很多。其清洗順序?yàn)椋?1)先將硅片用甲苯超聲震蕩清洗10分鐘，取出(2)再將硅片放入丙酮中超聲震蕩清洗8分鐘，取出(3再將硅片放入無水乙醇中超聲清洗8分鐘，取出(4)用超純水反復(fù)清洗10遍以上，以去除剩余的無水乙醇(5)將清洗完的硅片放入烘干箱中110度烘干30分鐘，取出保存2裝片 將清洗好的硅片放入PECVD裝置中3通氨氣通氮?dú)馐昼娮笥?，以清除管?nèi)或管壁上殘留的空氣與水氣。得到厚度淀積Si3N4厚度100nm的多晶硅樣品。得到厚度淀積Si3N4厚度100nm的多晶硅樣品。11保存氧化腐蝕退火(N2)離子注入LPCVD SiO2LPCVD多晶硅去除SiO2保存淀積致密的Si3N4實(shí)物圖 SiO2Si3N4雙重介質(zhì)膜的制備（PS+了LPCVD SiO2+PECVD疏松的Si3N4）1硅片的清洗 必須保證襯底基片清洗干凈，否則就會(huì)給沉積膜造成各種缺陷，造成沉積的薄膜厚度不均。其清洗順序?yàn)椋?1)先將硅片用甲苯超聲震蕩清洗10分鐘，取出(2)再將硅片放入丙酮中超聲震蕩清洗8分鐘，取出(3再將硅片放入無水乙醇中超聲清洗8分鐘，取出(4)用超純水反復(fù)清洗10遍以上，以去除剩余的無水乙醇(5)將清洗完的硅片放入烘干箱中110度烘干30分鐘，取出保存2 PI+ SiO2混合配比分別稱取二氧化硅粉末100,200,300,400,500mg，放入到40ml聚酰亞胺中，用球磨機(jī)混合均勻，放置1小時(shí)，以清除氣泡。從圖中可以看出，晶粒大小在40nm左右，大小一致，分布均勻。從平均壽命分布圖可以看出，3樣品的最高壽命可達(dá)84微秒，說明局部的鈍化效果有了很大的提高，較2樣品的平均少子壽命提高不大，說明總體的鈍化效果并沒有得到大的改善，2種材料總體的鈍化效果相差不是很大，但是與1樣品的鈍化效果相比，還是有了很大的提高。 從7樣品的平均壽命分布圖可以看到，最低少子壽命已經(jīng)提高至80微秒，已經(jīng)超過了前面幾個(gè)樣品的最高壽命，鈍化效果為所測試的樣品中最好的，而且顏色基本均一，沒有大的變化。結(jié)果表明，所制備的多晶硅納米膜絕大多數(shù)晶粒是任意取向的。 Solar Cells, 2007, 91: 174–17924 程開富. 用SiHCl3NH3體系熱壁低壓化學(xué)汽相沉積氮化硅薄膜的工藝研究. 集成電路通訊, 1996, (4): 9~1425 Schlacter M. 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IEEE Transactions on Electron Devices. 2001, 48(4): 794~800哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：此處所提交的碩士學(xué)位論文《多晶硅納米膜歐姆接觸特性的研究》,是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在哈爾濱工業(yè)大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。并對所測量的少子壽命平均分布圖以及平均壽命的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，得出所制備的多晶硅鈍化樣品的最高少子壽命可達(dá)到99微秒，最低少子壽命為21微秒，且雙層膜的鈍化效果明顯好于單層膜，其中二氧化硅的鈍化效果要好于聚酰亞胺樹脂，氮化硅的鈍化效果在三種材料的對比中，效果較差。綜合測試，可知，在多晶硅上淀積氮化硅或二氧化硅或聚酰亞胺可以明顯提高多晶硅納米薄膜的平均少子壽命，從而減低多晶硅的表面