【正文】 淀積致密的Si3N4制得為SiO2和Si3N4雙層介質(zhì)薄膜鈍化層的多晶硅薄膜樣品實物圖 SiO2Si3N4雙重介質(zhì)膜的制備（PS+了LPCVD SiO2+PECVD 富硅的Si3N4）1硅片的清洗 必須保證襯底基片清洗干凈，否則就會給沉積膜造成各種缺陷，造成沉積的薄膜厚度不均。其清洗順序為：(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氧化3LPCVD淀積多晶硅4LPCVD淀積SiO2控制襯底溫度的變化，氣體的流量淀積氮化硅薄膜，厚度100nm。5離子注入6退火在氮氣保護下800℃下退火10分鐘。7去除SiO28PECVD淀積Si3N4工藝參數(shù)如下：反應(yīng)氣體SiH4，流量27sccm；NH3，流量10sccm；Ar，流量53sccm，PECVD裝置功率200W，襯底溫度250℃。得到厚度淀積Si3N4厚度100nm的多晶硅樣品。9腐蝕10沖洗、冷卻、卸片用純凈的氮氣氣流沖洗1分鐘，然后在氮氣中冷卻5分鐘。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。其清洗順序為：(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氧化3LPCVD淀積多晶硅4LPCVD淀積SiO2控制襯底溫度的變化，氣體的流量淀積氮化硅薄膜，厚度100nm。5離子注入6退火在氮氣保護下800℃下退火10分鐘。7去除SiO28PECVD淀積疏松的Si3N4工藝參數(shù)如下：反應(yīng)氣體SiH4，流量20sccm；NH3，流量30sccm；Ar，流量40sccm，PECVD裝置功率200W，襯底溫度300℃。得到厚度淀積Si3N4厚度100nm的多晶硅樣品。9腐蝕10沖洗、冷卻、卸片用純凈的氮氣氣流沖洗1分鐘，然后在氮氣中冷卻5分鐘。11保存氧化腐蝕退火(N2)離子注入LPCVD SiO2LPCVD多晶硅去除SiO2保存淀積疏松的Si3N4實物圖 多晶硅加聚酰亞胺PS+PI1硅片的清洗 必須保證襯底基片清洗干凈，否則就會給沉積膜造成各種缺陷，造成沉積的薄膜厚度不均。其清洗順序為：(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甩膠將聚酰亞胺樹脂均勻覆蓋多晶硅表面3烘干放入烘箱中烘干，直至聚酰亞胺樹脂完全固化4保存工藝流程圖如下：硅片清洗甩膠烘干保存腐蝕實物圖 多晶硅加聚酰亞胺+SiO2 （PS+PI+ SiO2）1硅片的清洗 必須保證襯底基片清洗干凈，否則就會給沉積膜造成各種缺陷，造成沉積的薄膜厚度不均。其清洗順序為：(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，用球磨機混合均勻，放置1小時，以清除氣泡。分別制作出SiO2/，5，10，3勻膠用勻膠機分別將5種配比的鈍化較均勻涂覆在多晶硅片上4烘干分別在80，120，160，200，240176。下烘干一個小時5保存待測量 　本章小結(jié)介紹了多晶硅納米薄膜表層鈍化所使用的多晶硅原片（PI）的制作步驟和制作工藝的具體參數(shù)，以及以多晶硅原片為基底制作各種不同材料鈍化層的工藝步驟和具體參數(shù)。第4章 多晶硅納米薄膜表層鈍化的分析多晶硅器件的壽命，穩(wěn)定性，效率等都受到表層鈍化質(zhì)量的影響。鈍化效果不好的器件壽命降低，穩(wěn)定性差，效率低下，這必然影響多晶硅器件的使用。隨著時代的發(fā)展，人們對多晶硅器件的鈍化效果提出了較高的要求。通過第二章表層鈍化的原理和測試方法的分析我們知道，對于薄膜材料的表層鈍化的薄膜材料的選擇采用了幾種材料單獨或混合制作出了多晶硅納米薄膜鈍化層，本章將對表層鈍化的樣品進行表征并對鈍化效果進行測量和比較。 　多晶硅表層鈍化薄膜的表征圖1給出了所制備的多晶硅納米薄膜的AFM照片。從圖中可以看出，晶粒大小在40nm左右，大小一致，分布均勻。圖2給出多晶硅樣品的XRD圖譜。從圖中可以看出，除了單晶硅襯底產(chǎn)生的(400)衍射峰外，所制備的多晶硅納米薄膜還具有(220)、(311)、(200)等特征衍射峰。圖41 多晶硅納米膜AFM形貌圖圖2多晶硅樣品的XRD圖譜 　多晶硅鈍化薄膜的壽命測量通過對微波光電導(dǎo)衰減儀的原理的分析知道，少子壽命與表面復(fù)合速率的關(guān)系為：少子壽命越大，表面復(fù)合速率越小，鈍化效果越好，反之，少子壽命越小，表面復(fù)合速率越大，鈍化效果越差。1樣品：多晶硅原片（PS）從測量的壽命分布圖可以看出，1樣品的壽命分布從21微秒到74微秒，其中地壽命區(qū)域偏多，鈍化效果一般。2 PS+PECVD 富硅的Si3N4。從2樣品的測試分析圖可以知道，樣品的壽命分布從32微秒到77微秒，其中深色區(qū)域明顯增多，較1樣品平均少子壽命有了明顯的提高，說明2經(jīng)Si3N4鈍化后，鈍化效果有了明顯的改善。3 PS+PECVD SiO2+PECVD 富硅的Si3N4。從平均壽命分布圖可以看出，3樣品的最高壽命可達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。4PS+PI。從4樣品的少子平均壽命圖可以看出，4樣品的壽命分布從40微秒到74微秒，深色區(qū)域明顯增多，平均壽命較2,3樣品的平均壽命體提高并不是很大，但是大體的鈍化效果有了很大改善，最低區(qū)域的少子壽命已能提高到40微秒。5 PS+了LPCVD SiO2+PECVD 富硅的Si3N4。從5的平均壽命分布圖可以看出，雖然相比較前面的4個型號樣品的，平均壽命并沒有很大的改善，但是最大壽命可以達到90微秒，說明，此樣品的鈍化效果已經(jīng)達到了較好的水平。6 PS+PECVD SiO2。從6樣品的平均壽命分布圖可以看出，此種鈍化材料所能達到的鈍化效果已經(jīng)相當(dāng)好，最低最高少子壽命分別為78微秒和97微秒，鈍化效果較前面的5個型號的樣品有較大的提高，而且顏色變化不是很大，較均一。7 PS+了LPCVD SiO2+PECVD疏松的Si3N4。 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。 多晶硅薄膜鈍化樣品壽命測試的分析如圖為不同鈍化材料少子平均壽命的對比分析圖，從圖中可以看出，其中，以二氧化硅和氮化硅復(fù)合鈍化膜的效果最佳，二氧化硅單層膜次之，在單層鈍化薄膜中，二氧化硅的鈍化效果好于聚酰亞胺，氮化硅相對較差。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復(fù)合速率，以提高多晶硅薄膜的鈍化效果，延長多晶硅材料的使用壽命，提高器件工作的穩(wěn)定性。 　本章小結(jié) 采用原子力顯微鏡對多晶硅納米膜的表面形貌進行表征，給出了多晶硅納米膜AFM形貌圖；采用微波光電導(dǎo)衰減儀測試了不同鈍化材料的多晶硅樣品的少子壽命，發(fā)現(xiàn)二氧化硅和氮化硅復(fù)合制備的多晶硅樣品的鈍化效果最好，單層鈍化樣品中，二氧化硅的鈍化效果最好，氮化硅和聚酰亞胺的效果較二氧化硅要差。結(jié)論課題在分析多晶硅表層鈍化理論的基礎(chǔ)上，對多晶硅薄膜的鈍化種類和測量方法進行分析和比較，制作出多晶硅納米膜表層鈍化樣品，并對在不同類型的表層鈍化樣品進行了分析和比較。通過研究得出如下結(jié)論：(1)選擇LPCVD在硅片正面淀積多晶硅納米薄膜，采用AFM對多晶硅納米膜進行表征，納米膜的晶粒大小均勻表面平整度良好。(2多晶硅薄膜的鈍化種類和測量方法進行分析和對比，分析表明對于薄膜材料來說采用低壓化學(xué)氣相淀積法(LPCVD)和等離子體氣相沉積法(PECVD)來制作含有二氧化硅，氮化硅和聚酰亞胺樹脂的單層或雙層的鈍化介質(zhì)膜是較為可行的實驗對比方案。(3)通過對多晶硅表層鈍化理論的少子平均壽命與表面復(fù)合速率的關(guān)系的分析，制作了不同材料的單層和雙層鈍化薄膜，采用X射線衍射（XRD）表征了單晶硅與多晶硅的結(jié)晶學(xué)結(jié)構(gòu)，得到多晶硅的XRD分析圖。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。(4) 對表層鈍化理論的少子平均壽命與表明復(fù)合速率的關(guān)系進行分析，利用微波光電導(dǎo)衰減儀對制備的多晶硅鈍化樣品的少子平均壽命進行測量。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。今后工作設(shè)想：多晶硅表層鈍化的材料選擇和比例還有許多可以參考的地方，同時可以嘗試對多晶硅鈍化薄膜進行退火處理等，從而找到更合適的鈍化材料。參考文獻1 揣榮巖, 劉曉為, 潘慧艷等. 不同淀積溫度多晶硅納米薄膜的壓阻特性. 傳感技術(shù)學(xué)報. 2006, 19(5): 1810~18142 D. 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